CN114314589A - 一种干冰的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干冰的制备方法，该方法包括：分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，得到CO2和CO的混合气体。将CO2和CO的混合气体与O2反应，得到气态CO2。将气态CO2通入干冰生成器，得到CO2干冰。本发明通过分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，并对CO2和CO的混合气体进行处理得到气态CO2，再将气态CO2通入干冰生成器得到CO2干冰，有效减少环境污染，解决了氯化法钛白工艺造成的环境污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及干冰制备技术领域，特别涉及一种干冰的制备方法。
背景技术
氯化法在钛白生产中的优势将越来越明显，具有工艺流程短、操作易实现连续自动化、“三废”排放少、更易获得高质量金红石型钛白等优点。但是，氯化法钛白工艺包括氯化工序和氧化工序。其中氯化工序的废气主要含有TiCl4、Cl2、CO2和CO。氧化工序的废气主要含有CO2和Cl2。可见，氯化法钛白工艺不可避免的会产生CO2的大量排放。
目前对于氯化法钛白尾气的处理，通常是石灰中和法，其是利用电石渣或石灰粉等主要含Ca(OH)2的碱性物质与废酸进行中和处理后填埋，也有采用酸性物质对废气中的有害物质TiCl4和Cl2吸收后，将剩余的CO2和 CO直接排空的做法，上述处理方法在一定程度上造成了资源的浪费，并对环境造成了污染。
由此可见，如何减少环境污染成为上述氯化法钛白工艺亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有的技术问题，本发明提出了一种干冰的制备方法，有效减少环境污染，解决了氯化法钛白工艺造成的环境污染问题。
本发明的干冰的制备方法通过以下技术方案实现：
根据本发明，提供一种干冰的制备方法，该方法包括：
分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，得到CO2和CO的混合气体；
将CO2和CO的混合气体与O2反应，得到气态CO2；
将气态CO2通入干冰生成器，得到CO2干冰。
根据本发明的一个实施例，分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，得到CO2和CO的混合气体，包括：
将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，分离出CO2和CO，得到 CO2和CO的混合气体。
根据本发明的一个实施例，在分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，得到CO2和CO的混合气体之后，还包括：
将CO2和CO的混合气体收入气体收集器中。
根据本发明的一个实施例，将CO2和CO的混合气体与O2反应，得到气态CO2，包括：
将气体收集器内设置电磁感应加热线圈，并通入O2与CO混合加热反应，得到气态CO2。
根据本发明的一个实施例，还包括：
将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，得到TiOCl2和HCl混合的酸性废液；
对酸性废液进行沉降、固液分离和加水过滤处理，得到盐酸和TiOCl2水解而成的细粒级TiO2。
根据本发明的一个实施例，将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，得到TiOCl2和HCl混合的酸性废液，包括：
将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，通过喷淋第一浓度的稀盐酸将废气中含有的TiCl4和Cl2吸收，形成TiOCl2和HCl混合的酸性废液。
根据本发明的一个实施例，第一浓度为20～25％。
根据本发明的一个实施例，在将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，得到TiOCl2和HCl混合的酸性废液之后，还包括：
将TiOCl2和HCl混合的酸性废液通入沉降槽中。
由于采用以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的干冰的制备方法，采用分离氯化法钛白工艺产生的废气中的 CO2和CO，得到CO2和CO的混合气体。将CO2和CO的混合气体与O2反应，得到气态CO2。将气态CO2通入干冰生成器，得到CO2干冰。可见，通过分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，将分离出的CO2和 CO混合气体进行处理得到气态CO2，并将气态CO2通入干冰生成器，得到 CO2干冰，有效减少环境污染，解决了氯化法钛白工艺造成的环境污染问题。
另外，将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，得到TiOCl2和HCl 混合的酸性废液。对酸性废液进行沉降、固液分离和加水过滤处理，得到盐酸和TiOCl2水解而成的细粒级TiO2，进一步有效减少环境污染，进一步解决了氯化法钛白工艺造成的环境污染问题。
附图说明
图1示出了依据本发明的干冰的制备方法的一个实施例的流程示意图；
图2示出了依据本发明的干冰的制备方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了便于理解本发明，首先对本发明涉及的技术背景进行说明：
20世纪90年代中期，国际上出现的以节能、降耗、环保、集约化为目标的化工过程强化技术，是可望解决化学工业“高能耗、高污染和高物耗”问题的最有效技术手段之一。
在此背景下氯化法在钛白生产中的优势将越来越明显，具有工艺流程短、操作易实现连续自动化、“三废”排放少、更易获得高质量金红石型钛白等优点。
目前，氯化法钛白工艺包括氯化工序和氧化工序。其中，氯化工艺主要是沸腾氯化和熔盐氯化，钛原料与氯气进行高温氯化反应得到中间产品 TiCl4，其主要生产化学反应原理如下：
TiO2+C+2Cl2＝TiCl4+CO2 (1)
TiO2+2C+2Cl2＝TiCl4+2CO (2)
TiCl4+O2＝TiO2+2Cl2 (3)
氧化工艺主要化学反应原理如下：
铝粉与氯气反应：
2Al(s)+3Cl2(g)＝2AlCl3(g)
甲苯与氧气燃烧反应：
C7H8(l)+9O2(g)＝7CO2(g)+4H2O(g)
四氯化钛气相氧化反应：
TiCl4(g)+O2(g)＝TiO2(R,s)+2Cl2(g)
三氯化铝的氧化反应：
4AlCl3(g)+3O2(g)＝2Al2O3(s)+6Cl2(g)
可见，氯化法钛白工艺中氯化工序的废气主要含有TiCl4、Cl2、CO2和 CO。氧化工序的废气主要含有CO2和Cl2。这样，氯化法钛白工艺不可避免的会产生CO2的大量排放。
目前对于氯化法钛白尾气的处理，通常是石灰中和法，其是利用电石渣或石灰粉等主要含Ca(OH)2的碱性物质与废酸进行中和处理后填埋，也有采用酸性物质对废气中的有害物质TiCl4和Cl2吸收后，将剩余的CO2和 CO直接排空的做法，上述处理方法在一定程度上造成了资源的浪费，并对环境造成了污染。
为了有效减少环境污染，解决氯化法钛白工艺造成的环境污染问题，本发明提供一种干冰的制备方法。如图1所示，依据本发明的干冰的制备方法包括：
S101、分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，得到CO2和 CO的混合气体。
其中，氯化法钛白工艺可以包括：氯化工序和氧化工序。其中，如图2 所示，氯化工序的废气主要含有TiCl4、Cl2、CO2和CO。氧化工序的废气主要含有CO2和Cl2。分离出废气中的CO2和CO，具体可实现为：将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，分离出CO2和CO，得到CO2和CO的混合气体。
其中，将废气通入酸洗塔中，可以采用现有的化学反应方法将废气中的CO2和CO分离出来。在一种具体可实现方式中，将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，通过喷淋稀盐酸将废气中含有的TiCl4和Cl2吸收，形成TiOCl2和HCl混合的酸性废液，从而分离出CO2和CO。
在一些实施例中，在执行S101之后，本发明实施例提供的一种干冰的制备方法，还可以包括：将CO2和CO的混合气体收入气体收集器中。本发明通过将CO2和CO的混合气体可以有效防止CO2和CO污染环境。
S102、将CO2和CO的混合气体与O2反应，得到气态CO2。
在一些实施例中，S102具体可实现为：将气体收集器内设置电磁感应加热线圈，并通入O2与CO混合加热反应，得到气态CO2。
S103、将气态CO2通入干冰生成器，得到CO2干冰。
本发明实施例，通过将氯化法钛白生产过程中的氯化和氧化工序的废气通入酸洗塔，通过喷淋20～25％稀盐酸将废气中含有的TiCl4和Cl2吸收，形成悬浊液进行过滤分离处理，分离出的盐酸和细粒级TiO2均是有价资源可直接利用。不易溶于水和稀盐酸的CO2和CO气体进入收集处理器，通入适量O2加热反应全部转化为纯度较高的CO2气体后，送入干冰生成器最终制备成干冰销售。
在一些实施例中，本发明实施例提供的一种干冰的制备方法还可以包括：
S104(图中未示出)、将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，得到TiOCl2和HCl混合的酸性废液。
本步骤具体可实现为：将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，通过喷淋第一浓度的稀盐酸将废气中含有的TiCl4和Cl2吸收，形成TiOCl2和 HCl混合的酸性废液。
其中，第一浓度可以为20～25％。
在一些实施例中，在执行S104之后，本发明实施例提供的一种干冰的制备方法还可以包括：将TiOCl2和HCl混合的酸性废液通入沉降槽中。本发明通过将TiOCl2和HCl混合的酸性废液通入沉降槽中，可以有效防止 TiOCl2和HCl污染环境。
S105(图中未示出)、对酸性废液进行沉降、固液分离和加水过滤处理，得到盐酸和TiOCl2水解而成的细粒级TiO2。
具体的，如图2所示，对酸性废液进行沉降、固液分离和加水过滤处理，得到盐酸和TiOCl2水解而成的细粒级TiO2。
本发明实施例，将氯化法钛白生产过程中氯化和氧化工序产生的废气通入酸洗塔，通过喷淋20～25％稀盐酸将废气中含有的TiCl4和Cl2吸收，形成悬浊液进行过滤分离处理，分离出的盐酸和细粒级TiO2均是有价资源可直接利用。不易溶于水和稀盐酸的CO2和CO气体进入收集处理器，通入适量O2加热反应全部转化为纯度较高的CO2气体后，送入干冰生成器最终制备成干冰销售。本发明将氯化法钛白工业生产的废气有效的回收利用，得到了盐酸盐溶液、细粒级TiO2和CO2干冰，符合国家对碳排放达峰和碳中和标准提出的要求，氯化法钛白工艺经过化工过程强化后，真正实现了绿色生产，最终形成的副产品也具有一定的经济利用价值。
以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种干冰的制备方法，其特征在于，包括：
分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，得到所述CO2和CO的混合气体；
将所述CO2和CO的混合气体与O2反应，得到气态CO2；
将所述气态CO2通入干冰生成器，得到CO2干冰。
2.根据权利要求1所述的干冰的制备方法，其特征在于，分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，得到所述CO2和CO的混合气体，包括：
将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，分离出CO2和CO，得到所述CO2和CO的混合气体。
3.根据权利要求1所述的干冰的制备方法，其特征在于，在分离氯化法钛白工艺产生的废气中的CO2和CO，得到所述CO2和CO的混合气体之后，还包括：
将所述CO2和CO的混合气体收入气体收集器中。
4.根据权利要求3所述的干冰的制备方法，其特征在于，将所述CO2和CO的混合气体与O2反应，得到气态CO2，包括：
将所述气体收集器内设置电磁感应加热线圈，并通入O2与CO混合加热反应，得到所述气态CO2。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的干冰的制备方法，其特征在于，还包括：
将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，得到TiOCl2和HCl混合的酸性废液；
对所述酸性废液进行沉降、固液分离和加水过滤处理，得到盐酸和TiOCl2水解而成的细粒级TiO2。
6.根据权利要求5所述的干冰的制备方法，其特征在于，将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，得到TiOCl2和HCl混合的酸性废液，包括：
将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，通过喷淋第一浓度的稀盐酸将所述废气中含有的TiCl4和Cl2吸收，形成所述TiOCl2和HCl混合的酸性废液。
7.根据权利要求6所述的干冰的制备方法，其特征在于，第一浓度为20～25％。
8.根据权利要求5所述的干冰的制备方法，其特征在于，在将氯化法钛白工艺产生的废气通入酸洗塔，得到TiOCl2和HCl混合的酸性废液之后，还包括：
将所述TiOCl2和HCl混合的酸性废液通入沉降槽中。
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