CN212712782U - 一种四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，包括急冷塔，急冷塔内设有喷水装置，喷水装置连接有氮气吹扫装置；急冷塔的气体出口连接有除尘装置。本实用新型通过在氯化炉上方设置急冷塔，并在急冷塔内设置喷水装置，通过喷入适量水，水可与粗TiCl4气体中的气相AlCl3反应生成AlOCl沉淀，然后再通过除尘装置使AlOCl沉淀从粗TiCl4气体中分离，达到去除气相AlCl3的目的，减少了因AlCl3过量引起的设备腐蚀，以及加NaCl除AlCl3引起的炉料结块的问题；而且设置氮气吹扫装置，可以引入氮气，防止生成的AlOCl沉淀堵塞喷水装置，提高了装置运行的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于四氯化钛生产技术领域，具体涉及了一种四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置。
背景技术
富钛料里含有一定量的Al2O3以及其他杂质，在氯化炉里，富钛料里的氧化铝与氯气反应生成AlCl3，随炉气一起排出，经冷凝之后进入粗四氯化钛中，AlCl3具有很强的腐蚀性，如果留在粗TiCl4中，会造成后续设备不同程度的损坏。
关于去除粗四氯化钛中AlCl3的专利，专利201310566219.3公开了一种生产四氯化钛的氯化体系去除三氯化铝的方法，并具体公开了向氯化炉中加入一定量的氯化钠，可以在氯化体系中直接去除三氯化铝。但是这种方法存在的缺点是：在床层温度(950～1100℃)下， NaCl(熔点801℃，沸点1465℃)处于液体状态，床层物料会发黏，破坏沸腾床层，物料凝结以后，炉膛阻力增大，产生沟流现象，严重时引发透氯事故，造成生产系统停车。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置。
本实用新型的目的是以下述技术方案实现的：
一种四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，包括位于氯化炉上方、且与氯化炉四氯化钛气体出口连通的急冷塔，所述急冷塔内设有喷水装置，所述喷水装置连接有氮气吹扫装置；所述急冷塔的气体出口连接有除尘装置。
优选的，所述喷水装置连接有输水管路，所述输水管路的另一端连接有储水罐。
优选的，从所述储水罐端至所述喷水装置端，所述输水管路上依次设置有手阀、气动阀和流量控制阀。
优选的，所述氮气吹扫装置包括氮气吹扫管路，所述氮气吹扫管路连接于位于所述流量控制阀与所述喷水装置之间的所述输水管路上。
优选的，所述输水管路上设有流量计。
优选的，所述喷水装置数量为多个，且多个所述喷水装置在水平和竖直方向上均匀布置。
优选的，所述输水管路上设有计量泵，所述计量泵出水端设有另一端与所述储水罐连接的回流管路。
优选的，所述回流管路上设有回流调节阀。
优选的，所述除尘装置为旋风除尘器。
本实用新型提供的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，通过在氯化炉上方设置急冷塔，并在急冷塔内设置喷水装置，通过喷入适量水，水可与粗TiCl4气体中的气相AlCl3反应生成AlOCl沉淀，然后再通过除尘装置使AlOCl沉淀从粗TiCl4气体中分离，达到去除气相 AlCl3的目的，减少了因AlCl3过量引起的设备腐蚀，以及加NaCl除 AlCl3引起的炉料结块的问题；而且设置氮气吹扫装置，可以引入氮气，防止生成的AlOCl沉淀堵塞喷水装置，提高了装置运行的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型提供的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置的结构示意图；
图2为本实用新型其中一个优选实施例提供的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置的结构示意图；
其中，1氯化炉；2喷水装置；3急冷塔；4连接管道；5氮气吹扫管路；6流量控制阀；7输水管路；8流量计；9气动阀；10手阀；11回流调节阀；12计量泵；13储水罐；14除尘装置。
具体实施方式
本实用新型提供的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，如图1 所示，包括位于氯化炉1上方、且与氯化炉1四氯化钛气体出口连通的急冷塔3，急冷塔3内设有喷水装置2，喷水装置连接有氮气吹扫装置5，急冷塔3的气体出口通过连接管道4连接有除尘装置。
本实用新型通过在氯化炉上方设置急冷塔，并在急冷塔内设置喷水装置，通过喷入适量水，水可与粗TiCl4气体中的气相AlCl3反应生成AlOCl沉淀，然后再通过除尘装置使AlOCl沉淀从粗TiCl4气体中分离，达到去除气相AlCl3的目的，减少了因AlCl3过量引起的设备的腐蚀，以及加NaCl除AlCl3引起的炉料结块的问题；而且设置氮气吹扫装置，可以引入氮气，防止生成的AlOCl沉淀堵塞喷水装置，提高了装置运行的稳定性。
使用时，检查富钛料的添加流量和富钛料中的氧化铝含量，计算出富钛料中引入的三氯化铝总量，然后计算出合适的喷水量，防止喷水量过多，影响正常生产，或喷水量过少，导致铝去除不完全。水的喷入量优选为每千克三氯化铝0.3～0.5kg水。且喷入的水优选去离子水，防止喷水装置结垢堵塞。
优选的，喷水装置2采用常规喷头。
优选的，喷水装置2连接有输水管路7，输水管路的另一端连接有储水罐13。通过设置储水罐和输水管路，方便了水量的加入。
优选的，从储水罐端至喷水装置端，输水管路上依次设置有手阀 10、气动阀9和流量控制阀6。在靠近储水罐端设置手阀，然后再依次设置气动阀和流量控制阀，通过手动和自动双重阀门，以方便对加水流量的控制和调节。
优选的，氮气吹扫装置5包括氮气吹扫管路，氮气吹扫管路与位于流量控制阀6与喷水装置2之间的输水管路7连接，一方面，随水一起引入喷淋装置2，可防止喷水装置2堵塞，另一方面，停车时对喷淋装置2进行吹扫可以起到冷却降温的作用，防止高温炉气对喷淋装置2的伤害。
优选的，输水管路7上设有流量计8，可通过流量计检查输水流量，监控输水装置，看是否有泄漏或者异常情况。流量控制阀6和流量计8可采用DCS控制系统，根据富钛料里氧化铝含量自动进行加水量的调节。
输水管路可采用DN50型管道，氮气吹扫管道可采用DN20型管道。
优选的，输水管路7上设有计量泵12，计量泵出水端设有另一端与储水罐13连接的回流管路，在计量泵12与储水罐13之间设置回流管路，是出于计量泵稳压的目的。为了方便回流水量的调节，在回流管路上设有回流调节阀11。
优选的，为了提高铝去除效率，喷水装置2数量为多个，且为了保证加水喷淋的均匀性，多个喷水装置在水平和竖直方向上均匀布置。为了方便喷水装置喷水控制，每个喷水装置可各连接一个输水支路，如图2所示，共设有两个喷水装置，每个喷水装置各连接一个输水支路，在输水支路上依次设有氮气吹扫管路5、流量控制阀6、流量计8、气动阀9，然后通过一个输水干路与储水罐13连接，手阀 10和计量泵12设置于输水干路上。
除尘装置14优选为具有较好除尘效果的旋风除尘器。
以图2所示的装置为例，下面具体描述一下该装置的使用方法：
S1，打开计量泵去往急冷塔的手阀，水通过两个添加点(两个喷头)喷入急冷塔；
S2，检查富钛料的添加流量及富钛料中的氧化铝含量；计算出富钛料引入的三氯化铝总量；
S3，打开计量泵，根据富钛料里的三氯化铝含量来计算合适的喷水量；
S4，通过流量计检查输水流量，监控输水和喷水装置，看是否有泄漏或者异常情况；
S5，停车时，关闭计量泵及手阀，氮气吹扫将管道内残余的水分吹扫进急冷塔及防止喷头堵塞。
采用图2所示的装置，通过喷头向急冷塔内加入不同的水量，以未进行喷水为对照，检测不同加水量后的四氯化钛气体(旋风除尘后) 中三氯化铝含量，具体结果见表1。
表1不同喷水量对去除AlCl3的效果
从表1中的数据可以看出：本实用新型提供的装置能够从粗四氯化钛气相中直接去除三氯化铝。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，包括位于氯化炉上方、且与氯化炉四氯化钛气体出口连通的急冷塔，所述急冷塔内设有喷水装置，所述喷水装置连接有氮气吹扫装置；所述急冷塔的气体出口连接有除尘装置。
2.如权利要求1所述的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，
所述喷水装置连接有输水管路，所述输水管路的另一端连接有储水罐。
3.如权利要求2所述的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，
从所述储水罐端至所述喷水装置端，所述输水管路上依次设置有手阀、气动阀和流量控制阀。
4.如权利要求3所述的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，
所述氮气吹扫装置包括氮气吹扫管路，所述氮气吹扫管路连接于位于所述流量控制阀与所述喷水装置之间的所述输水管路上。
5.如权利要求2所述的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，
所述输水管路上设有流量计。
6.如权利要求1所述的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，
所述喷水装置数量为多个，且多个所述喷水装置在水平和竖直方向上均匀布置。
7.如权利要求2所述的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，
所述输水管路上设有计量泵，所述计量泵出水端设有另一端与所述储水罐连接的回流管路。
8.如权利要求7所述的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，
所述回流管路上设有回流调节阀。
9.如权利要求1所述的四氯化钛气相中去除三氯化铝的装置，其特征在于，
所述除尘装置为旋风除尘器。
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