專利名稱：一種降低循環(huán)氯氣中氧氣含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于TiCl4生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別于涉及一種降低循環(huán)氯氣中氧氣含量的方法，降低鈦白氧化工段或電解鎂工段返還的循環(huán)氯氣中的氧氣含量。
背景技術(shù)：
TiCl4是生產(chǎn)海綿鈦、鈦白粉、納米TiO2的原料，是鈦相關(guān)工業(yè)最基礎(chǔ)的中間原料。 目前工業(yè)上制備TiCl4的方法主要有兩種即沸騰氯化和熔鹽氯化。大型氯化法鈦白粉廠生產(chǎn)TiCl4的氯氣主要是生產(chǎn)鈦白時(shí)產(chǎn)生的氧化尾氣即循環(huán) 氯氣，由于氧化工段生產(chǎn)過程中，控制技術(shù)、相同的密封和設(shè)備先進(jìn)程度不同，其循環(huán)氯氣 的化學(xué)成分也不一樣。表1為目前國內(nèi)某家鈦白生產(chǎn)廠家氧化工段的循環(huán)氯氣，其主要成 分是C12、N2、02等。這些成分對(duì)氯化爐溫度穩(wěn)定控制、高鈦渣的氯化率、氯化爐的產(chǎn)能、氯氣 利用率等都有影響。表1-氧化工段循環(huán)氯氣成分及其體積濃度(％ )
” "Cl2 CO2 O^CON^ HCl""“-------
73.3 4.56.0 2.2 12.0 2.0循環(huán)氯氣中的氧氣在氯化生產(chǎn)中是非常有害的，主要有以下三個(gè)方面(1)在氯化過程中還原劑消耗量增大，氧氣要和還原劑(碳)發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生 大量的熱量，造成氯化爐溫度波動(dòng)大，影響高鈦渣的正常氯化；(2)氧化尾氣中的O2能夠和氯化爐上部混合氣體中的TiCl4發(fā)生二次反應(yīng)，生成 Ti02、Cl2，降低了鈦的回收率，同時(shí)造成氯化工段的尾氣中Cl2含量增高，尾氣處理的負(fù)擔(dān)加 重；(3)氧化尾氣中的氯氣、氧氣對(duì)氯化爐產(chǎn)能影響較大。TiO2的氯化速度隨氯氣濃 度降低而減小，當(dāng)氧化尾氣的體積一定時(shí)，氯氣濃度越高，氯化爐單位面積產(chǎn)能越大，氯氣 濃度越低，爐子單位面積產(chǎn)能隨之下降。因此降低循環(huán)氯氣中的氧氣含量對(duì)于穩(wěn)定氯化生產(chǎn)、提高資源利用效率意義重 大，而降低循環(huán)氯氣中氧氣含量的方法至今未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降低循環(huán)氯氣中氧氣含量的方法，該方法通過還原劑 在一定條件下可減少或完全清除氯氣中的氧氣，而并不或極小影響氯氣的濃度。本發(fā)明在鈦白氧化工段或電解鎂工段返還的含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn)入氯 化爐前對(duì)其進(jìn)行處理，處理方法是將含有氧氣的循環(huán)氯氣通過溫度為500 1500K的還原 劑層，還原劑可以為石油焦、浙青、焦炭、煤等；a在氧化工段后、氯化工段前，對(duì)含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn)行處理，處理工藝 是將鈦白氧化工段或電解鎂工段返還的含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣鼓入循環(huán)氯氣處理設(shè)備中，循環(huán)氯氣中的氧氣與還原劑層發(fā)生反應(yīng)c+02 = CO2，處理后的不含氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn) 入氯化工段；b在對(duì)含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn)行處理時(shí)，循環(huán)氯氣處理設(shè)備中還原劑層的 溫度控制在500 1500K溫度范圍內(nèi)；循環(huán)氯氣處理設(shè)備作為循環(huán)氯氣處理工藝的核心設(shè)備，其主要包括有進(jìn)氣口、還 原劑進(jìn)料口、安全閥、冷卻水管、排渣口、出氣口等，如圖1所示。還原劑可以為石油焦、浙青、焦炭、煤等，其主要成分為碳。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，可處理TiCl4氧化工段的循環(huán)氯氣及其他工藝生產(chǎn)的含一定 量氧氣的氯氣，且處理設(shè)備簡單易操作，除設(shè)備外并在一定程度上降低了原料成本，有效提 高后續(xù)高鈦渣氯化工段氯化爐溫度控制的穩(wěn)定性，顯著提高高鈦渣氯化效率及資源利用 率。



圖1為含氧循環(huán)氯氣處理設(shè)備示意圖。圖2為降低循環(huán)氯氣中氧氣的實(shí)施方式示意圖。
具體實(shí)施例方式將鈦白氧化工段或電解鎂工段返還的含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣從進(jìn)氣口鼓入 循環(huán)氯氣處理設(shè)備中，循環(huán)氯氣中的氧氣與還原劑層發(fā)生反應(yīng)，處理后的不含氧氣的循環(huán) 氯氣從出氣口導(dǎo)出，其示意圖如圖2所示。還原劑可以為石油焦、浙青、焦炭、煤等，其主要成分為碳，氧氣與還原劑反應(yīng)后生 成二氧化碳，或同時(shí)有極少量氧氣被還原成一氧化碳，因此在降低循環(huán)氯氣中氧氣含量的 同時(shí)幾乎不降低氯氣的濃度，消除了循環(huán)氯氣中氧氣含量波動(dòng)對(duì)氯化爐溫度造成的不利影 響，同時(shí)也避免了氯化爐溫度受氧氣與還原劑反應(yīng)生成大量熱的影響，提高了氯化爐溫度 的穩(wěn)定性，有利于高鈦渣加碳氯化反應(yīng)Ti02+C+2C12 = TiCl4+C02順利進(jìn)行，同時(shí)還消除了氯 化產(chǎn)物TiCl4被O2 二次氧化(TiCl4+02 = Ti02+2C12)現(xiàn)象，提高了鈦的收得率，大大降低了 尾氣中氯氣含量，減輕了尾氣處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
權(quán)利要求
一種降低循環(huán)氯氣中氧氣含量的方法，其特征在于，在鈦白氧化工段或電解鎂工段返還的含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn)入氯化爐前對(duì)其進(jìn)行處理，處理方法是將含有氧氣的循環(huán)氯氣通過溫度為500～1500K的還原劑層；a在氧化工段后、氯化工段前，對(duì)含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn)行處理，處理工藝是將鈦白氧化工段或電解鎂工段返還的含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣鼓入循環(huán)氯氣處理設(shè)備中，循環(huán)氯氣中的氧氣與還原劑層發(fā)生反應(yīng)C+O2＝CO2，處理后的不含氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn)入氯化工段；b在對(duì)含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn)行處理時(shí)，循環(huán)氯氣處理設(shè)備中還原劑層的溫度控制在500～1500K溫度范圍內(nèi)；所述的循環(huán)氯氣處理設(shè)備包括有進(jìn)氣口、還原劑進(jìn)料口、安全閥、冷卻水管、排渣口、出氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的還原劑為石油焦、浙青、焦炭或煤。
全文摘要
一種降低循環(huán)氯氣中氧氣含量的方法，屬于TiCl4生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。在鈦白氧化工段或電解鎂工段返還的含有一定量氧氣的循環(huán)氯氣進(jìn)入氯化爐前對(duì)其進(jìn)行處理，處理方法是將含有氧氣的循環(huán)氯氣通過溫度為500～1500K的還原劑層。該方法通過還原劑在一定條件下可減少或完全清除氯氣中的氧氣，而并不或極小影響氯氣的濃度。該方法可處理TiCl4氧化工段的循環(huán)氯氣及其他工藝生產(chǎn)的含一定量氧氣的氯氣，且處理設(shè)備簡單易操作，除設(shè)備外并在一定程度上降低了原料成本，有效提高后續(xù)高鈦渣氯化工段氯化爐溫度控制的穩(wěn)定性，顯著提高高鈦渣氯化效率及資源利用率。
文檔編號(hào)C01G23/02GK101830500SQ20101019471
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者嚴(yán)定鎏, 居殿春, 李向陽, 林萬舟, 齊淵洪 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院