一種四氯化鈦氣體冷凝收集系統(tǒng)及收集工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及四氯化鈦氣體冷凝收集技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種四氯化鈦氣體冷凝收集系統(tǒng)及收集工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在四氯化鈦工業(yè)生產(chǎn)過程中，從氯化爐出來的氯化氣體主要含有TiCl4、CO2, CO、N2、HC1等氣體成分，另外氣體中還夾帶著未反應(yīng)的焦炭和？冗12等其他金屬氯化物粉塵，溫度為147-200°c，壓力在微正壓到10kPa (表壓)之間。
[0003]目前，國內(nèi)外在收集此種氯化氣體中的四氯化鈦，工藝方法很多，但這些工藝中有的設(shè)備數(shù)量多且體積龐大，占地面積大，控制復(fù)雜，設(shè)備內(nèi)件容易堵塞，磨損厲害，必須停車才能檢修；有的工藝過程阻力大，動設(shè)備無法較好地適應(yīng)工藝而頻繁停車檢修，生產(chǎn)負(fù)荷難以提高且無法連續(xù)生產(chǎn)；有的工藝容易出現(xiàn)操作不當(dāng)而存在大量泥漿沉降在設(shè)備底部和堵塞設(shè)備，不僅清理頻繁，而且對下游精制提純工序的換熱設(shè)備造成嚴(yán)重結(jié)垢；另外絕大部分的工藝沒有考慮能量的合理利用。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種四氯化鈦氣體冷凝收集系統(tǒng)及收集工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種四氯化鈦氣體冷凝收集系統(tǒng)，其特征在于:包括初級文丘里洗滌器、二級文丘里洗滌器、三級文丘里洗滌器、兩個粗四氯化鈦儲槽、一個冷四氯化鈦儲槽，所述初級文丘里洗滌器的氣相進(jìn)口與外部氯化系統(tǒng)連接，初級文丘里洗滌器的液相進(jìn)口與一個循環(huán)水冷卻器的出口連接，初級文丘里洗滌器的出口與第一個粗四氯化鈦儲槽的進(jìn)口連接，第一個粗四氯化鈦儲槽頂部有出口與二級文丘里洗滌器的氣相進(jìn)口連接，第一個粗四氯化鈦儲槽底部有出口通過旋流器進(jìn)料泵與一個旋流器進(jìn)口連接，所述旋流器出口與外部氯化系統(tǒng)連接，旋流器還有出口與第二個粗四氯化鈦儲槽進(jìn)口連接；所述二級文丘里洗滌器的液相進(jìn)口通過自控調(diào)節(jié)閥與一個管道混合器的出口連接，管道混合器進(jìn)口與循環(huán)水冷卻器的出口連接，二級文丘里洗滌器的出口與第二個粗四氯化鈦儲槽進(jìn)口連接，第二個粗四氯化鈦儲槽頂部有出口與三級文丘里洗滌器的氣相進(jìn)口連接，第二個粗四氯化鈦儲槽底部有出口通過粗四氯化鈦循環(huán)泵與循環(huán)水冷卻器的進(jìn)口連接，且粗四氯化鈦循環(huán)泵出口上還有旁路連通至外部；所述三級文丘里洗滌器的液相進(jìn)口與一個冷凍液冷卻器的出口連接，三級文丘里洗滌器出口與冷四氯化鈦儲槽的進(jìn)口連接，冷四氯化鈦儲槽頂部有出口與一個氣液分離器進(jìn)口連接，冷四氯化鈦儲槽底部有出口通過冷四氯化鈦循環(huán)泵與冷凍液冷卻器的進(jìn)口連接，且冷四氯化鈦循環(huán)泵出口上還有旁路連通至管道混合器的進(jìn)口，所述氣液分離器頂部有出口與外部尾氣洗滌系統(tǒng)連接，氣液分離器的底部有出口與冷四氯化鈦儲槽連接。
[0006]所述四氯化鈦氣體冷凝收集工藝，其特征在于:來自氯化系統(tǒng)的氯化氣體先進(jìn)入初級文丘里洗滌器的氣相進(jìn)口，在初級文丘里洗滌器中，與來自循環(huán)水冷卻器的粗四氯化鈦充分混合進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，同時液相的粗四氯化鈦將氯化氣體中絕大部分粉塵潤濕，將出初級文丘里洗滌器的氣液固混合相溫度控制在80~100°C后進(jìn)入第一個粗四氯化鈦儲槽，在第一個粗四氯化鈦儲槽中，部分未被冷凝的四氯化鈦氣體和其他不凝氣從其頂部被二級文丘里洗滌器抽出，含固量較大的粗四氯化鈦從第一個粗四氯化鈦儲槽底部出來后被旋流器進(jìn)料泵輸送到旋流器，在旋流器中大部分未反應(yīng)的焦炭和其他金屬氯化物固體雜質(zhì)被濃縮成四氯化鈦泥漿后直接送到氯化爐回收四氯化鈦；從旋流器出來的粗四氯化鈦清液仍含有少量固體雜質(zhì)，進(jìn)入粗四氯化鈦循環(huán)槽；
部分未冷凝四氯化鈦氣體和其他不凝氣從第一個粗四氯化鈦儲槽頂部出來后進(jìn)入二級文丘里洗滌器的氣相進(jìn)口，在二級文丘里洗滌器中，與來自循環(huán)水冷卻器和冷四氯化鈦循環(huán)泵的兩股粗四氯化鈦充分進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，控制二級文丘里洗滌器出口氣液固混合相溫度在50~70°C后進(jìn)入第二個粗四氯化鈦循環(huán)槽，在第二個粗四氯化鈦循環(huán)槽中，仍有少量未被冷凝的四氯化鈦氣體和其他不凝氣從其頂部被三級文丘里洗滌器抽出，粗四氯化鈦循環(huán)泵將第二個粗四氯化鈦循環(huán)槽中收集的粗四氯化鈦經(jīng)循環(huán)水冷卻器冷卻到30-50°C后，分別進(jìn)入初級文丘里洗滌器和二級文丘里洗滌器以冷凝氯化氣體，當(dāng)?shù)诙€粗四氯化鈦循環(huán)槽中的液位達(dá)到較高時，從粗四氯化鈦循環(huán)泵出口分流一部分粗四氯化鈦去精制或去界外粗四氯化鈦儲槽存放；
仍有少量未被冷凝的四氯化鈦氣體和其他不凝氣從第二個粗四氯化鈦循環(huán)槽頂部出來后進(jìn)入三級文丘里洗滌器，在三級文丘里洗滌器中，與來自冷凍液冷卻器的冷四氯化鈦進(jìn)行充分接觸，不凝氣中的四氯化鈦氣體基本上被-20~-35°C冷四氯化鈦吸收干凈，控制三級文丘里洗滌器出口粗四氯化鈦溫度在-10~-20°C后進(jìn)入冷四氯化鈦儲槽；其他不凝氣從冷四氯化鈦儲槽頂部出來后進(jìn)入氣液分離器，將不凝氣中夾帶的四氯化鈦霧滴捕捉下來后去后續(xù)尾氣洗滌系統(tǒng)，被捕捉下來的四氯化鈦霧滴從氣液分離器底部進(jìn)入冷四氯化鈦儲槽回收，冷四氯化鈦循環(huán)泵將冷四氯化鈦儲槽冷凝收集的粗四氯化鈦經(jīng)冷凍液冷卻器冷到-20~-35°C后送入三級文丘里洗滌器中；當(dāng)冷四氯化鈦儲槽中的液位較高時，從冷四氯化鈦循環(huán)泵出口分流一部分冷四氯化去管道混合器，在管道混合器中，30~50°C的粗四氯化鈦和-10~-25°C的粗四氯化鈦充分混合后維持溫度在20~40°C后進(jìn)入二級文丘里洗滌器；整個四氯化鈦氣體冷凝收集工藝中，采用自控調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)進(jìn)入各級文丘里洗滌器的粗四氯化鈦流量，以控制各級洗滌阻力降和溫降，從而達(dá)到控制整個冷凝收集工藝的壓降和四氯化鈦的收率。
[0007]本發(fā)明提供了一種四氯化鈦氣體冷凝收集系統(tǒng)及收集工藝，采用三級噴射冷凝和旋流除渣方法，可以不停車檢修，優(yōu)化了工藝流程，降低了能耗和設(shè)備磨損，設(shè)備數(shù)量和體積大為減少。此種工藝能普遍適用于氯化法鈦白行業(yè)和四氯化鈦行業(yè)的相關(guān)工序。
[0008]本發(fā)明整個系統(tǒng)簡單緊湊高效，不存在現(xiàn)有工藝經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備堵塞和清理頻繁，克服現(xiàn)有工藝系統(tǒng)阻力過大，生產(chǎn)負(fù)荷難以提高的局面，控制簡單，安裝維修方便(可不停車檢修)，占地較小，節(jié)約了投資和降低了操作維修費用。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，一種四氯化鈦氣體冷凝收集系統(tǒng)，包括初級文丘里洗滌器1、二級文丘里洗滌器2、三級文丘里洗滌器3、兩個粗四氯化鈦儲槽6和7、一個冷四氯化鈦儲槽8，初級文丘里洗滌器I的氣相進(jìn)口與外部氯化系統(tǒng)連接，初級文丘里洗滌器I的液相進(jìn)口與一個循環(huán)水冷卻器4的出口連接，初級文丘里洗滌器I的出口與第一個粗四氯化鈦儲槽6的進(jìn)口連接，第一個粗四氯化鈦儲槽6頂部有出口與二級文丘里洗滌器2的氣相進(jìn)口連接，第一個粗四氯化鈦儲槽6底部有出口通過旋流器進(jìn)料泵11與一個旋流器10進(jìn)口連接，旋流器10出口與外部氯化系統(tǒng)連接，旋流器10還有出口與第二個粗四氯化鈦儲槽7進(jìn)口連接；二級文丘里洗滌器2的液相進(jìn)口通過自控調(diào)節(jié)閥15與一個管道混合器14的出口連接，管道混合器14進(jìn)口與循環(huán)水冷卻器4的出口連接，二級文丘里洗滌器2的出口與第二個粗四氯化鈦儲槽7進(jìn)口連接，第二個粗四氯化鈦儲槽7頂部有出口與三級文丘里洗滌器3的氣相進(jìn)口連接，第二個粗四氯化鈦儲槽7底部有出口通過粗四氯化鈦循環(huán)泵12與循環(huán)水冷卻器4的進(jìn)口連接，且粗四氯化鈦循環(huán)泵12出口上還有旁路連通至外部；三級文丘里洗滌器3的液相進(jìn)口與一個冷凍液冷卻器5的出口連接，三級文丘里洗滌器3出口與冷四氯化鈦儲槽8的進(jìn)口連接，冷四氯化鈦儲槽8頂部有出口與一個氣液分離器9進(jìn)口連接，冷四氯化鈦儲槽8底部有出口通過冷四氯化鈦循環(huán)泵13與冷凍液冷卻器5的進(jìn)口連接，且冷四氯化鈦循環(huán)泵13出口上還有旁路連通至管道混合器14的進(jìn)口，氣液分離器9頂部有出口與外部尾氣洗滌系統(tǒng)連接，氣液分離器9的底部有出口與冷四氯化鈦儲槽8連接。
[0011]一種四氯化鈦氣體冷凝收集工藝，來自氯化系統(tǒng)的氯化氣體先進(jìn)入初級文丘里洗滌器I的氣相進(jìn)口，在初級文丘里洗滌器I中，與來自循環(huán)水冷卻器4的粗四氯化鈦充分混合進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，同時液相的粗四氯化鈦將氯化氣體中絕大部分粉塵潤濕，將出初級文丘里洗滌器I的氣液固混合相溫度控制在80~100°C后進(jìn)入粗四氯化鈦儲槽6，在粗四氯化鈦儲槽6中，部分未被冷凝的四氯化鈦氣體和C02、CO、N2等不凝氣從其頂部被二級文丘里洗滌器2抽出。含固量較大的粗四氯化鈦從粗四氯化鈦儲槽6底部出來后被旋流器進(jìn)料泵11輸送到旋流器10，在旋流器10中，大部分焦炭和FeCl2等其他金屬氯化物固體雜質(zhì)被濃縮成四氯化鈦泥漿后直接送到氯化系統(tǒng)回收四氯化鈦。從旋流器10出來的粗四氯化鈦清液(仍含有少量固體雜質(zhì))進(jìn)入粗四氯化鈦循環(huán)槽7。
[0012]部分未冷凝四氯化鈦氣體和C02、CO、N2等不凝氣從粗四氯化鈦儲槽6頂部出來后進(jìn)入二級文丘里洗滌器2的氣相進(jìn)口，在二級文丘里洗滌器2中，與來自循環(huán)水冷卻器4和冷四氯化鈦循環(huán)泵13的兩股粗四氯化鈦充分進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，控制二級文丘里洗滌器2出口氣液固混合相溫度在50~70°C后進(jìn)入粗四氯化鈦循環(huán)槽7，在粗四氯化鈦循環(huán)槽7中，仍有少量未被冷凝的四氯化鈦氣體和C02、C0、N2等不凝氣從其頂部被三級文丘里洗滌器3抽出。粗四氯化鈦循環(huán)