专利名称：四氯化钛生产系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对氯化冶金中所产生的混合泥浆进行处理的方法，该方法可应用于四氯化钛、四氯化硅等低沸点金属氯化物的回收。此外，本实用新型还涉及采用上述处理方法的四氯化钛生产工艺和生产设备。
技术背景四氯化钛的生产属典型的氯化冶金。在四氯化钛的生产过程中，从氯化炉逸出的炉气所含的高沸点杂质和随气流带来的固体杂质经收尘器收尘冷凝后，其大部分与四氯化钛分离，但仍有少部分FeCl2、CaCl2, A1C13、MgCl2等杂质(约占10% )在通过淋洗设备时被淋洗下来，被带入四氯化钛中，通常采用浓密机、过滤器等固液分离装置将其中杂质分离出来。悬浮在四氯化钛中的高沸点氯化物等杂质通过浓密机沉积在其底部，由这些杂质与四氯化钛所组成混合泥浆通过浓密机底部的螺旋卸料机排出。目前，用什么设备来处理这些含固量在50%左右的混合泥浆，以提高金属回收率及消除处理泥浆所带来的环境污染成为了所有生产厂家急待解决的问题。大多数厂家还是采用浓密机沉降后直接冲掉、布袋压滤后直接冲掉、蒸发器蒸发等。直接冲掉或布袋压滤后直接冲掉都会造成资源浪费及环境污染；蒸发器蒸发时加料量、加料时间等不容易控制，渣粘度大，极易造成堵塞，不能完全干燥，同时蒸发器造价高、检修、维护工作量大等，不能适应大型氯化炉产生的泥浆的处理。专利文献CN102092783A公开了一种四氯化钛沉淀泥浆干燥方法，提出了以离心喷雾干燥技术来实现混合泥浆的干燥处理，从而回收混合泥浆中易挥发的四氯化钛，而混合泥浆中的高沸点杂质则在干燥时从气体中沉淀下来，得以清理或再利用。然而，该离心喷雾干燥方法中使用的载热气体采用的是空气、氮气、氩气中的一种或几种，并且在冷却回收四氯化钛后，这些载热气体还要返回喷雾干燥环节循环使用。因此，该方法必须在整个干燥过程中配置相应的载热气体干燥、加热等设备。另外，该方法并没有与原有四氯化钛生产流程很好地结合，因此未能利用原生产流程中的显热。
实用新型内容本实用新型解决的第一个技术问题是提供一种使用与待回收的金属氯化物为同一金属氯化物的气体作为载热气流对混合泥浆进行喷雾干燥的氯化冶金中的混合泥浆处
理方法。解决该技术问题所采取的技术方案是氯化冶金中的混合泥浆处理方法，该混合泥浆是由待回收的金属氯化物与杂质组成，其步骤为首先，使用与待回收的金属氯化物为同一金属氯化物的气体作为载热气流对该混合泥浆进行喷雾干燥；然后，对喷雾干燥后的气体进行除尘净化；最后，对除尘净化后的气体进行冷凝并得到待回收的金属氯化物液体。以四氯化钛的生产为例混合泥浆中的待回收的金属氯化物即为四氯化钛，混合泥浆中杂质主要包含高沸点的其他金属氯化物、钛等，而载热气流则为四氯化钛气体。当然，该四氯化钛气体中也允许含有其他杂质。理想的做法是直接将原有四氯化钛生产流程中的氯化炉的炉气作为载热气流，此时，就可以直接利用炉气本身的热量对混合泥浆进行喷雾干燥，以充分利用原生产流程中的显热。由于混合泥浆中的待回收的金属氯化物与喷雾干燥时使用的载热气流为同一物质，因此能够避免引入其他杂质，提高金属氯化物的回收率，也便于直接运用氯化炉的炉气作为载热气流从而简化混合泥浆的回收处理流程，降低设备投资和运行费用。另外，对除尘净化后的气体进行冷凝后的尾气可通过进一步的处理后被排放或回收，而不再返回喷雾干燥环节循环使用，从而省去载热气体干燥、加热等设备。本实用新型解决的第二个技术问题是提供一种采用上述方法的四氯化钛生产工艺。解决该技术问题所采取的技术方案是四氯化钛生产工艺，包括如下步骤一、将氯化炉的炉气通入喷雾干燥器；二、对喷雾干燥器排出的气体进行除尘净化；三、对除尘净 化后的气体进行冷凝；四、对冷凝后的液体进行固液分离，得到粗四氯化钛液以及由待回收的四氯化钛与杂质组成的混合泥浆；五、将混合泥浆打入上述喷雾干燥器中，从而以所述炉气为载热气流对该混合泥浆进行喷雾干燥。上述四氯化钛生产工艺是将喷雾干燥技术与现有四氯化钛生产流程的有机结合，它利用现有四氯化钛生产流程中的氯化炉所生成的炉气对送至喷雾干燥器的混合泥浆进行喷雾干燥，喷雾干燥后排出的气体直接按现有四氯化钛生产流程进行除尘净化、冷凝、固液分离，固液分离后的混合泥浆又被送回喷雾干燥器，如此循环而使混合泥浆的量始终维持在较低的水平，而粗四氯化钛液的产量则相应提高。因此，本实用新型的四氯化钛生产工艺是以原有四氯化钛生产流程为载体，并利用了原流程中的显热，以简单、高效的方式实现了混合泥浆处理，相比于背景技术中所述的四氯化钛沉淀泥浆干燥方法热利用效率更高，且设备更加简化，运行成本更低。本实用新型解决的第三个技术问题是提供一种采用上述方法的四氯化钛生产系统。解决该技术问题所采取的技术方案是四氯化钛生产系统，它包括顺序连接的氯化炉、收尘器、冷凝器、固液分离装置以及混合泥浆储存装置，其改进点在于还包括用于以所述氯化炉的炉气为载热气流对所述混合泥浆储存装置中的混合泥浆进行喷雾干燥的喷雾干燥器，该喷雾干燥器的进气端口与氯化炉排气口相连，排气端口与收尘器的进气口相连，待干燥物料的输入端口通过混合泥浆输送装置与混合泥浆储存装置相连。在上述系统中，氯化炉、收尘器、冷凝器、固液分离装置以及混合泥浆储存装置均为四氯化钛生产流程中的已有设备。所不同的是，本实用新型还在氯化炉和收尘器之间设有喷雾干燥器；另外，为将混合泥浆储存装置中的混合泥浆打入喷雾干燥器，还在混合泥浆储存装置与喷雾干燥器之间设有混合泥浆输送装置(如设有泵的输送管道)，其具体结构不再赘述。喷雾干燥器可以采用市售设备，也可以根据需要自行设计。本实用新型采用的喷雾干燥器的具体结构为喷雾干燥器具有一个外壳，该外壳内设有一隔板从而将该外壳内的空腔分为底部相连的左腔室和右腔室，所述左腔室和右腔室的下方设有沉渣室，沉渣室的底部设有排渣端口，所述进气端口设在左腔室的顶部，所述排气端口设在右腔室的顶部，所述待干燥物料的输入端口则与安装在右腔室内的喷雾装置相连。由此，使上述喷雾干燥器不仅结构简单，且兼具机械除尘及喷雾干燥的功能。其工作方式为从氯化炉排出的炉气首先进入左腔室并由上向下运动至沉渣室，此过程中，炉气内的部分微粒或粉尘沉降到沉渣室的底部；此后，炉气进入右腔室并由下向上运动，此过程中，高温炉气与从喷雾装置喷出的混合泥浆喷雾接触并发生热交换，混合泥浆喷雾中的四氯化钛受热挥发并随炉气从右腔室顶部的排气端口排出再进入收尘器，而混合泥浆喷雾中的高沸点杂质则被干燥成为微粒或粉尘并部分沉降到沉渣室的底部。需要指出的是，上述这种结构的喷雾干燥器实际上是隔板收尘器与喷雾干燥器的一种有机结合。本实用新型之所以采用这种结构，其根本原因是因为本申请的申请人想到在现有四氯化钛生产流程中的隔板收尘器中上安装喷雾装置从而使其变为喷雾干燥器，用以在基本不改变现有四氯化钛生产流程的基础上实现本实用新型的四氯化钛生产工艺。将隔板收尘器与喷雾装置进行组合的这个想法本身对于本领域技术人员而言是不容易想到的，这种结合是一种非显而易见的结合。 进一步的，所述喷雾装置的安装位置靠近右腔室的顶部。由此，高温炉气与混合泥浆喷雾发生逆流换热，提高混合泥浆喷雾与炉气的换热效率。 进一步的，所述喷雾装置采用离心雾化器。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
图I为本实用新型四氯化钛生产系统的结构示意图。图2为本实用新型四氯化钛生产工艺的流程图。图3为本实用新型四氯化钛生产系统中喷雾干燥器的具体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。首先，对本实用新型的“喷雾干燥”定义如下喷雾干燥是利用喷雾的方法，使混合泥浆成为雾滴分散在载热气流中，混合泥浆喷雾与载热气流以并流、逆流或混流方式相互接触，从而使混合泥浆中的待回收的金属氯化物气化，而混合泥浆中的高沸点杂质被干燥成为微粒或粉尘过程。本实用新型的喷雾干燥器可以采用离心式喷雾干燥器、压力式喷雾干燥器或气流式喷雾干燥器等，但优选离心式喷雾干燥器。如图I所示，本实用新型的四氯化钛生产系统包括顺序连接的氯化炉I、收尘器3、冷凝器4、固液分离装置5以及混合泥浆储存装置6，在此基础上，该系统还包括用于以所述氯化炉I的炉气为载热气流对所述混合泥浆储存装置6中的混合泥浆进行喷雾干燥的喷雾干燥器2，该喷雾干燥器2的进气端口 a与氯化炉I排气口相连，排气端口 b与收尘器3的进气口相连，待干燥物料的输入端口 c通过混合泥浆输送装置与混合泥浆储存装置6相连。其中，如图I所示，固液分离装置5具体由浓密机5a和过滤器5b组成，浓密机5a和过滤器5b的底部均与混合泥浆储存装置6相连，而浓密机5a上部的清液则通过管道泵入过滤器5b的进液口，从过滤器5b的出液口得到粗四氯化钛液。此外，冷凝器4具体采用淋洗塔，而收尘器3具体采用重力除尘器。当然，冷凝器4可以采用其他的冷凝设备，收尘器3也可以采用惯性除尘器或旋风除尘器等。下面结合图2对图I的四氯化钛生产系统的生产流程进行具体说明。首先，从氯化炉I排出的炉气从喷雾干燥器2的进气端口 a进入喷雾干燥器2中，同时，前面已生成的混合泥浆从混合泥浆储存装置6经混合泥浆输送装置从喷雾干燥器2的待干燥物料的输入端口 c打入喷雾干燥器2中，这时，进入喷雾干燥器2的高温炉气作为载热气流与喷雾干燥器2中的混合泥浆喷雾接触并发生发生热交换，混合泥浆喷雾中的四氯化钛受热挥发并随炉气从喷雾干燥器2的的排气端口 b排出后再进入收尘器3，而混合泥浆喷雾中的高沸点杂质则被干燥成为微粒或粉尘并部分沉降到喷雾干燥器2的底部，并定时从喷雾干燥器2底部的排渣端口 d排出；从喷雾干燥器2排出的气体进入收尘器3后，其中的微粒或粉尘进一步的沉淀，而经收尘器3除尘净化后的气体再进入淋洗塔喷淋冷凝，这时四氯化钛气体被 冷凝为液体，然后进入浓密机5a进行沉降，淋洗塔的尾气则通过进一步的处理后被排放或回收；浓密机5a上部的清液通过管道泵入过滤器5b的进液口，从过滤器5b的出液口得到粗四氯化钛液，浓密机5a下部的混合泥浆与经过滤器5b截留的混合泥浆进入混合泥浆储存装置6，然后再通过混合泥浆输送装置从喷雾干燥器2的待干燥物料的输入端口 c打回喷雾干燥器2中，从而对混合泥浆进行处理。如图3所不,作为喷雾干燥器2的具体结构，喷雾干燥器2具有一个外壳201,该外壳201内设有一隔板202从而将该外壳201内的空腔分为底部相连的左腔室203和右腔室204，所述左腔室203和右腔室204的下方设有沉渣室205，沉渣室205的底部设有排渣端口 d，所述进气端口 a设在左腔室203的顶部，所述排气端口 b设在右腔室204的顶部，所述待干燥物料的输入端口 c则与安装在右腔室204内的喷雾装置206相连。此外，喷雾装置206的安装位置靠近右腔室204的顶部并采用采用离心雾化器。该喷雾干燥器2兼具机械除尘及喷雾干燥的功能。从氯化炉I排出的炉气首先进入左腔室203并由上向下运动至沉渣室205，此过程中，炉气内的部分微粒或粉尘沉降到沉渣室205的底部；此后，炉气进入右腔204室并由下向上运动，此过程中，高温炉气与从喷雾装置206喷出的混合泥浆喷雾接触并发生热交换，混合泥浆喷雾中的四氯化钛受热挥发并随炉气从右腔室204顶部的排气端口 b排出再进入收尘器3，而混合泥浆喷雾中的高沸点杂质则被干燥成为微粒或粉尘并部分沉降到沉渣室205的底部。
权利要求1.四氯化钛生产系统，它包括顺序连接的氯化炉(I)、收尘器(3)、冷凝器(4)、固液分离装置(5)以及混合泥浆储存装置(6)，其特征在于它还包括用于以所述氯化炉(I)的炉气为载热气流对所述混合泥浆储存装置(6)中的混合泥浆进行喷雾干燥的喷雾干燥器(2)，该喷雾干燥器(2)的进气端口(a)与氯化炉(I)排气口相连，排气端口(b)与收尘器(3 )的进气口相连，待干燥物料的输入端口( c )通过混合泥浆输送装置与混合泥浆储存装置(6)相连。
2.如权利要求I所述的四氯化钛生产系统，其特征在于所述喷雾干燥器(2)具有一个外壳(201)，该外壳(201)内设有一隔板(202)从而将该外壳(201)内的空腔分为底部相连的左腔室(203)和右腔室(204)，所述左腔室(203)和右腔室(204)的下方设有沉渣室(205),沉渣室(205)的底部设有排渣端口(d)，所述进气端口(a)设在左腔室(203)的顶部，所述排气端口(b)设在右腔室(204)的顶部，所述待干燥物料的输入端口(c)则与安装在右 腔室(204)内的喷雾装置(206)相连。
3.如权利要求2所述的四氯化钛生产系统，其特征在于所述喷雾装置(206)的安装位置靠近右腔室(204)的顶部。
4.如权利要求2或3所述的四氯化钛生产系统，其特征在于所述喷雾装置(206)采用离心雾化器。
专利摘要本实用新型公开了一种四氯化钛生产系统，该系统包括顺序连接的氯化炉、收尘器、冷凝器、固液分离装置以及混合泥浆储存装置，其改进点在于还包括用于以所述氯化炉的炉气为载热气流对所述混合泥浆储存装置中的混合泥浆进行喷雾干燥的喷雾干燥器，该喷雾干燥器的进气端口与氯化炉排气口相连，排气端口与收尘器的进气口相连，待干燥物料的输入端口通过混合泥浆输送装置与混合泥浆储存装置相连。该系统以原有四氯化钛生产流程为载体，并利用了原流程中的显热，以简单、高效的方式实现了混合泥浆处理，热利用效率更高，且设备更加简化，运行成本更低。
文档编号C01G23/02GK202482083SQ20112042588
公开日2012年10月10日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者汪涛, 郭定江, 高麟 申请人:成都易态科技有限公司