专利名称：一种四氯化钛水溶液配制装置及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种四氯化钛水溶液配制工艺，该工艺用于配制四氯化钛水溶液，本发明还涉及一种四氯化钛水溶液配制装置，该装置用于将四氯化钛用水进行稀释，稀释后的四氯化钛溶液作为二氧化钛等产品的原料。
背景技术：
现有四氯化钛配制过程工艺为，四氯化钛在配制时用氧气对包装容器中进行加压，通过压力把四氯化钛从桶装容器中压出，流到钛液混合槽内，在钛液混合槽内进行混合稀释。因四氯化钛与水的混合过程中会产生巨热、盐酸及酸雾，控制不好四氯化钛直接会出现水解而产生钛白粉而造成四氯化钛不能生产珠光粉。一般配制过程中，需要每次配制一桶(合250KG)需要往钛液混合槽中加入冰块进行降温，尽量不让四氯化钛产生水解而出现钦白粉。因四氯化钛遇到空气或水会产生巨热、盐酸及酸雾，所以上述工艺缺陷比较多，首先往桶装四氯化钛中加压难以控制，因有时联通管道容易堵塞，桶内压力过高造成橡皮塞爆出后溅出四氯化钛产生浓酸雾烟影响环境，对操作工易产生伤害。还有就是每次需要添加冰块，操作中往混合钛液槽中添加冰块时会产生酸雾，对人体有损伤。公开号为CN2923668Y的实用新型说明书中，公开了一种四氯化钛稀释成套装置，该装置中没有设置换热器，使得四氯化钛在稀释过程中容易水解放热，并且产生钛白粉，不仅浪费了原料，还可能会造成安全事故。该四氯化钛稀释成套装置虽然设置了真空机组，但是由于四氯化钛水解产生氯化氢的缘故，使得真空机组排出有毒有害气体，而且氯化氢气体还会腐蚀真空机组，大幅度提高了真空机组的维护成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种工艺步骤少，能够实现连续抽取四氯化钛，抽取和混合同时进行，混合效果好，水解率低，环保的四氯化钛水溶液配制工艺。本发明解决上述问题所采用的技术方案是该四氯化钛水溶液配制工艺，其特征在于使用喷射真空泵抽取四氯化钛。本发明中，水和抽取的四氯化钛混合成四氯化钛水溶液，混合后冷却。本发明还提供了一种实现上述工艺的结构设计合理，节约能源，真空抽取四氯化钛，能有效保护环境，大幅度降低四氯化钛水解率，实现无污染排放的四氯化钛水溶液配制
>J-U ρ α装直。该四氯化钛水溶液配制装置，包括石墨换热器、一号防腐离心泵、四氯化钛混合槽、二号防腐离心泵、一号喷淋装置和一号酸雾吸收塔；所述的一号防腐离心泵和四氯化钛混合槽相连，所述的一号防腐离心泵和石墨换热器连接，所述的石墨换热器和四氯化钛混合槽连接；所述的四氯化钛混合槽和二号防腐离心泵连接，该二号防腐离心泵和一号喷淋装置连接，所述的一号喷淋装置安装在一号酸雾吸收塔内，该一号酸雾吸收塔和四氯化钛混合槽连接，其特征在于还包括用于抽取四氯化钛的喷射真空泵，所述的喷射真空泵串联在一号防腐离心泵和石墨换热器之间。通过石墨换热器冷却，可以保证温度，降低四氯化钛水解率。通过喷射真空泵吸取四氯化钛，操作方便，能杜绝有害气体溢出；喷射真空泵能有效混合四氯化钛和四氯化钛混合槽中的液体，混合效率高。一号酸雾吸收塔吸收氯化氢气体，能有有效抑制四氯化钛水解，而且还能够降低氯化氢气体的排出量。整个系统封闭，能有效防止有毒有害气体外溢，保护环境。
本发明还包括清水吸收槽、二号酸雾吸收塔、三号防腐离心泵和二号喷淋装置，所述的三号防腐离心泵的入口和清水吸收槽相连，该三号防腐离心泵的出口和二号喷淋装置相连，所述的二号喷淋装置安装在二号酸雾吸收塔内，该二号酸雾吸收塔和清水吸收槽相连，所述清水吸收槽和一号酸雾吸收塔的气相出口连接。通过二号酸雾吸收塔能够吸收大部分氯化氢气体，副产物盐酸还是重要的工业原料之一，能够实现废物利用，节约能源，保护环境。本发明还包括碱吸收槽、四号防腐离心泵、三号酸雾吸收塔、三号喷淋装置和离心风机，所述的四号防腐离心泵的入口和碱吸收槽连接，该四号防腐离心泵的出口和三号喷淋装置连接，所述的三号喷淋装置安装在三号酸雾吸收塔内，该三号酸雾吸收塔和碱吸收槽相连，所述的碱吸收槽和二号酸雾吸收塔的气相出口相连，所述的三号酸雾吸收塔的气相出口和离心风机相连。碱液能够彻底吸收氯化氢气体，令排空的气体无毒无害，离心风机能够将气体引出，提高尾气处理效率。本发明所述喷射真空泵的抽液口直径为5_13mm。使得抽如的四氯化钛流量能够可控，防止流量太大而急剧水解放热，导致温度不可控。本发明所述的一号酸雾吸收塔、二号酸雾吸收塔和三号酸雾吸收塔内都设置有填料。增加吸收效率。本发明所述的喷射真空泵包括喷嘴和抽液口，该抽液口由一直管和一斜管组成，所述斜管和直管连接，所述斜管的轴线和喷嘴的母线平行。提高混合效果。本发明所述喷射真空泵的抽液口直径为8-10mm。抽吸效果好。本发明中，抽液口直径为9mm具有最佳效果。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果减少四氯化钛配制过程中的危险性；减少四氯化钛在配制过程的环境污染；减少能源的消耗，如降温所使用的冰块。
图I是本发明实施例中四氯化钛水溶液配制装置的结构示意图。图2是本发明中喷射真空泵的结构示意图。标号说明石墨换热器1，喷射真空泵2，一号防腐离心泵3，四氯化钛混合槽4，二号防腐离心泵5，一号喷淋装置6，一号酸雾吸收塔7，清水吸收槽8，二号酸雾吸收塔9，三号防腐离心泵10，二号喷淋装置11，碱吸收槽12，四号防腐离心泵13，三号酸雾吸收塔14，三号喷淋装置15，离心风机16，填料17，喷嘴18，直管19，斜管20。
具体实施例方式下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。实施例I。本发明中，四氯化钛水溶液配制工艺包括以下步骤使用喷射真空泵2抽取四氯化钛，抽取的四氯化钛和水进行混合， 混合成四氯化钛水溶液，混合后冷却。实施例2。参见图I和图2，实现实施例I中四氯化钛水溶液配制工艺的四氯化钛水溶液配制装置，包括石墨换热器I、喷射真空泵2、一号防腐离心泵3、四氯化钛混合槽4、二号防腐离心泵5、一号喷淋装置6和一号酸雾吸收塔7。一号防腐离心泵3的入口和四氯化钛混合槽4连接，一号防腐离心泵3出口和喷射真空泵2的入口连接，喷射真空泵2出口和石墨换热器I的入口连接，石墨换热器I的出口连接在四氯化钛混合槽4上。本实施例中，石墨换热器I的换热面积为100平方米。能够有效移除热量，保证四氯化钛混合槽4中的混合液的温度不至于过高。喷射真空泵2包括喷嘴18和抽液口，该抽液口由一直管19和一斜管20组成，所述斜管20和直管19连接，斜管20的轴线和喷嘴18的母线平行。喷嘴18为圆锥状结构，该圆锥状结构的母线和斜管20的轴线平行，有利于斜管20中的四氯化钛和喷嘴18中喷出的液体混合，使得混合速度保持在一定值，不至于过快导致升温过快，也不至于过慢而导致混合不均。直管19和斜管20的直径相同，都为Φ 10mm。该直径有利于控制吸入四氯化钛的速度，方便控制，能够有效防止吸入四氯化钛速度过快而令其温度急剧升高。本发明中，直管19的直径为5_13mm,更优选的为最佳直径为9mm。四氯化钛水溶液配制装置运行时，一号防腐离心泵3工作，将四氯化钛混合槽4内的液体泵入喷射真空泵2的入口。在运行过程中，喷射真空泵2的抽液口形成一定的真空，将四氯化钛吸入喷射真空泵2内，并且和喷射真空泵2内的液体混合。混合之后,混合液体被送入石墨换热器I内换热冷却，通常使用冷却水冷却混合液体。冷却之后的混合液体从石墨换热器I的出口进入四氯化钛混合槽4内。在此过程中，喷射真空泵2不断抽取四氯化钛并且和四氯化钛混合槽4中的液体混合，然后通过石墨换热器I降温，保持四氯化钛混合槽4中的液体温度在20°C以下，降低四氯化钛的水解率，提高经济效益。当四氯化钛混合槽4中液体的四氯化钛含量到达320g/L时，将四氯化钛混合槽4中的液体的三分之二泵入储存罐中，留下三分之一作为母液。再向四氯化钛混合槽4内补充适量水，然后重新开始吸入四氯化钛进行稀释。留下母液可以抑制四氯化钛水解。一号酸雾吸收塔7的液相出口和四氯化钛混合槽4相连通，二号防腐离心泵5的入口和四氯化钛混合槽4相连，二号防腐离心泵5的出口与一号喷淋装置6连接。一号酸雾吸收塔7内设置有填料17，一号喷淋装置6安装在一号酸雾吸收塔7内，一号酸雾吸收塔7的液相出口和四氯化钛混合槽4连通。一号酸雾吸收塔7安装在四氯化钛混合槽4的上方。四氯化钛水溶液配制装置运行时，二号防腐离心泵5运行，将四氯化钛混合槽4的液体提升，并令该液体从一号喷淋装置6向下喷出。气流从喷射真空泵2进入，通过四氯化钛混合槽4进入一号酸雾吸收塔7内，和一号喷淋装置6喷淋出来的液体逆流接触，液体吸收部分氯化氢气体，液体吸收氯化氢气体有利于抑制水解。
本实施例中，四氯化钛水溶液配制装置还包括清水吸收槽8、二号酸雾吸收塔9、三号防腐离心泵10和二号喷淋装置11。 三号防腐离心泵10的入口和清水吸收槽8相连，三号防腐离心泵10的出口和二号喷淋装置11相连。二号喷淋装置11安装在二号酸雾吸收塔9内；二号酸雾吸收塔9和清水吸收槽8相连，二号酸雾吸收塔9的液相出口和清水吸收槽8连通，二号酸雾吸收塔9固定在清水吸收槽8上；清水吸收槽8和一号酸雾吸收塔7的气相出口连接。二号酸雾吸收塔9内设置有填料17。四氯化钛水溶液配制装置运行之前，先在清水吸收槽8内注入一定量的清水。四氯化钛水溶液配制装置运行时，三号防腐离心泵10动作，将清水吸收槽8内液体吸入三号防腐离心泵10,三号防腐离心泵10将该液体泵入二号喷淋装置11。从一号酸雾吸收塔7的气相出口出来的气体经过清水吸收槽8进入二号酸雾吸收塔9，二号喷淋装置11喷出的液体和从二号酸雾吸收塔9液相出口进入的气体逆流接触，使得其中氯化氢成分被部分吸收。其中，增加填料17能够增加气相和液相接触面积，提高吸收速率。本实施例中，四氯化钛水溶液配制装置还包括碱吸收槽12、四号防腐离心泵13、三号酸雾吸收塔14、三号喷淋装置15和离心风机16。四号防腐离心泵13的入口和碱吸收槽12连接，四号防腐离心泵13的出口和三号喷淋装置15连接，三号喷淋装置15安装在三号酸雾吸收塔14内，三号酸雾吸收塔14和碱吸收槽12相连，碱吸收槽12和二号酸雾吸收塔9的气相出口相连。三号酸雾吸收塔14的气相出口和离心风机16相连。三号酸雾吸收塔14内设置有填料17。增加填料17能够增加气相和液相接触面积，提高吸收速率。四氯化钛水溶液配制装置运行之前，在碱吸收槽12内注入一定量的碱液。四氯化钛水溶液配制装置运行时，四号防腐离心泵13工作，将碱吸收槽12内的碱液提升，并令碱液从三号喷淋装置15内喷出。喷出的碱液和二号酸雾吸收塔9的气相出口出来的气体逆流接触，碱液吸收气体中的氯化氢，其余气体被离心风机16引出并排空，排空的气体无毒无害，符合环保要求。本发明中，气相出口位于酸雾吸收塔的上端，液相出口位于酸雾吸收塔的下端。本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种四氯化钛水溶液配制工艺，其特征在于使用喷射真空泵抽取四氯化钛。
2.根据权利要求I所述的四氯化钛水溶液配制工艺，其特征在于水和抽取的四氯化钛混合成四氯化钛水溶液，混合后冷却。
3.实现权利要求I所述的四氯化钛水溶液配制工艺的四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于包括石墨换热器、一号防腐离心泵、四氯化钛混合槽、二号防腐离心泵、一号喷淋装置和一号酸雾吸收塔；所述的一号防腐离心泵和四氯化钛混合槽相连，所述的一号防腐离心泵和石墨换热器连接，所述的石墨换热器和四氯化钛混合槽连接；所述的四氯化钛混合槽和二号防腐离心泵连接，该二号防腐离心泵和一号喷淋装置连接，所述的一号喷淋装置安装在一号酸雾吸收塔内，该一号酸雾吸收塔和四氯化钛混合槽连接，其特征在于还包括用于抽取四氯化钛的喷射真空泵，所述的喷射真空泵串联在一号防腐离心泵和石墨换热器之间。
4.根据权利要求3所述的四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于还包括清水吸收槽、二号酸雾吸收塔、三号防腐离心泵和二号喷淋装置，所述的三号防腐离心泵的入口和清水吸收槽相连，该三号防腐离心泵的出口和二号喷淋装置相连，所述的二号喷淋装置安装在二号酸雾吸收塔内，该二号酸雾吸收塔和清水吸收槽相连，所述清水吸收槽和一号酸雾吸收塔的气相出口连接。
5.根据权利要求4所述的四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于还包括碱吸收槽、四号防腐离心泵、三号酸雾吸收塔、三号喷淋装置和离心风机，所述的四号防腐离心泵的入口和碱吸收槽连接，该四号防腐离心泵的出口和三号喷淋装置连接，所述的三号喷淋装置安装在三号酸雾吸收塔内，该三号酸雾吸收塔和碱吸收槽相连，所述的碱吸收槽和二号酸雾吸收塔的气相出口相连，所述的三号酸雾吸收塔的气相出口和离心风机相连。
6.根据权利要求3、4或5所述的四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述喷射真空泵的抽液口直径为5-13mm。
7.根据权利要求5所述的四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的一号酸雾吸收塔、二号酸雾吸收塔和三号酸雾吸收塔内都设置有填料。
8.根据权利要求3、4或5所述的四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的喷射真空泵包括喷嘴和抽液口，该抽液口由一直管和一斜管组成，所述斜管和直管连接，所述斜管的轴线和喷嘴的母线平行。
9.根据权利要求6所述的四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述喷射真空泵的抽液口直径为8-10mm。
全文摘要
本发明涉及一种四氯化钛水溶液配制工艺，其特征在于使用喷射真空泵抽取四氯化钛。本发明还涉及一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于还包括用于抽取四氯化钛的喷射真空泵，所述的喷射真空泵串联在一号防腐离心泵和石墨换热器之间。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果减少四氯化钛配制过程中的危险性；减少四氯化钛在配制过程的环境污染；减少能源的消耗，如降温所使用的冰块。
文档编号B01D53/78GK102764601SQ20121028378
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者刘陈刚, 蒋汉文 申请人:杭州弗沃德精细化工有限公司