四氯化钛淋洗吸收工艺的优化与创新.pdf

2014年4月第2期
衣淑立等:四氯化钛淋洗吸收工艺的优化与创新
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轻金属
四氯化钛淋洗吸收工艺的优化与创新
衣淑立,刘杰,田忠元,强树军
(金州集团股份有限公司,甘肃金昌717300)
摘要」概述了国内外海绵钛生产中四氯化钛淋洗吸收工艺的发展、エ艺特点、存在的不足,从エ艺
条件、工艺过程及产能、产品指标、技求经济指标等方面对创新淋洗工艺进行全面论述,阐述了现有的淋
洗工艺采用湍冲洗涤技术所具有的技术优势。
[关键词」四氯化钛;淋洗吸收エ艺;空塔喷淋技术;湍冲洗涤技术;优化与创新
[中图分类号]TF82
[文献标志码]B
文章编号]1672-6103(2014)02-0043-04
0前言
去氯化炉
四氯化钛的生产主要采用沸腾氯化法或熔盐氯
去尾气
来白收尘器人
化法,由于其熔点较低(135.9℃),呈气态形式存在
9
于氯化炉炉气中,通常通过液态四氯化钛对炉气进
行淋洗吸收使气态的四氯化钛冷凝为液态。四氯化
钛的淋洗吸收国内外主要采用以空塔喷淋技术为基
础的循环淋洗工艺,其存在工艺流程复杂,冷凝吸收
I一文丘里洗涤器;2-TiCl4泵槽;3一淋洗TiCl4泵;4·喷淋塔;
效率不高,产品含固量高等问题,尤其在氯化炉大型
热交换器;6一冷凝吸收塔;7一冷凝TiCl4泵槽;8一冷凝TiCl4
化的情况下,该问题愈发突出。国内某厂对原淋洗
泵;9一冷凝吸收塔;10-冷却换热器;1l一气液分离器
吸收系统进行改造,将湍冲洗涤技术应用到四氯化
图1我国早期淋洗吸收工艺系统图
钛淋洗吸收工艺中,整个工艺大幅简化,冷凝吸收效
率和产品含固量等得到改善,实现了四氯化钛淋洗
由于降温及重力作用,炉气中大部分颗粒较大的富
吸收工艺的优化与创新。
钛料、石油焦及部分高沸点杂质被收集,较细的颗粒
则随炉气进人文丘里洗涤器,液态粗四氯化钛从文
1国内外四氯化钛淋洗吸收工艺的发丘里洗涤器的顶部喷淋下来,对炉气进行初步洗涤,
展与现状
烟气被冷却,其中的大部分四氯化钛由气态变为液
1.1我国早期四氯化钛淋洗吸收工艺
态颗粒,多数颗粒被喷淋的四氯化钛液滴吸附收集,
传统氯化工艺中四氯化钛的回收采用淋洗塔淋聚集在TiC4泵槽中。夹带着未被冷凝的四氯化钛
洗吸收方式,工艺流程如图1所示。
和较细颗粒的烟气再进入喷淋塔,经喷淋塔顶部喷
来自氯化炉的混合炉气经过收尘冷凝器冷凝,
出的液态四氯化钛淋洗,大部分四氯化钛及细小的
颗粒被收集进入TCl4泵槽。虽然经过了两级淋洗
「作者简介衣淑立(1966-),男,山东人,治金高级工程师,金川集吸收,但炉气中仍有少量的气态四氯化钛未被吸收,
团股份有限公司规划发展部总经理。
此部分收集难度较大,因此采用2级冷凝吸收塔对
「收稿日期2014-01-04
其进行淋洗吸收,借助冷凝吸收塔内部特殊结构,增
中国有色冶金
A生产实践篇·轻金属
加气体和颗粒在塔内的行程,从而提高冷凝吸收效
去收尘器
果
该四氯化钛淋洗吸收系统在实际生产过程中,
去后续
因文丘里洗涤器、冷凝吸收塔结构复杂,气流在塔内
不能够很好地与液相接触,炉气中四氯化钛的冷凝来自收尘器
吸收效果不佳。同时炉气的粉尘颗粒在设备的死角
区域容易吸附粘结,引起设备气体通路堵塞,异致系
统运行不稳定或停运等。
ー主冷凝淋洗塔;2-"iCI4泵槽:3一淋洗TC!4泵;4一第二级冷
1.2我国目前四氯化钛淋洗吸收工艺
凝淋洗塔;5一水冷换热器;6一第三级冷凝淋洗塔;7ー冷凝TiCl4
早期工艺存在诸多问题,经过改进,目前我国的
泵槽;8-TiCI4泵;9一冷冻盐水换热器
淋洗吸收系统工艺流程如图2所示。
图3国外淋洗吸收工艺系统图
来自
收尘器
2四氯化钛淋洗吸收工艺的优化与创新
2.1原设计的四氯化钛淋洗吸收工艺
2.1.1T工艺流程
国内某厂沸腾氯化炉炉气的主要成分见表1。
原设计的四氯化钛淋洗吸收工艺流程如图4所示。
合格品
表1沸腾氯化炉出口炉气主要成分
TiCl4/%C2/%CO/%CO2/%粉尘含量/g?-m-3
0.5-920~0.
4.4~63.6-5.6
433~600
循环淋洗塔;2一循环泵槽;3一換热器;4一中间泵槽;5一捕滴
器;6一沉降槽:7ー过滤器;8一高位槽;9一泥浆蒸发器:10一泥浆
除尘后的炉气
渣罐;l1一冷凝器;12一产品槽
图2目前我国淋洗吸收工艺系统图
1淋洗吸收塔
新改进的工艺采用喷淋塔替代文丘里洗涤器
溢流
底流底流糖
塔式冷凝器,共设有4级喷淋塔。喷淋塔采用空塔
返回前端
2“淋洗吸收塔
设计,顶部设有喷头,四氯化做从顶部喷出对炉气进「泥家槽起撃「沉降
行淋洗。由于塔内结构简化,解决了容易堵塞问题,
上清液
炉气
同时气液接触面积增大,有利于提高冷凝吸收效果。
中间糟
捕滴器
但是喷淋塔的喷淋效果受喷头出液的影响,在喷头
尾气
出现局部或完全堵塞的情况下,冷凝吸收效率大幅
过滤器
尾气处理系统
下降;并且塔内气流与喷淋液体同向流动,在气体流
格液
速较大的情况下,气液接触不充分,冷凝吸收效果仍
产品槽
欠佳,四氯化钛的吸收效率较低,大量细微颗粒随烟
图4原四氯化钛淋洗吸收工艺流程图
气进入后续系统,容易造成管路堵塞,导致生产中
断
四氯化钛淋洗吸收在1"和2”淋洗吸收塔进行,
1.3国外四氯化钛淋洗吸收工艺
采用空塔喷淋技术,每台淋洗吸收塔下部设有两个
对于沸腾氯化技术,国外与我国的差异主要在锥体,锥体上部连通,锥体内储存淋洗吸收的液态的
沸腾氯化炉的结构、生产规模及工艺自动化控制方四氯化钛,每台淋洗吸收塔上安装有4根立管,烟气
面,而四氯化钛淋洗吸收系统并尢明显的差异,主要在4根立管中蛇形通过。每台淋洗吸收塔对应2台
还是采用空喷淋塔,具体工艺流程如图3所示。
套管冷却器,每台套管冷却器对1个锥体内的四氯