一种四氯化钛炉气的冷却工艺.pdf

本发明提供了一种四氯化钛炉气的冷却工艺，该工艺包含以下工序：出炉气依次进入旋风除尘器(1)中除尘，1#冷却器(2)中冷却，喷雾冷凝塔(3)中降温，袋式过滤器(4)过滤，前淋洗塔(5)、后淋洗塔(6)、2#冷却器(7)进一步冷凝，再进入冷却筒(8)，经冷却筒后废气进入尾气洗涤系统，排放达标后排入大气，液体进入粗四氯化钛储槽(9)。此工艺合理的利用了高温四氯化钛出炉气中的热量，提高了TiCl4的收率，减少了尾气中的有害气体的排放量，有利于环境保护，符合建设节约能源资源和保护生态环境的产业结构的要求。

权利要求书

一种四氯化钛炉气的冷却工艺
技术领域
本发明涉及一种炉气的冷却工艺，具体地说涉及一种四氯化钛炉气的冷却工艺。
背景技术
四氯化钛是一种用途广泛的化工原料，可用于制备有机钛化合物、含钛电子陶瓷、钛氧宝石等，另外在玻璃、硬质合金、皮革、印染工业等方面也有特殊的用途。到目前为止，我国主要是用钛铁矿(TiFeO₃)经过电炉冶炼变成高钛渣(TiO₂)，再在氯化炉里，加油焦，通氯气生成粗四氯化钛(TICl₄)，同时也生成了大量的高温的炉气，国内现有的炉气处理工艺设备体积庞大、笨重(沉降室)，技术落后，温度难以控制；有些虽在工程设计中某项目的原料采用了进口天然金红石，但沸腾氯化系统的冷却冷凝系统仍是落后的工艺，无法充分利用能源以达到节能减排的目的。
在现有技术中，申请号为200510022528.X的中国专利公布了硫酸生产中沸腾炉后废热利用方法，虽然该工艺利用了出炉气的废热，可它是用高温烟气加热空气，再用空气加热水和冷空气，而不是用高温炉气直接加热水和冷空气，工序繁琐，很难使高温炉气中的热量很好利用。申请号为89102481.6的中国专利公布了一种炉气干法净化方法，该方法中出炉气冷却冷凝系统方法落后，无法很好的适用于四氯化钛炉气充分冷却及节能减排。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种四氯化钛炉气的冷却工艺，该工艺一方面合理的利用了高温四氯化钛出炉气中的热量，另一方面提高了TiCl₄的收率，减少了尾气中的氯化物的排放，有利于环境保护。
为了解决以上问题，本发明提供了一种四氯化钛炉气的冷却工艺，该工艺包含以下工序：出炉气依次进入旋风除尘器1中除尘，1^#冷却器2中冷却，喷雾冷凝塔3中降温，袋式过滤器4过滤，前淋洗塔5、后淋洗塔6、2^#冷却器7进一步冷凝，再进入冷却筒8，经冷却筒后废气进入尾气洗涤系统，排放达标后排入大气，液体进入粗四氯化钛储槽9。
出炉气经过旋风除尘器1产生的粉尘返回氯化炉，循环处理。
出炉气经1^#冷却器2冷却后温度由950～650℃降至400～380℃；1^#冷却器2用水冷却可得到热水，得到的热水可起余热锅炉的作用，使热能得到回收利用。
喷雾冷凝塔3中采用的喷淋剂为粗四氯化钛；出炉气经过喷雾冷凝塔3温度降至180～171℃，此时出炉气体中的氯化物的沸点与FeCl₃的沸点(315℃)相近者(ZrCl₄、CrCl₃、NbCl₅、AlCl₃等)都能在400～171℃之间变成固态。
出炉气经前淋洗塔5和后淋洗塔6冷却后，气体四氯化钛变成液体四氯化钛。
出炉气经2^#冷却器7深度冷凝后温度降至0～-12℃，减少了尾气中的氯化物，再经过冷却筒8的冷却(也是用冷冻盐水深度冷却)，冷却筒8收集气体中夹杂的四氯化钛，冷却筒8也起到气液分离的作用。收集下来的四氯化钛进入粗四氯化钛储槽9，尾气进入尾气洗涤系统，排放达标后排入大气。
进入粗四氯化钛储槽9中的粗四氯化钛既可用于四氯化钛精制工序又可作为喷雾冷凝塔3中的喷淋剂。
与现有技术相比，本发明提供的四氯化钛炉气的冷却工艺，合理的利用了高温四氯化钛出炉气中的热量，提高了TiCl₄的收率，减少了尾气中的有害气体的排放量，有利于环境保护，符合建设节约能源资源和保护生态环境的产业结构的要求。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
附图中的标记分别为：1-旋风除尘器，2-1^#冷却器，3喷雾冷凝塔，4袋式过滤器，5前淋洗塔，6-后淋洗塔，7-2^#冷却器，8冷却筒，9-粗四氯化钛储槽。
具体实施方式
实施例：四氯化钛出炉气体温度高约950℃～650℃并含有粉尘，先进入旋风除尘器1除尘，粉尘返回氯化炉继续氯化。高温气体出旋风除尘器1以后进入1^#冷却器2使气体降温至400℃，1^#冷却器2用水夹套冷却可得到热水，使热能得到回收利用。出炉气体再进入用粗四氯化钛喷淋的喷雾冷凝塔3。在喷雾冷凝塔3内喷入的粗四氯化钛被蒸发，使出炉气体温度被降到180～171℃，此时出炉气体中的氯化物的沸点与FeCl₃的沸点(315℃)相近者(ZrCl₄、CrCl₃、NbCl₅、AlCl₃等)都能在400～171℃之间变成固态。再经袋式过滤器4除去氯化物渣。比较清洁的气体(含TiCl₄、SiCl₄、VoCl₃、CO、CO₂)可用冷却过的粗四氯化钛液体在前淋洗塔5和后淋洗塔6分别喷淋冷凝，使气体中的四氯化钛变成液体四氯化钛。少量未冷凝的氯化物和非冷凝气体再经2^#冷却器7冷凝使绝大多数的氯化物全部冷凝。液体四氯化钛流入冷却筒8，经冷却筒8再次深度冷却后，废气进入尾气洗涤系统，排放达标后排入大气，液体四氯化钛最后流入粗四氯化钛储槽9中，粗四氯化钛既可用于四氯化钛精制工序又可作为喷雾冷凝塔3中的喷淋剂。此工艺提高了金属钛的实收率和减少了氯化物的排放。