能量循环利用式四氯化钛生产系统的制作方法

本实用新型属于四氯化钛生产技术领域，具体涉及能量循环利用式四氯化钛生产系统。

背景技术：

四氯化钛的生产属于典型的氯化冶金，四氯化钛作为海绵钛和钛白粉的主要生产原料，其需求量日益增加。传统的四氯化钛生产流程如下：以富钛物料(“富钛物料”主要包括天然金红石、高钛渣、人造金红石以及钛铁矿)作为生产原料放入氯化炉，经过氯化操作后得到含有四氯化钛的混合氯化烟气，混合氯化烟气经过收尘、淋洗、沉降、过滤一系列冷凝分离操作得到粗四氯化钛，最后将所得的粗四氯化钛经过精制操作得到精制四氯化钛，其中粗四氯化钛中的杂质含量直接影响到精四氯化钛的纯净度，最终影响生产出的海绵钛和钛白粉的质量。

在实际生产中，淋洗过后所得的四氯化钛料液中固体杂质含量很高,最终得到的粗四氯化钛中杂质颗粒含量较高，不利于后续精四氯化钛的制取,四氯化钛极易泄漏，造成环境污染,而且生产过程中产生的大量热能不能被有效利用，与原有四氯化钛生产流程不能很好地结合，造成资源的浪费以及大量热能的损耗。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能量循环利用式四氯化钛生产系统，解决现有四氯化钛生产过程中大量热能不能被有效利用的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：能量循环利用式四氯化钛生产系统，包括液氯罐，所述液氯罐下端设有液氯控制阀，所述液氯罐的一侧设有cacl2溶液储罐，所述cacl2溶液储罐的下端通过cacl2溶液控制阀设有第一换热器，所述液氯罐、cacl2溶液储罐分别与所述第一换热器的侧部和顶部连接，所述第一换热器的底部连接第二换热器的壳体进口，第一换热器的另一侧部与氯化炉的底部连接，所述氯化炉的顶部与所述第二换热器的气体管道进口相连，所述第二换热器的底端设有cacl2溶液储罐二，第二换热器的气体管道出口连接四氯化钛收集罐，所述四氯化钛收集罐内部设有喷淋管。

优选的，所述第一换热器是液氯和cacl2溶液之间换热，第二换热器是被冷却的cacl2溶液与四氯化钛气体之间换热。

优选的，所述第一换热器和第二换热器均为列管换热器。

优选的，所述喷淋管设置在四氯化钛收集罐的内顶部，所述喷淋管的管道上设有若干个喷头，所述喷头上设有多个出液孔。

优选的，所述喷淋管的一端设有进口，所述进口设在四氯化钛收集罐的侧壁。

优选的，所述四氯化钛收集罐内顶部设置多组喷淋管。

优选的，所述第一换热器的顶部、底部、两个侧部均设有介质进出口，所述第一换热器的顶部设有cacl2溶液进口、其底部设有冷却的cacl2溶液出口、侧部上设有管程进口为液氯进口、另一个侧部设有管程出口为氯气出口。

优选的，所述第二换热器的两侧部和底部也均设有介质进出口，第二换热器的两个侧部上的管程口分别为冷却的cacl2溶液进口、四氯化钛气体进口、四氯化钛气体出口，所述第二换热器的底部设有cacl2溶液出口。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设计合理，安装操作简便，充分利用了物料的热量，实现了能量的回收利用；通过第一个列管换热器，将氯化钙溶液自身携带的热量传递给液氯，使液氯汽化成气体，增大氯气在氯化炉中与其他物质的反应接触面积，第二个列管换热器是被冷凝后的氯化钙溶液与四氯化钛气体之间的热能传递，使四氯化钛气体的温度先降低一部分，提高氯化钙溶液冷量的利用率，避免了生产时大比例损耗以及通过两组换热器获得较精制的四氯化钛，避免操作过程的繁琐；喷淋装置有效控制四氯化钛液体的容量，避免四氯化钛液体的浪费；整个装置实现生产的密闭性，能够有效防止有毒有害气体直接进入大气污染环境，同时对工作环境、设备运行以及人员健康提供了防护。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型第一换热器内介质流动示意图；

图3是本实用新型第二换热器内介质流动示意图。

图中标号：1为液氯罐，2为液氯控制阀，3为cacl2溶液储罐，4为cacl2溶液控制阀，5为第一换热器，6为氯化炉，7为第二换热器，8为cacl2溶液储罐二，9为四氯化钛收集罐，10为喷淋管，11为进口，12为喷头，5-1为cacl2溶液进口，5-2为液氯进口，5-3为氯气出口，5-4为冷却的cacl2溶液出口，7-1为冷却的cacl2溶液进口，7-2为四氯化钛气体进口，7-3为四氯化钛气体出口，7-4为cacl2溶液出口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1-3所示，能量循环利用式四氯化钛生产系统，包括液氯罐1，液氯罐1下端设有液氯控制阀2，用于控制液氯的流量，液氯罐1的一侧设有cacl2溶液储罐3，cacl2溶液储罐3的下端通过cacl2溶液控制阀4设有第一换热器5，cacl2溶液控制阀4用于调控cacl2溶液的流量，第一换热器5的顶部、底部、两个侧部均设有介质进出口，第一换热器5的顶部进口为cacl2溶液进口5-1，第一换热器5的底部出口为冷却的cacl2溶液出口5-4，一个侧部上设有液氯进口5-2，另一个侧部为氯气出口5-3，从氯气出口5-3出的不仅有被汽化的氯气，还有一部分液氯，液氯罐1通过管道与液氯进口5-2相连，cacl2溶液储罐3与第一换热器5的cacl2溶液进口5-1连接，第一换热器5的氯气出口5-3与氯化炉6的底部连接。

第二换热器7的两侧部和底部也均设有介质进出口，第二换热器7的两个侧部上分别设有冷却的cacl2溶液进口7-1，四氯化钛气体进口7-2，四氯化钛气体出口7-3，底部设有cacl2溶液出口7-4，第一换热器5的冷却的cacl2溶液出口5-4和第二换热器7的冷却的cacl2溶液进口7-1连接，氯化炉6的顶部与第二换热器7的四氯化钛气体进口7-2相连，第二换热器7的底端设有cacl2溶液储罐二8，cacl2溶液出口7-4与cacl2溶液储罐二8连接，第二换热器7的四氯化钛气体出口7-3连接四氯化钛收集罐9，第一换热器5是液氯和cacl2溶液之间换热，第二换热器7是被冷却的cacl2溶液与四氯化钛气体之间换热。第一换热器5和第二换热器7均为蛇形列管换热器，作为本实用的其他实施例，第一换热器5和第二换热器7也可为其它形状的换热器，例如内部管道呈上下平行排列，各管道的两端通过竖管连接，各管道与竖管均能连通，也可以为套管式换热器或者根据具体情况制作特定的换热器。

在本实施例中，四氯化钛收集罐9内部设有喷淋管10，喷淋管10的一端设有进口11，进口11设在四氯化钛收集罐9的侧壁，与外部装有四氯化钛液体的容器相连接，方便四氯化钛液体进入四氯化钛收集罐9内部对四氯化钛气体进行喷淋，喷淋管10为环形或者矩形阵列式，前后平行排列若干个，喷淋管10设置在四氯化钛收集罐9的上部，喷淋管10的管道上设有若干个喷头12，喷头12上设有若干个出液孔。

本实用新型的使用方法：打开液氯控制阀2和cacl2溶液控制阀4，液氯通过液氯进口5-2进入第一换热器5内部的管道，cacl2溶液通过cacl2溶液进口5-1进入第一换热器5的壳体内，液氯汽化成氯气，部分液氯未被汽化，经氯化炉6底部进入氯化炉6内与高钛渣、石油焦进行氯化反应，氯化反应产生的四氯化钛气体由氯化炉6顶部排出，并通过四氯化钛气体进口7-2进入第二换热器7的管道内部，同时经第一换热器5冷却的cacl2溶液通过冷却的cacl2溶液进口7-1进入第二换热器7的壳体内部对四氯化钛气体冷却，换热后的cacl2溶液进入cacl2溶液储罐二8内部，冷却后的四氯化钛气体进入四氯化钛收集罐9，同时四氯化钛液体进入四氯化钛收集罐9内部对四氯化钛气体喷淋，使四氯化钛气体溶解于四氯化钛液体中进入下一工序处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。