一种四氯化钛气体冷凝收集系统及收集工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及四氯化钛气体冷凝收集技术领域，具体是一种四氯化钛气体冷凝收集系统及收集工艺。
【背景技术】
[0002]在四氯化钛工业生产过程中，从氯化炉出来的氯化气体主要含有TiCl4、CO2, CO、N2、HC1等气体成分，另外气体中还夹带着未反应的焦炭和？冗12等其他金属氯化物粉尘，温度为147-200°c，压力在微正压到10kPa (表压)之间。
[0003]目前，国内外在收集此种氯化气体中的四氯化钛，工艺方法很多，但这些工艺中有的设备数量多且体积庞大，占地面积大，控制复杂，设备内件容易堵塞，磨损厉害，必须停车才能检修；有的工艺过程阻力大，动设备无法较好地适应工艺而频繁停车检修，生产负荷难以提高且无法连续生产；有的工艺容易出现操作不当而存在大量泥浆沉降在设备底部和堵塞设备，不仅清理频繁，而且对下游精制提纯工序的换热设备造成严重结垢；另外绝大部分的工艺没有考虑能量的合理利用。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种四氯化钛气体冷凝收集系统及收集工艺，以解决现有技术存在的问题。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种四氯化钛气体冷凝收集系统，其特征在于:包括初级文丘里洗涤器、二级文丘里洗涤器、三级文丘里洗涤器、两个粗四氯化钛储槽、一个冷四氯化钛储槽，所述初级文丘里洗涤器的气相进口与外部氯化系统连接，初级文丘里洗涤器的液相进口与一个循环水冷却器的出口连接，初级文丘里洗涤器的出口与第一个粗四氯化钛储槽的进口连接，第一个粗四氯化钛储槽顶部有出口与二级文丘里洗涤器的气相进口连接，第一个粗四氯化钛储槽底部有出口通过旋流器进料泵与一个旋流器进口连接，所述旋流器出口与外部氯化系统连接，旋流器还有出口与第二个粗四氯化钛储槽进口连接；所述二级文丘里洗涤器的液相进口通过自控调节阀与一个管道混合器的出口连接，管道混合器进口与循环水冷却器的出口连接，二级文丘里洗涤器的出口与第二个粗四氯化钛储槽进口连接，第二个粗四氯化钛储槽顶部有出口与三级文丘里洗涤器的气相进口连接，第二个粗四氯化钛储槽底部有出口通过粗四氯化钛循环泵与循环水冷却器的进口连接，且粗四氯化钛循环泵出口上还有旁路连通至外部；所述三级文丘里洗涤器的液相进口与一个冷冻液冷却器的出口连接，三级文丘里洗涤器出口与冷四氯化钛储槽的进口连接，冷四氯化钛储槽顶部有出口与一个气液分离器进口连接，冷四氯化钛储槽底部有出口通过冷四氯化钛循环泵与冷冻液冷却器的进口连接，且冷四氯化钛循环泵出口上还有旁路连通至管道混合器的进口，所述气液分离器顶部有出口与外部尾气洗涤系统连接，气液分离器的底部有出口与冷四氯化钛储槽连接。
[0006]所述四氯化钛气体冷凝收集工艺，其特征在于:来自氯化系统的氯化气体先进入初级文丘里洗涤器的气相进口，在初级文丘里洗涤器中，与来自循环水冷却器的粗四氯化钛充分混合进行传质传热，同时液相的粗四氯化钛将氯化气体中绝大部分粉尘润湿，将出初级文丘里洗涤器的气液固混合相温度控制在80~100°C后进入第一个粗四氯化钛储槽，在第一个粗四氯化钛储槽中，部分未被冷凝的四氯化钛气体和其他不凝气从其顶部被二级文丘里洗涤器抽出，含固量较大的粗四氯化钛从第一个粗四氯化钛储槽底部出来后被旋流器进料泵输送到旋流器，在旋流器中大部分未反应的焦炭和其他金属氯化物固体杂质被浓缩成四氯化钛泥浆后直接送到氯化炉回收四氯化钛；从旋流器出来的粗四氯化钛清液仍含有少量固体杂质，进入粗四氯化钛循环槽；
部分未冷凝四氯化钛气体和其他不凝气从第一个粗四氯化钛储槽顶部出来后进入二级文丘里洗涤器的气相进口，在二级文丘里洗涤器中，与来自循环水冷却器和冷四氯化钛循环泵的两股粗四氯化钛充分进行传质传热，控制二级文丘里洗涤器出口气液固混合相温度在50~70°C后进入第二个粗四氯化钛循环槽，在第二个粗四氯化钛循环槽中，仍有少量未被冷凝的四氯化钛气体和其他不凝气从其顶部被三级文丘里洗涤器抽出，粗四氯化钛循环泵将第二个粗四氯化钛循环槽中收集的粗四氯化钛经循环水冷却器冷却到30-50°C后，分别进入初级文丘里洗涤器和二级文丘里洗涤器以冷凝氯化气体，当第二个粗四氯化钛循环槽中的液位达到较高时，从粗四氯化钛循环泵出口分流一部分粗四氯化钛去精制或去界外粗四氯化钛储槽存放；
仍有少量未被冷凝的四氯化钛气体和其他不凝气从第二个粗四氯化钛循环槽顶部出来后进入三级文丘里洗涤器，在三级文丘里洗涤器中，与来自冷冻液冷却器的冷四氯化钛进行充分接触，不凝气中的四氯化钛气体基本上被-20~-35°C冷四氯化钛吸收干净，控制三级文丘里洗涤器出口粗四氯化钛温度在-10~-20°C后进入冷四氯化钛储槽；其他不凝气从冷四氯化钛储槽顶部出来后进入气液分离器，将不凝气中夹带的四氯化钛雾滴捕捉下来后去后续尾气洗涤系统，被捕捉下来的四氯化钛雾滴从气液分离器底部进入冷四氯化钛储槽回收，冷四氯化钛循环泵将冷四氯化钛储槽冷凝收集的粗四氯化钛经冷冻液冷却器冷到-20~-35°C后送入三级文丘里洗涤器中；当冷四氯化钛储槽中的液位较高时，从冷四氯化钛循环泵出口分流一部分冷四氯化去管道混合器，在管道混合器中，30~50°C的粗四氯化钛和-10~-25°C的粗四氯化钛充分混合后维持温度在20~40°C后进入二级文丘里洗涤器；整个四氯化钛气体冷凝收集工艺中，采用自控调节阀来调节进入各级文丘里洗涤器的粗四氯化钛流量，以控制各级洗涤阻力降和温降，从而达到控制整个冷凝收集工艺的压降和四氯化钛的收率。
[0007]本发明提供了一种四氯化钛气体冷凝收集系统及收集工艺，采用三级喷射冷凝和旋流除渣方法，可以不停车检修，优化了工艺流程，降低了能耗和设备磨损，设备数量和体积大为减少。此种工艺能普遍适用于氯化法钛白行业和四氯化钛行业的相关工序。
[0008]本发明整个系统简单紧凑高效，不存在现有工艺经常出现设备堵塞和清理频繁，克服现有工艺系统阻力过大，生产负荷难以提高的局面，控制简单，安装维修方便(可不停车检修)，占地较小，节约了投资和降低了操作维修费用。
【附图说明】
[0009]图1为本发明系统原理示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，一种四氯化钛气体冷凝收集系统，包括初级文丘里洗涤器1、二级文丘里洗涤器2、三级文丘里洗涤器3、两个粗四氯化钛储槽6和7、一个冷四氯化钛储槽8，初级文丘里洗涤器I的气相进口与外部氯化系统连接，初级文丘里洗涤器I的液相进口与一个循环水冷却器4的出口连接，初级文丘里洗涤器I的出口与第一个粗四氯化钛储槽6的进口连接，第一个粗四氯化钛储槽6顶部有出口与二级文丘里洗涤器2的气相进口连接，第一个粗四氯化钛储槽6底部有出口通过旋流器进料泵11与一个旋流器10进口连接，旋流器10出口与外部氯化系统连接，旋流器10还有出口与第二个粗四氯化钛储槽7进口连接；二级文丘里洗涤器2的液相进口通过自控调节阀15与一个管道混合器14的出口连接，管道混合器14进口与循环水冷却器4的出口连接，二级文丘里洗涤器2的出口与第二个粗四氯化钛储槽7进口连接，第二个粗四氯化钛储槽7顶部有出口与三级文丘里洗涤器3的气相进口连接，第二个粗四氯化钛储槽7底部有出口通过粗四氯化钛循环泵12与循环水冷却器4的进口连接，且粗四氯化钛循环泵12出口上还有旁路连通至外部；三级文丘里洗涤器3的液相进口与一个冷冻液冷却器5的出口连接，三级文丘里洗涤器3出口与冷四氯化钛储槽8的进口连接，冷四氯化钛储槽8顶部有出口与一个气液分离器9进口连接，冷四氯化钛储槽8底部有出口通过冷四氯化钛循环泵13与冷冻液冷却器5的进口连接，且冷四氯化钛循环泵13出口上还有旁路连通至管道混合器14的进口，气液分离器9顶部有出口与外部尾气洗涤系统连接，气液分离器9的底部有出口与冷四氯化钛储槽8连接。
[0011]一种四氯化钛气体冷凝收集工艺，来自氯化系统的氯化气体先进入初级文丘里洗涤器I的气相进口，在初级文丘里洗涤器I中，与来自循环水冷却器4的粗四氯化钛充分混合进行传质传热，同时液相的粗四氯化钛将氯化气体中绝大部分粉尘润湿，将出初级文丘里洗涤器I的气液固混合相温度控制在80~100°C后进入粗四氯化钛储槽6，在粗四氯化钛储槽6中，部分未被冷凝的四氯化钛气体和C02、CO、N2等不凝气从其顶部被二级文丘里洗涤器2抽出。含固量较大的粗四氯化钛从粗四氯化钛储槽6底部出来后被旋流器进料泵11输送到旋流器10，在旋流器10中，大部分焦炭和FeCl2等其他金属氯化物固体杂质被浓缩成四氯化钛泥浆后直接送到氯化系统回收四氯化钛。从旋流器10出来的粗四氯化钛清液(仍含有少量固体杂质)进入粗四氯化钛循环槽7。
[0012]部分未冷凝四氯化钛气体和C02、CO、N2等不凝气从粗四氯化钛储槽6顶部出来后进入二级文丘里洗涤器2的气相进口，在二级文丘里洗涤器2中，与来自循环水冷却器4和冷四氯化钛循环泵13的两股粗四氯化钛充分进行传质传热，控制二级文丘里洗涤器2出口气液固混合相温度在50~70°C后进入粗四氯化钛循环槽7，在粗四氯化钛循环槽7中，仍有少量未被冷凝的四氯化钛气体和C02、C0、N2等不凝气从其顶部被三级文丘里洗涤器3抽出。粗四氯化钛循环