一种氯化炉烟气淋洗装置和氯化炉的制作方法

1.本发明涉及氯化钛白行业或海绵钛行业等四氯化钛生产技术领域，尤其涉及一种氯化炉烟气淋洗装置以及包括该氯化炉烟气淋洗装置的氯化炉。


背景技术：

2.四氯化钛是生产海绵钛和钛白粉的主要原料，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。现有技术主要是用钛铁矿经过电炉冶炼变成高钛渣，再在氯化炉里加油焦，通氯气生成粗四氯化钛，同时也生成了大量的高温炉气，冷凝系统采用淋洗塔对收尘冷凝器处理后的混合炉气进行喷淋、冷凝，使混合气体中的大部分四氯化钛气体被冷凝成液体进入循环液中。现有的炉气处理工艺设备体积庞大、笨重，技术落后，温度难以控制，无法充分利用能源以达到节能减排的目的。
3.为解决上述问题，急需开发一种节能环保且处理效果好的氯化炉烟气淋洗装置。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种氯化炉烟气淋洗装置以及包括该氯化炉烟气淋洗装置的氯化炉，一方面能够合理利用高温四氯化钛烟气中的热量，另一方面提高四氯化钛的回收率，减少尾气中氯化物的排放，有利于环境保护，达到节能、减排、高效的目的。
5.根据本发明的一个方面，提出一种氯化炉烟气淋洗装置，其包括进料单元，所述进料单元设置有呼吸管；循环单元，所述循环单元用于容纳液相四氯化钛，所述呼吸管与循环单元连接且位于液面上方；淋洗单元，所述淋洗单元包括淋洗塔；以及回收单元，所述回收单元与循环单元连通。
6.根据本发明的一个实施例，所述循环单元包括循环槽，所述循环槽被隔离部件分隔为彼此连通的第一腔室和第二腔室
7.根据本发明的一个实施例，所述淋洗单元还包括淋洗管路和淋洗循环泵，所述淋洗管路一端与循环单元连接，另一端与淋洗塔连接。
8.根据本发明的一个实施例，所述淋洗管路上设有换热器和喷头。
9.根据本发明的一个实施例，所述换热器包括至少一套冷媒系统，所述冷媒系统包括多种制冷剂。
10.根据本发明的一个实施例，所述淋洗装置包括至少一个淋洗循环泵，所述淋洗循环泵设置于淋洗管路上。
11.根据本发明的一个实施例，所述淋洗塔顶部设置有气相出口，淋洗塔底部设置有液相出口，所述液相出口与循环单元连接。
12.根据本发明的一个实施例，所述循环单元设有液位计。
13.根据本发明的一个实施例，所述淋洗装置为多级，其中每一级采用相同或不同的冷媒。
14.根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种氯化炉，该氯化炉包括本发明所述的氯化炉烟气淋洗装置。
15.在根据本发明的实施例的一种氯化炉烟气淋洗装置中，在循环单元中设置循环槽，循环槽的两个腔室底部连通，液相四氯化钛在循环槽内实现混合收集，喷淋单元对烟气进行喷淋，烟气温度降至零下后由于重力的作用沉淀进入循环槽，由转料泵运送至回收单元，回收单元对冷却后的四氯化钛进行回收以进行后续加工，该装置大幅降低了烟气温度，有效提高了四氯化钛的回收率，降低了生产成本，并且为后续精制系统提供更高品质的粗四氯化钛。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施案例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
17.图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种氯化炉烟气淋洗装置的示意图；
18.图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种氯化炉和氯化炉烟气淋洗装置的示意图。
19.图中的附图标记说明如下：
20.1-循环槽；2-隔离部件；3-液位计；4-喷淋管路；5-淋洗塔；6-换热器；7-转料泵；8-淋洗循环泵；9-回收单元；10-储料罐；11-呼吸管；12-出气口；13-补液管路；14-控制系统；15-主炉；16-副炉；17-氯化炉。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.如图1和2所示，本发明提供一种氯化炉烟气淋洗装置以及包括该氯化炉烟气淋洗装置的氯化炉17。其中，本发明所述的氯化炉烟气淋洗装置包括：进料单元，所述进料单元设置有呼吸管11；循环单元，所述循环单元用于容纳液相四氯化钛，所述呼吸管11与循环单元连接且位于液面上方；淋洗单元，所述淋洗单元包括淋洗塔5；以及回收单元9，所述回收单元9与循环单元连接。
24.在根据本发明的实施例的氯化炉烟气淋洗装置中，循环单元包括循环槽1，所述循环槽1可以为正方体、长方体、圆柱体或任何合适的可用作容器的立体形状，循环槽1内部设有隔离部件2，优选为竖直设置于循环槽1中上部的隔板，隔板长度为循环槽1高度的1/3～2/3，隔板将循环槽1分隔为底部连通的第一腔室和第二腔室，液相四氯化钛在两个腔室内
可以实现混合收集。
25.循环槽1外周设有呼吸管11，所述呼吸管11位于循环槽1内的四氯化钛液面上方，呼吸管11的第一端与循环槽1连接，第二端用于连通至淋洗塔5，呼吸管11的连通能够防止循环槽1内部压力过高，进而导致液相四氯化钛无法进入循环槽1。
26.循环槽1的外周面设有用于补充循环槽1内所需循环淋洗液的供液单元，循环淋洗液在淋洗单元和循环槽1内流通，所述供液单元为与储料罐10连通的补液管路13，循环槽1上设有用于监测循环槽1内液面高度的液位计3，用于检测液位是否处于预设值和监测异常状态的发生。氯化炉17还可以包括控制系统14，控制系统14预设满足循环槽1内工作所需的液面高度区间，控制烟气淋洗装置运行后，获取循环槽1内液面高度，当循环槽1内液面高度低于高度区间时，则控制通过补液管路13投放适量原料至没过隔板，优选满足反应要求的液面高度为70％-80％。
27.淋洗单元包括淋洗塔5，淋洗循环泵8和喷淋管路4，所述淋洗塔5顶部设置有出气口12，底部与循环槽1通过淋洗管路连通，喷淋管路4上设置有换热器6和淋洗循环泵8。
28.所述淋洗循环泵8与循环槽1的腔室对应设置，例如，第一腔室和第二腔室各自对应一个淋洗循环泵8，将对应腔室内的四氯化钛输送至换热器6，通过喷淋管路4对淋洗塔5进行喷淋，喷淋管路4上设有喷头，喷头通过高压将液相四氯化钛分散，充分与气相四氯化钛接触并完成换热。
29.所述换热器6用于对循环淋洗液进行冷却，优选螺旋板式换热器或列管式换热器，换热器6通过冷媒系统降低处于循环过程中的四氯化钛的热量，所述冷媒系统内填充有制冷剂，制冷剂为循环水或冷冻盐水。
30.淋洗管路和换热器6与淋洗塔5对应设置，数量呈正相关，以确保每个淋洗塔5的淋洗效果都能达到预期。
31.在一些实施例中，所述淋洗装置可以设置为多级，其中每一级可以采用相同或不同的冷媒。淋洗装置可以优选设置为4级淋洗装置，前3级使用的制冷剂为循环水，第4级使用的制冷剂为冷冻盐水，多级换热后可将烟气温度降至-5℃以下。
32.为了避免反应过程中产生的液体或气体对氯化炉17腐蚀引起的污染，循环槽1、淋洗塔5和呼吸管11用不锈钢或防腐蚀材料制作，循环槽1内壁和淋洗塔5外壁设有防腐蚀涂层，防腐蚀涂层由金属元素或氧化物涂层组成。通过设置抗腐蚀光滑涂层，能够增加氯化炉17的耐腐蚀性，使氯化炉17更加不容易损坏，降低维修次数，延长氯化炉17的使用寿命。
33.循环槽1外周设置有输送管路，回收单元9与循环槽1通过输送管路连通，输送管路上设置有转料泵7，控制系统14可以预设循环槽1内工作所需的液面高度区间，超过该区间后通过转料泵7将液态四氯化钛输送至回收单元9，低于该区间时后停止转料，优选满足反应要求的液面高度区间为70％-80％。通过本淋洗装置的四氯化钛的回收率可达到99％以上。
34.本发明的一个具体应用为，如图2所示，通过补液管路13将液位补充至70％，直至没过隔板，启动淋洗循环泵8开始对淋洗塔5进行喷淋，再启动换热器6对循环淋洗液进行冷却，将主炉15和副炉16反应产生的烟气通入淋洗塔5进行淋洗，收集的四氯化钛液位达到80％时，通过转料泵7将液相四氯化钛输送至回收单元9，液位低于70％后停止转料。
35.本发明还提供一种氯化炉17，如图2所示，该氯化炉17包括了本发明所述的烟气淋
洗装置。本发明提供的氯化炉17，通过设置底部连通的循环槽1和淋洗单元，实现了烟气温度的有效降低至-5℃以下，并提升了四氯化钛的回收率至99％以上，达到了经济、环保和高效。
36.本发明在循环单元中设置循环槽1，循环槽1的两个腔室底部连通，四氯化钛液体在循环槽1内实现混合收集，喷淋单元对烟气进行喷淋，烟气温度降至零下后由于重力的作用沉淀进入循环槽1，由转料泵7运送至回收单元9，回收单元9对冷却后的四氯化钛进行回收再利用。该装置大幅降低了烟气温度，有效提高了四氯化钛的回收率，降低了生产成本，并且为后续精制系统提供更高品质的粗四氯化钛。
37.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。