四氯化钛沸腾氯化技术---乘钒钛文化之风-创钒钛经济之业VIP免费

四氯化钛沸腾氯化技术---乘钒钛文化之风创钒钛经济之业原创邹建新等沸腾氯化沸腾氯化是采用细颗粒富钛物料与固体碳质还原剂，在高温、氯气流作用下呈流态化状态，同时进行氯化反应制取TiCl4的方法。流态化氯化的操作温度一般控制在1000～1050℃，在此温度下富钛料发生加碳氯化反应，主要反应方程式如下：TiO2+2Cl2+C═TiCl4+CO2TiO2+2Cl2+2C═TiCl4+2COTiO2+2Cl2+2CO═TiCl4+2CO2在实际生产中，准确的配炭比、氯料比、混合料粒度以及合适的氯化温度是影响沸腾氯化的关键因素。1.沸腾氯化工艺（1）沸腾氯化制取TiCl4的原则性流程图沸腾氯化的工艺流程如图4.6.1所示。图4.6.1沸腾氯化原则工艺流程图（2）沸腾氯化工艺特点和条件沸腾氯化工艺的特点：①反应在沸腾层中进行，传热、传质好，使生产强化；②无需制团，操作过程简单，可连续生产；③缺点是气流带出的粉尘大；④不适于含钙、镁高的物料。沸腾氯化工艺的条件：钛渣：石油焦＝100：30（质量比）粒度=120目>90%氯化温度800～1000℃排渣量=加料量的7%系统压力5～50mmHg2.沸腾氯化的设备流程图沸腾氯化设备流程图如图4.6.2所示。图4.6.2沸腾氯化设备流程图1-钛渣料仓；2-油焦料仓；3-配料称；4-混和机；5-混合料仓；6-管状加热器；7-加料螺旋；8-液氯钢瓶；9—蒸发器；10-缓冲罐；11-氯化炉；12-收尘器；13-套管冷却器；14-淋洗塔；15-捕滴器；16-洗涤塔；1-气水分离器；18-排气风机；19-烟囱；20-耐酸泵；21-收尘渣桶；22-环泵槽；23-高位槽；24-过滤器；25-浓密机；26-泥浆蒸发器；27-冷凝器；28-渣桶。3.氯化设备（1）沸腾氯化炉。目前国内采用的沸腾炉型多为圆柱型沸腾床。分沸腾段、过渡段、扩大段和氯气分配室四个部分。如图4.6.3所示。1-炉盖喷水管2-水冷炉盖3-炉气出口4-挡水板5-扩大段炉衬6-反应段炉衬7-热电偶8-加料器9-筛板10-放渣口11-氯气入口管12-高温计13-压力计图4.6.3沸腾氯化炉示意图①沸腾段。沸腾段的直径可以按照需要的产能和沸腾炉的单位面积生产能力来确定。沸腾段的高度决定于所处理物料的性质。在实际生产中，若所处理的物料粉尘较多，则沸腾段高一点可降低粉尘率，但太高了又容易出现大气泡，造成不正常流化。因此，沸腾段高度对于小型炉取直径的2～4倍（即H沸/D沸=2-4）为宜。随着沸腾炉的大型化，高径比逐渐减小。沸腾段内衬一般由五层组成。最外层是保温材料捣固层，第二层和第四层为耐火粘土砖层；第三层为电极糊熔铸层，最里一层为水玻璃混凝土或矾土磷酸盐混凝土预制块或耐火高铝砖。②扩大段。实际中采用增大扩大段的直径达到除尘的目的，但其直径过大会增加建设费用，效果也不理想。目前扩大段的直径一般取为沸腾段直径的4倍（即D扩=4D沸）。扩大段高度一般取为扩大段直径的1.5倍左右（即H扩=1.5D扩）。扩大段的内衬一般分为三层。最外层为耐火耐酸混凝土捣固层或耐火高铝砖，里面两层为粘土砖。③过渡段。过渡段锥角即为其锥面所夹的角，其大小直接与过渡段的高度有关，也与沸腾炉的总高度有关。其合理的锥角应按物料的自然堆积角来确定。实际中过渡段的锥角一般取60°。其内砌层为耐火粘土砖及耐酸混凝土，靠沸腾段部位局部可用耐火高铝砖。④Cl2气分配室和筛板。氯气分配室的作用，一是支撑筛板，二是使氯气静压分布均匀，并创造一个良好的初始流化条件。筛板的作用是支承物料、均匀分布气体造成良好的沸腾条件。影响筛板性能的是开孔率和筛板形式。开孔率一般采用0.8-1％；筛板的形式有直流型，风帽型和密孔型三种。⑤加料口和排渣口。加料口一般选在流化床层自由面稍高处。排渣口的位置取决于所采用的筛板，一般在筛板上200mm处。（2）后处理设备。后处理设备主要包括收尘冷凝器、淋洗塔和固液分离三大系统设备。如图4.6.4所示。①收尘冷凝器。收尘冷却器的作用，是使从氯化炉出来的混合气体，经过减速、冷却降温的作用，使高沸点杂质氯化物冷凝并与夹带的固体颗粒一起沉积下来。通常采用加长设备长度或增加收尘器的数目来提高除尘效果。图4.6.4收尘冷凝器和淋洗塔示意图②淋洗塔。淋洗塔的作用是将TiCl4气体以及低沸点杂质冷凝成液体，当然在收尘器内未被分离的高沸点杂质也被冷凝下来...