[發明專利]對含有氯氣的混合氣體進行凈化的方法及設備

有效

• 申請號: 201210172698.6
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102674447A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 高麟;汪濤;宿其
• 申請（專利權）人: 成都易態科技有限公司
• 主分類號: C01G23/02
• 分類號: C01G23/02
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 王睿

技術領域

本發明涉及對含有氯氣的混合氣體進行凈化的方法及設備。

背景技術

為了減少四氯化鈦生產過程中所產生的大量不好處理的泥漿，由本申請的申請人申請的公開號為CN102249298A的發明專利申請文件（下稱參考文件）公開了一種四氯化鈦生產方法。該參考文件說明書的實施例二采用了以下工藝路線：首先通過機械除塵器對來自氯化爐的爐氣進行初步固氣分離；其次，通過膜過濾裝置對初步固氣分離的氣體進行再次固氣分離；然后，對再次固氣分離后的氣體進行冷凝并得到粗四氯化鈦液體；最后，通過錯流過濾裝置將粗四氯化鈦液體進一步凈化得到四氯化鈦工業級粗品。上述工藝的基本思路是在固氣分離階段盡可能的降低四氯化鈦氣體中的干渣含量，從而大幅減少后續過程生成的泥漿量。

實踐發現，高溫四氯化鈦氣體具有很強的腐蝕性，會造成設備（尤其是膜過濾裝置及其周邊管道）的較快腐蝕。

發明內容

本發明首先要解決的技術問題是提供一種能夠可有效降低高溫四氯化鈦氣體對設備腐蝕程度的四氯化鈦生產方法及設備。

本發明的四氯化鈦生產方法包括的步驟為：a、通過至少一臺機械除塵器對來自氯化爐的爐氣進行固氣分離得到氯氣含量較高的氣體；b、將所述氯氣含量較高的氣體與氯氣脫除劑混合反應得到氯氣含量較低的氣體；c、通過至少一臺氣體過濾裝置對所述氯氣含量較低的氣體進行固氣分離得到經初步凈化的氣體；d、對經初步凈化的氣體進行冷凝得到粗四氯化鈦液體。

須指出，上述術語“較高”與“較低”僅是為了表示混合反應前后氣體中氯氣含量的高低關系，故其含義是十分明確的。

試驗表明，通過降低高溫四氯化鈦氣體中的氯氣含量能夠明顯減小其對氣體過濾裝置的腐蝕，由此提高設備使用壽命；對系統中的管道、容器等會與所述氯氣含量較低的氣體進行接觸的零部件均起到防腐蝕的效果。

其中，所述氯氣脫除劑采用干燥的氯氣還原劑。作為優選，所述氯氣脫除劑為磷、三氯化磷、二氯化鐵中的任意一種或其中幾種的混合物。

其中，所述氣體過濾裝置為膜過濾裝置。作為優選，所述膜過濾裝置采用FeAl、NiAl或TiAl金屬間化合物多孔膜為過濾元件。

通常，來自氯化爐的爐氣中氯氣的含量普遍大于1wt％。本發明最好能將混合反應或所得氯氣含量較低的氣體中的氯氣含量降低為0.1wt％以下。試驗表明，這樣能夠顯著降低對氣體過濾裝置中過濾元件的腐蝕。

作為優選方案，采用磷作為氯氣脫除劑與所述氯氣含量較高的氣體混合反應，混合反應后所得的氯氣含量較低的氣體中的氯氣含量（重量比）為10ppm以下。試驗表明，當氣體中的氯氣含量（重量比）在10ppm以下時，氯氣在高溫下對過濾元件的腐蝕作用很小。

進一步的，本發明的四氯化鈦生產方法還包括步驟e、對冷凝得到的粗四氯化鈦液體直接進行精制。以往，冷凝得到的粗四氯化鈦液體都要通過凈化后才能開始精制，有的是采用沉淀的方法，有的采用過濾的方法。由于本發明降低了對氣體過濾裝置中過濾元件的腐蝕的腐蝕，由此保證了氣體除塵時的凈化效果，有效降低了氣體中的雜質含量，因而可省略精制前對冷凝得到的粗四氯化鈦液體進行凈化的措施，減少工藝步驟。

當氣體過濾裝置為膜過濾裝置時，為防止膜面結露導致膜污染，通過膜過濾裝置對所述氯氣含量較低的氣體進行固氣分離的過程中將氣體溫度控制在300℃以上。

另外，在對經初步凈化的氣體進行冷凝前的各環節的氣體溫度均最好不低于150℃，防止四氯化鈦冷凝液化而影響正常操作。

本發明的四氯化鈦生產設備包括依次連接的機械除塵器、氣體過濾裝置和冷凝設備，在所述機械除塵器與氣體過濾裝置之間連接有用于將通過機械除塵器固氣分離后所得到的氯氣含量較高的氣體與氯氣脫除劑混合反應的反應裝置，該反應裝置與氯氣脫除劑供給裝置連接。

其中，所述氣體過濾裝置為膜過濾裝置。

其中，所述氯氣脫除劑采用干燥的氯氣還原劑。作為優選，所述氯氣脫除劑為磷、三氯化磷、二氯化鐵中的任意一種或其中幾種的混合物。

作為一種具體方案，所述反應裝置包括設在機械除塵器氣體輸出管道上的分布器，該分布器通過氯氣脫除劑輸入管與氯氣脫除劑供給裝置相連。

作為另一種具體方案，所述反應裝置是由所述機械除塵器上可稱為排氣腔室的那一部分容腔來兼作的，該排氣腔室通過氯氣脫除劑輸入管與氯氣脫除劑供給裝置相連。

須指出，上述術語“排氣腔室”指機械除塵器中與其排氣口連通的排氣通道。