[發明專利]一種沸騰氯化爐連續排渣裝置及排渣方法

有效

• 申請號: 201210280834.3
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102774880A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 朱慶山;李洪鐘
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01G23/02
• 分類號: C01G23/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及化工冶金技術領域，尤其涉及一種沸騰氯化爐連續排渣裝置及排渣方法。

背景技術

四氯化鈦（TiCl₄）是生產氯化鈦白和金屬鈦的原料，由富鈦料（鈦精礦、金紅石礦、人造金紅石等）在高溫（850～1100℃）下與Cl₂和焦炭反應制備，該制備反應可用如下反應方程式表示：

TiO₂+2C+2Cl₂=TiCl₄+2CO

TiO₂+C+2Cl₂=TiCl₄+CO₂

富鈦料中通常還會含有Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、MnO、ZrO₂、Cr₂O₃等雜質。這些雜質也會與Cl₂及焦炭發生氯化反應形成FeCl₂、FeCl₃、AlCl₃、SiCl₄、CaCl₂、MgCl₂、MnCl₂、ZrCl₄、CrCl₃等副產物。這些副產物根據沸點的不同，會對沸騰氯化爐的操作運行有不同的影響。低沸點產物如SiCl₄、AlCl₃、FeCl₃、ZrCl₄等在操作溫度下為氣態，對氯化爐的運行影響不大，高沸點產物如FeCl₂、MnCl₂、CaCl₂、MgCl₂在氯化爐操作溫度下為液態，會粘結氯化爐內的富鈦料粉及焦炭粉，當液態物質含量達到一定濃度時會發生死床而無法操作。為了減輕因液相粘結造成的危害，一般要求嚴格控制原料中易引起粘結雜質（如CaO、MgO、MnO等）的含量，但即使如此，CaCl₂、MgCl₂、MnCl₂等副產物還是會隨運行過程不斷累積，需要排出才能維持氯化爐的穩定運行。由于爐內為高溫Cl₂、CO環境，運行過程的連續排渣一直未能很好地解決。

國內很多沸騰氯化爐采用間歇方式排渣，在運行一段時間，爐內CaCl₂、MgCl₂等液相副產物累積到一定濃度時，將流化氣體先切換為氮氣，然后再在停止運行后排渣，間歇排渣不僅影響生產的連續性，還因爐內物料量波動大而影響流化質量和氣體利用率，并且間歇排渣過程勞動強度大，現場環境惡劣，所以間歇排渣是在缺乏連續排渣技術情況下不得已的辦法。氯化爐連續排渣技術一直是國內外攻關的重點。英國專利GB776295和美國專利US2701179公開了一種沸騰氯化爐連續排渣技術，即在沸騰爐下部設一垂直的排渣管，通過一個機械閥門控制排渣速率，排出的渣落入機械閥下與機械閥相連的水平管道內，在水平管道中通入氮氣將排出的渣吹走，經旋風分離器氣固分離后排出。英國專利GB754915提出通過不斷移出爐內物料保持沸騰爐內液態物質含量不高于7%的方式來適應高鈣鎂原料，但該專利未說明如何連續排出氯化爐內物料。CN101418382A公開了一種氯化爐排渣裝置，即在沸騰爐下部設置排渣管及排渣罐，在排渣管上設置兩個機械閥門，通過閥門控制排渣過程，排渣罐與抽真空系統相連。CN?201061757Y公開了一種沸騰氯化爐密閉排渣裝置，即在氯化爐底部設置一排渣口，該排渣口通過排渣管及儲渣罐相連，排渣管上設有機械閥門調節排渣速率，儲渣罐下部通過管道與一輸送螺旋相連，將儲渣罐中爐渣輸送至后續處理系統。上述技術都使用機械閥門控制氯化爐排渣過程，但因排渣溫度高（850~1000℃），爐渣中還夾帶氯氣等腐蝕性氣體，對閥門材質要求很高，而且粉體容易卡塞機械閥門而影響系統運行的連續性。