制备二氧化钛的系统技术方案

本发明专利技术公开了制备二氧化钛的系统，包括依次相连的氯化反应器、第一气固分离装置、冷凝装置、精制装置、氧化反应器、冷却装置、第二气固分离装置、尾气输送管道和检测单元，其中，检测单元包括依次相连的水存储装置、盐酸存储装置和氢氧化钠存储装置，水存储装置与尾气输送管道相连，且适于根据水存储装置中的变化判断氧化反应器中精四氯化钛的氧化反应是否完全或判断第二气固分离装置的滤芯是否出现破损。由此采用该系统可以实现对返回至氯化反应器的氧化尾气进行及时有效监控，进而根据具体情况实时对第二气固分离装置的滤芯进行更换以及对氧化反应过程中的氧化温度或配氧量作出及时调整，保证得到高质量的钛白粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钛白粉生产
，具体而言，本专利技术涉及一种制备二氧化钛的系统。
技术介绍
金红石型钛白粉具有更加稳定的物理、化学性能；颜色纯白，颗粒细小，折射率高；分散到介质中，能够表现出更强的遮盖力和着色力，更加良好的耐候性、耐热性、耐光性。由于我国氯化法钛白粉还处于刚刚起步的阶段，生产技术难度大，已建成投产的氯化法钛白粉生产线寥寥可数。存在的困难主要是氯化法金红石型钛白粉的自动化控制水平要求高，需要对各个环节进行严格监控。对氧化过程返回氯气及时有效的监控，可以快速反映出返回氯气中是否有二氧化钛颗粒，从而判断钛白粉基料气固分离装置的滤芯是否破损；同时也可以看出返回氯气中是否存在四氯化钛，判断氧化反应是否完全；因此，返回氯气固含量的检测装置对于钛白粉基料生产是至关重要和非常有效的。但是，目前国内钛白粉生产厂家未见对氧化返回氯气实施及时监控。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制备二氧化钛的系统，采用该系统可以实现对返回至氯化反应器的氧化尾气进行及时有效监控，并且根据检测单元的变化可以快速反映出氧化尾气中是否含有二氧化钛颗粒，从而判断第二气固分离装置的滤芯是否出现破损，同时也可以反映出氧化尾气中是否含有四氯化钛，从而判断氧化反应器中氧化反应是否完全，进而根据具体情况实时对第二气固分离装置的滤芯进行更换以及对氧化反应过程中的氧化温度或配氧量作出及时调整，保证得到高质量的钛白粉。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备二氧化钛的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：氯化反应器，所述氯化反应器设置有钛矿石入口、还原剂入口、氧气入口、空气入口、氯气入口、氯化反应混合物出口和工艺尾气出口，且适于将含钛矿石、还原剂供给到所述氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物和工艺尾气；第一气固分离装置，所述第一气固分离装置具有氯化反应混合物入口、气体混合物出口和固体颗粒出口，所述氯化反应混合物入口与所述氯化反应混合物出口相连，且适于对所述含有四氯化钛气体的氯化反应混合物进行气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物和固体颗粒；冷凝装置，所述冷凝装置具有气体混合物入口和液体粗四氯化钛出口，所述气体混合物入口与所述气体混合物出口相连，且适于对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；精制装置，所述精制装置具有液体粗四氯化钛入口、矿物油入口和精四氯化钛出口，所述液体粗四氯化钛入口与所述液体粗四氯化钛出口相连，且适于采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到精四氯化钛；氧化反应器，所述氧化反应器具有精四氯化钛入口、氧气进口和氧化反应混合物出口，所述精四氯化钛入口所述精四氯化钛出口相连，且适于将所述精四氯化钛与氧气接触发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛、氧气和氯气的氧化反应混合物；冷却装置，所述冷却装置具有氧化反应混合物入口和冷却产物出口，所述氧化反应混合物入口与所述氧化反应混合物出口相连，且适于对所述含有二氧化钛、氧气和氯气的氧化反应混合物进行冷却处理，以便得到含有二氧化钛、氧气和氯气的冷却产物；第二气固分离装置，所述第二气固分离装置具有冷却产物入口、固体二氧化钛出口和氧化尾气出口，所述冷却产物入口与所述冷却产物出口相连，且适于对所述含有二氧化钛、氧气和氯气的冷却产物进行气固分离处理，以便得到固体二氧化钛以及含有氧气和氯气的氧化尾气；尾气输送管道，所述输送管道分别与所述氧化尾气出口和所述氯化反应器相连，且适于将所述含有氧气和氯气的氧化尾气供给至所述氯化反应器中；检测单元，所述检测单元包括依次相连的水存储装置、盐酸存储装置和氢氧化钠存储装置，所述水存储装置与所述尾气输送管道相连，且适于根据所述水存储装置中的变化判断所述氧化反应器中精四氯化钛的氧化反应是否完全或判断所述第二气固分离装置的滤芯是否出现破损。由此，根据本专利技术实施例的制备二氧化钛的系统通过在将第二气固分离装置分离出的含有氧气和氯气的氧化尾气返回氯化反应器的尾气输送管道上设置检测单元，可以实现对返回至氯化反应器的氧化尾气进行及时有效监控，并且根据检测单元的变化可以快速反映出氧化尾气中是否含有二氧化钛颗粒，从而判断第二气固分离装置的滤芯是否出现破损，同时也可以反映出氧化尾气中是否含有四氯化钛，从而判断氧化反应器中氧化反应是否完全，进而根据具体情况实时对第二气固分离装置的滤芯进行更换以及对氧化反应过程中的氧化温度或配氧量作出及时调整，保证得到高质量的钛白粉。另外，根据本专利技术上述实施例的制备二氧化钛的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述水存储装置中出现大量水解物是所述氧化反应器中精四氯化钛的氧化反应不完全的指示。在本专利技术的一些实施例中，所述水存储装置中出现白色颗粒物是所述第二气固分离装置的滤芯出现破损的指示。在本专利技术的一些实施例中，所述尾气输送管道为金属软管或不锈钢管道。在本专利技术的一些实施例中，所述水存储装置、所述盐酸存储装置和所述氢氧化钠存储装置分别独立地为玻璃容器。在本专利技术的一些实施例中，所述水存储装置与所述尾气输送管道连接处设置有阀门。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的制备二氧化钛的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二氧化钛的系统，其特征在于，包括：氯化反应器，所述氯化反应器设置有钛矿石入口、还原剂入口、氧气入口、空气入口、氯气入口、氯化反应混合物出口和工艺尾气出口，且适于将含钛矿石、还原剂供给到所述氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物和工艺尾气；第一气固分离装置，所述第一气固分离装置具有氯化反应混合物入口、气体混合物出口和固体颗粒出口，所述氯化反应混合物入口与所述氯化反应混合物出口相连，且适于对所述含有四氯化钛气体的氯化反应混合物进行气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物和固体颗粒；冷凝装置，所述冷凝装置具有气体混合物入口和液体粗四氯化钛出口，所述气体混合物入口与所述气体混合物出口相连，且适于对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；精制装置，所述精制装置具有液体粗四氯化钛入口、矿物油入口和精四氯化钛出口，所述液体粗四氯化钛入口与所述液体粗四氯化钛出口相连，且适于采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到精四氯化钛；氧化反应器，所述氧化反应器具有精四氯化钛入口、氧气进口和氧化反应混合物出口，所述精四氯化钛入口与所述精四氯化钛出口相连，且适于将所述精四氯化钛与氧气接触发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛、氧气和氯气的氧化反应混合物；冷却装置，所述冷却装置具有氧化反应混合物入口和冷却产物出口，所述氧化反应混合物入口与所述氧化反应混合物出口相连，且适于对所述含有二氧化钛、氧气和氯气的氧化反应混合物进行冷却处理，以便得到含有二氧化钛、氧气和氯气的冷却产物；第二气固分离装置，所述第二气固分离装置具有冷却产物入口、固体二氧化钛出口和氧化尾气出口，所述冷却产物入口与所述冷却产物出口相连，且适于对所述含有二氧化钛、氧气和氯气的冷却产物进行气固分离处理，以便得到固体二氧化钛以及含有氧气和氯气的氧化尾气；尾气输送管道，所述输送管道分别与所述氧化尾气出口和所述氯化反应器相连，且适于将所述含有氧气和氯气的氧化尾气供给至所述氯化反应器中；检测单元，所述检测单元包括依次相连的水存储装置、盐酸存储装置和氢氧化钠存储装置，所述水存储装置与所述尾气输送管道相连，且适于根据所述水存储装置中的变化判断所述氧化反应器中精四氯化钛的氧化反应是否完全或判断所述第二气固分离装置的滤芯是否出现破损。...

【技术特征摘要】
1.一种制备二氧化钛的系统，其特征在于，包括：氯化反应器，所述氯化反应器设置有钛矿石入口、还原剂入口、氧气入口、空气入口、氯气入口、氯化反应混合物出口和工艺尾气出口，且适于将含钛矿石、还原剂供给到所述氯化反应器中，并向所述氯化反应器中供给氧气、空气和氯气，以便在所述氯化反应器中发生氯化反应，得到含有四氯化钛气体的氯化反应混合物和工艺尾气；第一气固分离装置，所述第一气固分离装置具有氯化反应混合物入口、气体混合物出口和固体颗粒出口，所述氯化反应混合物入口与所述氯化反应混合物出口相连，且适于对所述含有四氯化钛气体的氯化反应混合物进行气固分离处理，以便得到含有四氯化钛的气体混合物和固体颗粒；冷凝装置，所述冷凝装置具有气体混合物入口和液体粗四氯化钛出口，所述气体混合物入口与所述气体混合物出口相连，且适于对所述含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理，以便得到液体粗四氯化钛；精制装置，所述精制装置具有液体粗四氯化钛入口、矿物油入口和精四氯化钛出口，所述液体粗四氯化钛入口与所述液体粗四氯化钛出口相连，且适于采用矿物油对所述液体粗四氯化钛进行精制，以便得到精四氯化钛；氧化反应器，所述氧化反应器具有精四氯化钛入口、氧气进口和氧化反应混合物出口，所述精四氯化钛入口与所述精四氯化钛出口相连，且适于将所述精四氯化钛与氧气接触发生氧化反应，以便得到含有二氧化钛、氧气和氯气的氧化反应混合物；冷却装置，所述冷却装置具有氧化反应混合物入口和冷却产物出口，所述氧化反应混合物入口与所述氧化反应混...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙翔，潘德刚，普正春，赵泽权，吉立明，钱春花，崔庆雄，
申请(专利权)人：云南冶金新立钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53