一种粗四氯化钛除钒装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种粗四氯化钛除钒装置和方法。所述装置包括加热釜、反应器、冷凝收集单元、喷头、管道和有机物，加热釜能够将粗四氯化钛加热到TiCl4的沸点至150℃之间以形成包含TiCl4气体、VOCl3气体和气体夹杂的混合蒸汽；反应器包括密闭的容器本体，设置在容器本体下部的混合蒸汽入口，设置在容器本体上部的有机物入口和第二混合蒸汽出口，以及设置在容器本体底部的排渣口；有机物盛装在容器本体中并能够与混合蒸汽中的VOCl3气体反应生成含钒沉淀；管道的一端与第一混合蒸汽出口连通，另一端与混合蒸汽入口连通并延伸至反应器内；喷头设置在管道的另一端上以将混合蒸汽雾化并沿不同方向喷淋至容器本体内的有机物下部；冷凝收集单元与第二混合蒸汽出口连通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及四氯化钛的冶炼领域，更具体地讲，涉及一种精制四氯化钛的装置和方法。
技术介绍
国内外厂家所生产的四氯化钛(TiCl4)是生产颜料钛白、海绵钛及钛系列产品的最重要的中间产品，工业粗TiCl4通常含有多种有害杂质，成份十分复杂。粗TiCl4除钒是精制TiCl4的一个重要工艺过程。不仅为了脱色而除杂质钒，也是为了除氧。在粗TiCl4中，钒主要以VOCl3形式存在，它的沸点127.2°C，与TiCl4的沸点136.4°C相接近，TiCl4—V0Cl3系沸点差为9.2°C，它们的相对挥发度为α =1.22。因此，采用一般的物理精馏方法分离较困难，目前均采用化学的方法除钒。国内外较先进的除钒方法为有机物除钒，也有硫化氢除钒法、铝粉除钒法、铜丝除钒法等。目前国内大多数厂家均采用铝粉除钒法与紫铜除钒法。铝粉除钒法必须先除钒，然后依次除钒TiCl4中的低沸点、高沸点杂质，在除钒过程中产生的AlCl3在下步除高沸点杂质时可一同去除。除钒浆液的制备是一个间歇过程，并且细铝粉是易爆物，需对建构筑物及其设备采取严格的安全防护措施。紫铜除钒法其除钒用量为(2~4Kg/t，TiCl4),成本较高，很不经济。而有机物除钒的优点在于有机试剂来源广，价格低，无毒。在2005年中国化工学会无机盐学术年会上，王军和杨鸿发表了会议论文“国内外四氯化钛除钒工艺技术及发展状况”，在该会议论文里，详细记载了目前国内外广泛采用的有机物除钒工艺，它们的主要技术思路均是:在粗TiCl4液体中加入有机物，搅拌均匀，将混合液加热至120~138°C，有机物逐渐裂解为高度分散高活性的微细碳粒，这些新生碳颗粒可以选择性还原VOCl3，使其沉淀出来，然后采用固液分离的方法出去钒渣。 申请人:按照上述方法进行了实验，发现在除钒过程中残渣比较多，残渣易结垢设备，严重影响传热，需要经常处理，并且除钒效果较差。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术目的之一在于提供一种除钒效果好的粗四氯化钛除钒装置及方法。本专利技术的一方面提供了一种粗四氯化钛除钒装置。所述装置包括加热釜、反应器、冷凝收集单元、喷头、管道和有机物，其中，所述加热釜包括:密闭的釜体，通入釜体的粗四氯化钛进料口，设置在釜体顶部的第一混合蒸汽出口，设置在釜体底部的排料口，以及围绕釜体设置以对釜体进行加热的加热单元，所述加热釜能够将粗四氯化钛加热到TiCl4的沸点至150°c之间以形成包含TiCl4气体、VOCl3气体和气体夹杂的混合蒸汽；所述反应器包括:密闭的容器本体，设置在容器本体下部的混合蒸汽入口，分别设置在容器本体上部的有机物入口和第二混合蒸汽出口，以及设置在容器本体底部的排渣口 ；所述有机物通过有机物入口盛装在容器本体中，所述有机物能够与混合蒸汽中的VOCl3气体反应生成含钒沉淀；所述管道的一端与加热釜的第一混合蒸汽出口连通，其另一端与反应器的混合蒸汽入口连通并延伸至反应器内；所述喷头设置在管道的所述另一端上，以将混合蒸汽雾化并沿不同方向喷淋至容器本体内的有机物下部；所述冷凝收集单元与第二混合蒸汽出口连通，用于冷凝回收从第二混合蒸汽出口中排出的TiCl4。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述装置还包括用于储存粗四氯化钛的第一储料罐，第一储料罐的出料口与所述加热釜的粗四氯化钛进料口连通，并且第一储料罐的进料口和出料口处均设置有阀门。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述装置还包括用于储存有机物的第二储料罐，第二储料罐的出料口与所述反应器的有机物入口连通，并且第二储料罐的进料口和出料口处均设置有阀门。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述装置还包括排渣单元，排渣单元的进料口与所述反应器的排渣口连通，并且排渣单元的进料口和出料口处均设置有阀门。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述装置还包括与所述加热釜的排料口连通的卸料单元。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述加热单元包括套装于所述釜体外的壳体和位于壳体和釜体之间的密封空间内的加热介质。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述冷凝收集单元包括第一管道、套装于第一管道之外的第二管道以及位于第一管道和第二管道之间的冷却介质，其中，所述第一管道和第二管道为S形。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述管道的另一端为封闭端，所述喷头由沿周向设置在所述管道另一端上的多个喷孔形成。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述装置还包括位于所述容器本体上部并靠近所述第二混合蒸汽出口设置的烟气折流组件，所述烟气折流组件包括倾斜固定在所述反应器内壁上的多块折流板，所述多块折流板沿所述反应器的高度方向错落布置并且相邻两块折流板之间形成供混合蒸汽通过的通道。根据本专利技术粗四氯化钛除钒装置的一个实施例，所述有机物为脂肪酸。本专利技术的另一方面提供一种粗四氯化钛除钒方法。所述方法包括以下步骤:将粗四氯化钛加热至四氯化钛的沸点至150°C之间，形成包含TiCl4气体、乂0(:13气体和气体夹杂的混合蒸汽；所述混合蒸汽经雾化喷淋至有机物下部并在有机物中自下向上运动，混合蒸汽中的VOCl3气体与有机物充分接触并发生化学反应生成含钒沉淀，混合蒸汽中的TiCl4气体和气体夹杂从有机物中逃逸后经冷凝回收得到TiCl4。根据本专利技术粗四氯化钛除钒方法的一个实施例，所述有机物的用量为2~3Kg/tTicl4。根据本专利技术粗四氯化钛除钒方法的一个实施例，所述有机物为脂肪酸。根据本专利技术粗四氯化钛除钒方法的一个实施例，所述方法采用如上所述的粗四氯化钛除钒装置对粗四氯化钛进行除钒处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括:本专利技术的粗四氯化钛装置具有结构简单、连续性较强、维护便易等优点，应用于除钒工艺后能够将粗四氯化钛中的主要杂质VOCl3除去，得到钒含量小于0.001g/L的四氯化钛产品，并且解决了残渣(除钒污泥)难分离的问题，降低了残渣粘稠物对设备的侵蚀。【附图说明】通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的及特点将会变得更加清楚，其中:图1示出了根据本专利技术示例性实施例粗四氯化钛除钒装置的结构示意图。附图标记说明如下:10-第一储料罐、20-加热釜、21-釜体、22-加热单元的壳体、30-卸料单元、40-反应器、50-管道、60-排渣单元、70-第二储料罐、80-冷凝收集单元。【具体实施方式】在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本专利技术的粗四氯化钛除钒装置和方法。 图1示出了根据本专利技术示例性实施例粗四氯化钛除钒装置的结构示意图。如图1所示，根据本专利技术示例性实施例粗四氯化钛除钒装置包括第一储料罐10、加热釜20、卸料单元30、反应器40、管道50、排渣单元60、第二储料罐70和冷凝收集单元80。其中，加热釜20包括:密闭的釜体21，通入釜体的粗四氯化钛进料口，设置在釜体顶部的第一混合蒸汽出口，设置在釜体底部的排料口，以及围绕釜体设置以对釜体进行加热的加热单元。通过所述加热釜能够将粗四氯化钛加热到TiCl4的沸点至150°C之间以形成包含TiCl4气体、VOCl3气体和气体夹杂的混合蒸汽。在本实施例中，加热单元包括套装于爸体外的壳体22和位于壳体和爸体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗四氯化钛除钒装置，其特征在于，所述装置包括加热釜、反应器、冷凝收集单元、喷头、管道和有机物，其中，所述加热釜包括：密闭的釜体，通入釜体的粗四氯化钛进料口，设置在釜体顶部的第一混合蒸汽出口，设置在釜体底部的排料口，以及围绕釜体设置以对釜体进行加热的加热单元，所述加热釜能够将粗四氯化钛加热到TiCl4的沸点至150℃之间以形成包含TiCl4气体、VOCl3气体和气体夹杂的混合蒸汽；所述反应器包括：密闭的容器本体，设置在容器本体下部的混合蒸汽入口，分别设置在容器本体上部的有机物入口和第二混合蒸汽出口，以及设置在容器本体底部的排渣口；所述有机物通过有机物入口盛装在容器本体中，并且所述有机物能够与混合蒸汽中的VOCl3气体反应生成含钒沉淀；所述管道的一端与加热釜的第一混合蒸汽出口连通，其另一端与反应器的混合蒸汽入口连通并延伸至反应器内；所述喷头设置在管道的所述另一端上，以将混合蒸汽雾化并沿不同方向喷淋至容器本体内的有机物下部；所述冷凝收集单元与第二混合蒸汽出口连通，用于冷凝回收从第二混合蒸汽出口中排出的TiCl4。

【技术特征摘要】
1.一种粗四氯化钛除钒装置，其特征在于，所述装置包括加热釜、反应器、冷凝收集单元、喷头、管道和有机物，其中， 所述加热釜包括:密闭的釜体，通入釜体的粗四氯化钛进料口，设置在釜体顶部的第一混合蒸汽出口，设置在釜体底部的排料口，以及围绕釜体设置以对釜体进行加热的加热单元，所述加热釜能够将粗四氯化钛加热到TiCl4的沸点至150°C之间以形成包含TiCl4气体、VOCl3气体和气体夹杂的混合蒸汽； 所述反应器包括:密闭的容器本体，设置在容器本体下部的混合蒸汽入口，分别设置在容器本体上部的有机物入口和第二混合蒸汽出口，以及设置在容器本体底部的排渣口 ； 所述有机物通过有机物入口盛装在容器本体中，并且所述有机物能够与混合蒸汽中的VOCl3气体反应生成含钒沉淀； 所述管道的一端与加热釜的第一混合蒸汽出口连通，其另一端与反应器的混合蒸汽入口连通并延伸至反应器内； 所述喷头设置在管道的所述另一端上，以将混合蒸汽雾化并沿不同方向喷淋至容器本体内的有 机物下部； 所述冷凝收集单元与第二混合蒸汽出口连通，用于冷凝回收从第二混合蒸汽出口中排出的TiCl4。2.根据权利要求1所述的粗四氯化钛除钒装置，其特征在于，所述装置还包括用于储存粗四氯化钛的第一储料罐，第一储料罐的出料口与所述加热釜的粗四氯化钛进料口连通，并且第一储料罐的进料口和出料口处均设置有阀门。3.根据权利要求1所述的粗四氯化钛除钒装置，其特征在于，所述装置还包括用于储存有机物的第二储料罐，第二储料罐的出料口与所述反应器的有机物入口连通，并且第二储料罐的进料口和出料口处均设置有阀门。4.根据权利要求1所述的粗四氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙盘忠，杨仰军，陆平，李良，杜明，刘森林，王建鑫，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：