四氯化钛精制车间设计
四氯化钛生产车间工艺

储矿备料1、基本原理外购的石油焦和氯化钠含有的水分会造成对产品的影响,根据原料的水分要求对石油焦和氯化钠进行微波干燥,通过烘烤物料,蒸发水分,使石油焦和氯化钠含水≤0.5%。
2、工艺流程氯化工艺1、基本原理熔盐氯化是固体含钛物料与气体氯气在介质熔盐里温度为720-800оC的反应。
氯化反应目的是使TiO2最大程度氯化,TiO2的氯化速率取决于多种因素,例如温度,氧化物的活性,还原剂及氯化剂的类型,熔盐的物理特性和成分(表面X力、黏度、润湿性)。
参与氯化反应组分的催化性能。
熔盐氯化主要反应方程式如下:TiO2+C+2Cl2====TiCl4+CO2铁,铝,锰,铬的氧化物在和氯气反应后生成的氯化物极易溶解在熔盐中,作为氯化反应的催化剂。
在氯化熔盐中,这些氯化物适宜的浓度能增加熔盐的活性,能提高高钛渣的氯化速率。
氯气浓度对氯化反应有很大影响,入炉氯气浓度一般在80%到90%(vol.),其余为空气。
氯化反应的温度通过从淋洗循环槽返回的泥浆量调整氯化炉温度。
放热反应产生的多余热量蒸发了返炉泥浆中的四氯化钛,然后四氯化钛就和混合炉气一起进入冷凝系统。
生产粗四氯化钛是升华和冷凝的过程。
冷凝是改变物质的物理状态,从气相变为液相,而升华是没有经过中间的液相,直接从固相转变为气相,这些过程均伴随着热损失。
混合炉气从气相转变为液相或固相的温度取决于混合炉气中各种物质的蒸汽分压。
氯化工序的产品是粗四氯化钛,首先冷凝高沸点氯化物,然后冷凝四氯化钛及低沸点氯化物。
2、工艺流程粗四氯化钛工艺流程图粗四氯化钛3、主要生产过程及技术参数外购的NaCl和石油焦(含水量都为1%),人工开袋后送入各自料仓,经微波干燥后(含水量都变为0.5%)皮带输送到斗式提升机,再由斗式提升机送到各自干燥后料仓,然后由埋刮板输送机送到氯化工段的氯化钠仓和煅后焦仓;外购和自产的高钛渣,人工开袋后送入高钛渣料仓,经埋刮板输送机送到斗式提升机,再由斗式提升机送到高钛渣干燥后料仓,然后由埋刮板输送机送到氯化工段的高钛渣仓。
沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术

沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术沸腾氯化生产四氯化钛工艺技术沸腾氯化生产四氯化钛是一种常用的工业化学反应,被广泛应用于冶金、化工、材料等领域。
该工艺技术以钛精矿为原料,经过氯化、还原、蒸馏等多道工序,最终制得四氯化钛,其技术难度较高,需要严格的工艺控制,下面将从原料、反应原理、工艺流程、工艺控制和优化等方面介绍沸腾氯化制备四氯化钛的工艺技术。
一、原料沸腾氯化制备四氯化钛的原料是钛精矿。
钛矿是指含有三氧化二钛(TiO2)的天然矿物,常见的矿物有金红石、铁钛矿、钛铁矿等,其中以钛铁矿是一种重要的原料。
钛精矿中含有杂质,主要有铁、钒、锰、铜、铅、锡、锑、硅、钾等,这些杂质会影响到生产的品质和成本。
二、反应原理反应原理如下所示:TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2三、工艺流程沸腾氯化生产四氯化钛的工艺流程如下:将钛精矿加入氯化锂和碳之中,经过加热反应产生TiCl4和CO2,然后再将产生的气体放入到反应釜中,采用沸腾氯化的方法进行反应,生成纯度高的四氯化钛。
在加热反应时,需要控制温度和加热速率,以免铁、钒等杂质造成污染。
在沸腾氯化反应时,需要控制反应速率和温度,以免产生杂质和产物的挥发损失。
四、工艺控制和优化沸腾氯化制备四氯化钛的过程涉及到多道反应和多步操作,因此要严格控制每一步操作的温度、压力和物料加料方法。
此外,对于工艺中产生的副产品和废气需要进行处理和回收利用,以提高资源利用率。
为了提高反应速率和增加四氯化钛产量,可以采用催化剂辅助反应。
此外,还可以采用流化床反应器等新型反应器,以提高反应效率和控制反应体系。
总之,沸腾氯化生产四氯化钛的工艺技术具有较高的难度,需要在嚴格控制反應過程的溫度、氣壓、加料方法等方面下,采用催化剂辅助反应、废气和副产品回收利用、采用新型反应器等措施进行工艺优化,才能保证产物的高纯度和高质量,提高生产效率和降低成本。
为了更好地了解沸腾氯化生产四氯化钛的工艺技术,需要对相关的数据进行分析。
四氯化钛精制车间氯化物泥浆提钒新工艺

的 疗法 进 行 提 取 ,饥 的有 效 回 收率 达 到 9 0 % 。对 于 年 产 1 5 k t 的海 绵 钛 厂 ,通 过 该 工 艺 回收 废 淹 巾 的 钒 ,每 年 可 增 加 利润约 3 6 4 . 5万 元 .
关 键 词 :氯 化 物 泥浆 ;钒 ;回 收
A Ne w Te c hn o l o g y o f Va n a di u m Ex t r a c t i o n f r o m Chl o r i d e M ud i n
第3 0卷 第 3期 2 0 1 3年 6
T
V J 0 u I . n 3 e 2 O N 0 l 1 . 3
四氯 化 钛 精 制 车 间氯化 物 泥 浆提 钒 新 工 艺
柳 云 龙 ,桂 劲 松
( 1 . 巾 盐 国 利 投 资 发 展 有 限 公 司 ,湖 北 天 门 ( 2 .桂 林 医学 院 ,广 两 桂林 4 3 1 7 0 0 )
四氯化钛毕业设计

摘要:四氯化钛的生产过程主要是由配料、氯化和精制三部分组成,氯化工艺主要有沸腾氯化、熔盐氯化和竖炉氯化三种方法。
沸腾氯化是现行生产四氯化钛的主要方法(中国、日本、美国采用),其次是熔盐氯化(独联体国家采用),而竖炉氯化已被淘汰。
沸腾氯化一般是以钙镁含量低的高品位富钛料为原料,沸腾氯化就是是高太渣和石油焦按3:1的比例混合与氯气处于流态化得状态下进行氯化。
关键词:沸腾氯化精制检验Abstract:The production process is mainly composed of ingredients, chlorinated and refined three parts, chlorination process, main boiling salt chlorinated and chlorinated shaft furnace chlorinated three methods. The production is boiling chlorinated four methods of titanium chloride (China, Japan, the United States), followed by melting chloride (salt), and the commonwealth countries adopt shaft furnace has been eliminated. Chloride, Boiling chlorinated generally low levels of calcium and magnesium in high-grade raw materials for the rich titanium, boiling chlorinated is too high and the proportion of petroleum coke mixed with 3 according to the chlorine in fluidized state under chloride.Keywords: Boiling chloride refine inspection目录第一章:总论1.1 设计任务和内容```````````````````````````````````(3) 1.2 生产方法及反应原理```````````````````````````````(3) 1.3 三废治理和环境保护```````````````````````````````(5) 1.4 设计依据和指导思想```````````````````````````````(7) 第二章:工艺设计2.1 概述工艺流程````````````````````````````````````(7) 2.2 设计生产能力产品方案及质量指标``````````````````(8) 2.3 原材料消耗及规格````````````````````````````````(12) 2.4 主要工艺参数````````````````````````````````````(13) 2.5 物料衡算````````````````````````````````````````(13) 2.6 工艺设备及设备一览表````````````````````````````(15) 2.7 工艺流程说明````````````````````````````````````(16) 2.8 原料、半成品、成品的化验````````````````````````(17) 第三章:四氯化钛生产工艺的新技术动态和发展趋势3.1 中国四氯化2.1```````````````````````````````````(21) 3.2 四氯化钛行业市场`````````````````````````````````(23) 3.3 对中国钛行业建议`````````````````````````````````(24) 3.4 环境和安全```````````````````````````````````````(25) 3.5 高品位富钛料的制造技术```````````````````````````(26) 3.6 四氯化钛除钒新工艺```````````````````````````````(26)3.7 生产过程的自动控制和管理`````````````````````````(27) 3.8 工艺流程图及主要设备图```````````````````````````(27) 3.9 参考文献`````````````````````````````````````````(27)第一章:总论世界钛主要生产国按产能从大到小排列依次为:美国、独联体、日本和中国,欧洲只有少量生产。
谈谈海绵钛厂氯化车间工艺的优化设计

谈谈海绵钛厂氯化车间工艺的优化设计杨鑫【摘要】针对海绵钛厂氯化车间的两种不同工艺方法,阐述了科学合理地选择氯化方法的重要性,并对氯化车间优化设计的必要性进行了探讨.【期刊名称】《有色金属设计》【年(卷),期】2011(038)002【总页数】4页(P20-23)【关键词】海绵钛;沸腾氯化;熔盐氯化;优化设计【作者】杨鑫【作者单位】中铝国际工程有限责任公司贵阳分公司,贵州贵阳550081【正文语种】中文【中图分类】TF823现代工业海绵钛的生产主要是将富钛料氯化生成粗四氯化钛,再将粗四氯化钛提纯后用金属镁还原。
因此,氯化反应的顺利进行直接影响到了最终海绵钛的质量及产量。
氯化系统的工艺方法主要有沸腾氯化和熔盐氯化两种,这和富态料中的TiO2含量和MgO、CaO等杂质含量有关。
MgO、CaO杂质合量<2.5%,同时TiO2含量>90%采用沸腾氯化法较为适宜,反之则采用熔盐氯化法。
沸腾氯化及熔盐氯化在流程上除了原料准备部分区别较大,其余基本相同,如图1。
图1虚线表示的工业盐是熔盐氯化所需的熔体介质,而沸腾氯化是流态化氯化,不需要盐作为熔体介质。
熔盐氯化适用于高钙镁富钛料的氯化,是将富钛料和石油焦悬浮在熔盐(主要由KCl、NaCl、MgCl2、CaCl2组成)介质中与氯气反应制取 TiCl4的方法。
其反应方程如下:TiO2+2Cl2=TiCl4+O2TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO富钛料和石油焦按一定比例加入到熔盐介质中,氯气以一定速度喷入到熔盐中,使物料在熔体中上下翻腾,形成良好的传质、传热条件。
当高速的氯气流喷入熔盐后对熔盐和反应物产生了强烈的搅动。
氯气流本身分散成许多小泡,逐渐由底部向上移动。
在表面张力作用下,悬浮于熔盐中的固体粒子粘附在熔盐与氯气泡的界面上,随熔盐和气泡的流动而分散于整个熔体中,使反应物之间有良好接触,为氯化反应过程创造了必要条件。
美国四氯化钛沸腾氯化与精制技术

引进的美国沸腾氯化与精制技术现已在国内某 海绵钛生产企业投入生产,生产实践表明,该技术在 各项技术经济指标和环境保护方面较国内沸腾氯化 与精制技术具有明显优势,体现了该技术科学的、人 性化的设计理念。美国沸腾氯化与精制技术在系统 结构设计上与国内传统技术大体一致,主要包括氯 化系统、收尘系统、淋洗和冷凝系统、精制系统以及 尾气处理系统和蛇形废气处理系统。其工艺流程如 图 1 所示,其特点主要体现在以下几个方面。
3 结语
美国沸腾氯化与精制技术是当今国际上领先的 四氯化钛制取技术。生产实践证明,采用该技术能 够高效、节能、环保地生产高品质精四氯化钛。国内 海绵钛生产企业成功引进和实施该技术,使我国四 氯化钛生产技术进入了世界先进水平行列,实现了 我国沸腾氯化和精制技术及设备的升级换代,为今 后我国海绵钛企业选择配套四氯化钛生产技术明确 了方向。如何实现引进技术的技术经济指标,还需 要每一位钛冶金工作者在今后的生产实践中努力研 究和探索,更好地消化吸收和创新该项新技术,以增 强企业的核心竞争力,为企业创造更大的经济效益。
Abstract: In 2007,a domestic titanium sponge production enterprise introduced the most advanced fluidizing chlorination and refining technology from American in the world at that time. The technology was used for preparing pure titanium tetrachloride with low unit consumption,low environmental pollution,high product quality,high automation,supporting the production of titanium sponge. This paper analyzed the characteristics of American fluidizing chlorination and refining technology and the key to digest and absorb the technology to provide the reference for the selection,using and innovation of this technology. Key words: fluidizing chlorination; refining; titanium tetrachloride; technical characteristics; advantage
粗四氯化钛制备流程

第二章粗四氯化钛的生产1. 功能氯化车间是进行粗四氯化钛的生产。
粗四氯化钛的生产是15000吨/年海绵钛生产线的一个组成部分。
采用带组合式冷凝系统的熔盐氯化炉来生产粗四氯化钛(CТТ)。
粗四氯化钛的生产能力将不低于68500吨/年。
氯化车间厂房是一座多用途的建筑物,除用作四氯化钛生产外,还用于四氯化钛的精制、粗四氯化钛和精四氯化钛的储存。
2.氯化车间物料平衡3、生产工艺3.1主要设备:粗四氯化钛(CТТ)生产所需的生产线和运输设备包括:炉前料仓;混合炉料配料设备和将炉料输送到氯化炉的加料仓的管式输送机;熔盐氯化炉,粗四氯化钛生产能力:80-100吨/天两个可互换的收尘室;两个喷淋洗涤器,与一个循环矿浆罐和一个冷却器相互连接;两个喷淋冷凝器,与一个喷淋罐、一个冷却器和一个捕集器相互连接;两个尾气风机沉降槽,储罐。
3.2粗四氯化钛生产工艺包括如下几个阶段:∙所需原料的接收和氯化炉料的准备;∙氯化∙从气体混合物中收尘以去除氯化升华物∙气体混合物(VGM)的冷凝∙粗四氯化钛冷凝物的沉降∙对从气体混合物中分离的氯化升华物的清洗氯化车间有三条CTT生产线(两用一备,当某条运行生产线由于大修而停车时,备用生产线投入使用)。
3.2.1氯化将粉碎的钛渣、石油焦和NaCl按照一定的比例配制成混合炉料,炉料从配料料仓通过给料螺旋以适当的速度加入到氯化炉中。
混合炉料在700-800︒С温度下和氯化物的熔化环境中,与氯气相互作用形成钛、铁、铝等的氯化物。
反应体系的温度通过反应释放出的热量和四氯化钛循环矿浆蒸发吸热来保持。
反应的主要产物以蒸汽-气体形态从氯化炉输送往收尘和冷凝设备系统。
当氯气通入氯化炉熔盐层时会强烈搅动熔盐,同时入炉氯气被加热并分散在熔盐介质中,并使从熔盐界面上部加入到炉内的高钛渣和石油焦固体混合料充分地分散在熔盐中,氯化炉内主要反应为:TiO2+C+2Cl2 700-800℃TiCl4+CO2TiO2+2C+2Cl2 700-800℃ TiCl4+2COTiO2+2CO+Cl2 700-800℃ TiCl4+2CO2根据氯气的流速来调节氯化炉进料速度,矿浆返回氯化炉的速度根据熔体温度进行调节,氯气的进气压力控制在0.1-0.15Mpa。
粗四氯化钛精制

粗四氯化钛精制
1、粗四氯化钛精制生产工艺流程应根据除钢的方法来确定除低沸点物、高沸点物和三氯氧钢杂质的JII页序。
2、除钢工艺宜选择有机物或铝粉除钢,不宜选择铜除钢工艺。
采用铝粉除钢的工艺,宜单独设置低价钛制备装置。
3、蒸储塔、精储塔应设置测温装置、测压装置、回流口和回流调节装置。
4、再沸器加热宜采用蒸汽间接加热方式。
5、精微塔顶四氯化钛气体冷凝应设两级冷凝装置,第一级可用空气或循环水作为换热介质,第二级宜采用循环水或低温水作为换热介质。
6、含钢的高沸点物、低沸点物的中间贮存宜分开设置,低沸点物应返回氯化工序,含钢高沸点物的处理可采用干蒸法,也可返回氯化工序。
采用干蒸法时,蒸出的混合气体应采用强制冷凝回收四氯化钛。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
四氯化钛精制车间设计以粗四氯化钛为原料,经除硅、钒等杂质后,产岀精四氯化钛的海绵钛厂车间设计。
精四氯化钛是海绵钛厂和钛白粉厂的原料。
四氯化钛精制分两道工序,即除硅、除钒和除氯氧化物等杂质。
分离粗四氯化钛中的四氯化硅,一般多采用精馏法。
除氯氧化物和硅等杂质用精馏法。
中国设计中曾采用填料塔,1966年在抚顺铝厂钛车间采用浮阀塔试验成功,以后各钛厂相继改用浮阀塔。
工业上采用的除钒方法有铜粉法、硫化氢法和矿物油法,美国和日本钛厂曾采用硫化氢法,20世纪60年代先后改用矿物油法。
前苏联采用铜粉法和铝粉法除钒,铜粉法除钒应先加入增湿的活性炭。
中国在50年代曾用过铜粉法,后改为铜丝球法除钒。
在1989年,锦州钛白粉工程设计中,首次引进矿物油除钒技术。
工艺流程选择精制工艺流程根据产品用途确定,随产品用途的不同,精四氯化钛的成分稍有差异。
钛白粉生产用四氯化钛,不控制四氯化硅的含量,不设除四氯化硅的工序。
海绵钛厂精制四氯化钛流程有二塔系(除硅塔、除钒塔)和三塔系(除硅塔、除高沸点杂质塔和除钒塔)之分,设计中一般选用二塔系,其流程见图。
二塔系的优点是工艺流程简单、占地面积小、投资少、热能利用好,四氯化钛成本低。
精馏塔中加料温度为25 'C,塔顶温度为60〜70C,塔底温度为139〜142 'C,蒸馏釜中四氯化钛蒸气温度为144〜146 °C O除钒塔塔顶温度为137〜139 C,塔底温度为139〜141 C O1—离隹博皿一浮阀塔山一薫席釜沖一冷礙器汚一净礙器汚一回^^,7-SiCL Ktl;図一液封Mh 9—蕪轴荃*2 —除帆塔门1-冷送器"2—产品増(1) 式中n 为塔板数;Yn+1 ,为n+1层塔板上汽相中SiCI4分子浓度百分数;Xn 为塔内n 层塔板液相中SiCI4 的分子浓度百分数;R 为回流比;Xp 为塔顶馏出物中SiCI4的分子浓度百分数。
Y 与X 的平衡方程式为:式中a 为平均相对挥发度。
以上二式联立,可求得Xn 、Yn 之值,当XnvXf 时,第n 块理论塔板为加料板。
Xf 为原料液相粗TiCI4中低沸点物的含量,分子浓度百分数。
提馏段塔板数:提馏段方程Yn=?(Xn )与平衡方程(2)联立可得Xn ,当Xn<Xw 时即可满足要求;Xw 为塔底 流岀物中低沸点物的克分子浓度百分数。
实际塔板数按下式确定:式中n 为提馏段的塔板数:0.4为精馏段塔板效率;0.3为提馏段塔板效率。
除钒设备有矿物油除钒系统和铜丝球塔等。
铜丝球塔优点是设备结构简单(内装©2mm 紫铜丝绕成的 © 10C H 150mm 的铜丝球),操作方便。
但铜的价格高、供应困难、生产操作不能连续化。
车间配置与技术要求 仪表控制室配置在生产操作较集中处,各生产设备按工艺流程方向配置;塔顶冷凝系统设备可考虑露天配置。
生产系统的设施要求严格密闭,设备及管道检修完毕,必须干燥后方可组装。
车间内应设有设备干燥室。
为保证产品质量,浮阀塔系统后面的设备及管道采用不锈钢制作。
主要技术指标 粗四氯化钛的质量要求见富钛料氯化车间设计,精四氯化钛的质量要求见表。
精四氯化钛的质■要求生产每吨精 TiCl4的消耗指标为粗 TiCl4 1.05〜1.073t ;电124〜174kW?h ;精TiCl4的实收率为95 %左右。
富钛料氯化车间设计以富钛料车间生产的钛渣或金红石 (天然或人造)为原料,经氯化和收尘冷凝系统,生产粗四氯化钛的海绵 钛厂车间设方程式为:n+ 1R ¥ 丄 XpR T I N 十 R + 1Y n = 1 + (。
一 1(2)精馏段实际塔板数:提馏段实际塔板数:算实=罟■取整数并真=£列取整数计。
氯化有固定层氯化、熔融盐氯化和流态化氯化(沸腾氯化)。
20世纪60年代以前,设计都选用固定层氯化系统。
60年代中期,美国钛金属公司(TIMET)在扩建中采用流态化氯化金红石技术,其后,国外各钛厂相继淘汰了固定层氯化工艺,改用流态化氯化炉。
唯有苏联用熔融盐氯化取代固定层氯化。
在中国,1968年,天津化工厂钛车间采用流态化炉氯化钛渣的新工艺,此后中国各钛厂均改用流态化氯化炉,其规格为© 600- © 1000mm。
只有锦州铁合金厂采用熔融盐氯化炉。
1990。
年遵义钛厂试验成功用© 1200mm无筛板流态化氯化炉氯化高钛渣。
车间设计内容主要包括:工艺流程选择、设备选择、车间配置与技术要求、主要技术经济指标。
工艺流程选择流态化氯化及熔融盐氯化工艺的选择,决定于原料品位与成分。
富钛料中TiO2含量在90%以上,钙和镁含量低于 2%时可选用前者;TiO2含量低于80%,钙和镁含量高于 2%选用后者。
流态化氯化工艺流程见图。
熔融盐氯化工艺,除炉型与之截然不同外,其收尘冷凝系统与之相同。
在海绵钛工程设计中,当粗四氯化钛产量大于4000t/a时,要设计两套以上氯化系统,其中一套备用。
氯化的收尘冷凝系统要与氯化炉的最大产量相适应。
流态化氯化除对原料的品位及CaO+MgO含量有要求外,还要求粒度为80〜120目的高于80% ;煅烧后石油焦的固定碳高于90%,粒度为20〜80目的高于80% ;混合氯气浓度(体积浓度)高于80%。
氯化炉反应带温度为 800〜1000 'C,炉子出口温度为 500〜700 °C O 收尘冷凝器最后的出口温度为120〜150 C;淋洗塔最后的出口温度不高于5C;冷冻盐水温度为-10〜-15 C O沸腾压差为588〜980Pa ;炉子出口压力为 98〜392Pa ;折流板槽出口压力为 98Pa。
氯气压力为 0.2〜0.3MPa。
熔融盐氯化与流态化氯化技术条件大体相同。
氯化系统中四氯化钛的淋洗,第一套管冷凝器的冷却介质为水;第二套管冷凝器的冷却介质采用冷冻液。
设备选择主要设备有氯化炉、收尘冷凝器、淋洗塔和沉降槽等。
流态化氯化炉多为圆柱型流态化床,结构简单、制造方便,炉料不需制团和团块焦化工序,炉单位面积产量高、为自热反应,但物料粒度的要求比较严格。
流态化炉炉底面积按下式计算:F 底=V/W流态化氯化工艺流程示意SB1 一科斗* 2—加粹机卡3—遠霑化氯化炉F 4—收尘5淋洗煤F 6—摘液槽* 7- 捕环泵槽汕一套管净却器| 9—浓密机* 1—中阿累槽* 11 一高值榕¥ 12—过滤專卡13- 产晶槽* 1斗一龙浆慕发黑* 15—冷礙黑¥ 16—泥浆渣缁F X—炉渣*T 18—收生进壊注*熔融拡氯化果純,除3外其余相同.竖式电炉羸化系舱除1* 2, $外其余相同.式中V为单位时间流态化床层的气流量,m3/s,其与单位时间炉产四氯化钛量,单位四氯化钛耗氯气量及氯气浓度有关;W为正常流态化时气流计算速度,m/s ; F底为炉底面积,m2。
熔融盐氯化炉的生产能力比固定层氯化炉高4〜6倍,定期排岀废盐。
氯化炉的生产周期比固定层氯化炉长2〜3倍,适用于低品位及含 CaO+MgO高的原料。
熔融盐氯化炉直径按下式计算:式中Q为氯化炉日产四氯化钛量,t/d ; q为氯化炉单位面积日产四氯化钛量,t/(m2?d); D为氯化炉直径,m。
收尘设备有旋风收尘器、电收尘器、布袋收尘器和隔板除尘器等。
隔板除尘器虽然效率低,但结构简单,防腐蚀性能好、耐高温,仍为设计选用。
车间配置与技术要求仪表室配置在生产操作较集中的楼层,靠近氯化炉的端头,在仪表室内能观察到氯化炉的操作。
在厂房内氯化炉按单台炉配置,其它各设备根据工艺流程方向配置。
设备间尽量缩短连接管路,保持气密性,防止管道堵塞和污染扩散。
设置设备清洗设施和设备干燥室。
设备清洗和冲渣房要有排风系统。
生产尾气排风机用钛制风机,卫生排风机采用玻璃钢制风机,尾气塔及管道用非金属耐酸腐蚀材料制造。
厂房、楼板、柱、梁及其它构件采用钢筋}昆凝土结构。
墙、柱及其它构件要作防腐处理,设备及管道涂防腐漆。
地面要求耐酸腐蚀。
厂房内、外设酸性污水沟,污水汇集污水站,统一处理。
主要技术经济指标钛渣和金红石的质量要求见富钛料车间设计,粗四氯化钛质量要求和氯化车间单耗分别见表1和表2。
表1粗四氯化钛的质量要求海绵钛厂还原蒸馏车间设计以精四氯化钛为原料,用精镁还原,经真空蒸馏和破碎,制成商品海绵钛的海绵钛厂车间设计。
工艺流程选择还原蒸馏工艺有非联合法和联合法。
前者工序繁杂,劳动生产率低,污染环境,单位产品的物耗、能耗、成本及基建投资高。
后者生产工艺流程简单,生产率高,劳动条件和产品质量好,单位产品的物耗、能耗、成本和基建投资低。
此外。
还有半联合法,其优缺点介于以上二者之间。
还原蒸馏联合法的工艺流程见图。
在还原蒸馏联合法流程作业中,首先将还原蒸馏器清洗、干燥,放入还原蒸馏联合炉内加热后,加入液态镁和精四氯化钛,在氩气保护下进行还原反应。
反应过程中,排岀反应副产物一氯化镁,送镁电解车间回收镁和氯气。
还原结束后,在热态下直接转入真空蒸馏。
蒸馏冷凝物一镁和氯化镁在封闭状态下,直接返回还原过程。
蒸馏结束冷却到室温后,从还原蒸馏器中取岀海绵钛,经破碎、包装,制得符合标准的成品海绵钛。
设计采用的主要工艺参数是:还原反应温度为800〜920 °C;还原反应压力控制在 23000〜2600Pa ; 还原剂一镁的过量系数控制在45 %〜50 %;氯化镁排出率为 93 %〜96 %;单位面积精四氯化钛加入速度为90〜160kg /(h?m2)。
真空蒸馏的最高温度与设备材质有关。
选用锅炉钢板时,最高温度控制在980 C以下;采用耐热合金钢板时,最高温度为1000〜1100 C。
蒸馏真空度为5. 3〜0.06Pa。
在还原蒸馏器出炉冷却过程中,采用氩气保护,压力控制在6600〜26000Pa。
海绵钛成品粒度为 0 . 8〜12 . 7mm。
还原蒸馏车间生产工艺流程示意图1-还原蒸馏器;2-喷枪;3-起重机;4-机械真空泵;5-镁抬包;6-四氯化钛高位槽;7-氯化镁抬包;8-还原蒸馏炉;9-风机;10-过滤嚣;11-真空阀;12-油压剪切机;13-起重机;14-机械真空泵;15-油扩散泵;16-颚式破碎机;17-起重机;18-油碎机;19-筛分机;20-成品桶;21-包装机设备选择主要设备有还原蒸馏设备,精四氯化钛及液态镁加料设备,破碎、包装设备和起重运输设备。
还原蒸馏设备,按结构型式,有非联合式、半联合式和联合式。
非联合式还原设备又分为上排氯化镁和下排氯化镁两种。
蒸馏设备分为上冷式和下冷式。
联合式分为I形和倒U形。
还原蒸馏联合设备技术经济指标先进。
设备规格和数量按工厂生产规模并通过物料平衡和热平衡计算确定。
还原蒸馏联合炉台数计算公式如下:n1=Q(t1+t2)/8760Q1 £ 1 £2还原蒸馏器台数计算公式如下:n2=Q(t1+t2+t3+t4+t5+t6)/8760Q1 £ 1 £2式中n1为还原蒸馏炉台数,台;n2为还原蒸馏器台数,台;t1为还原蒸馏占炉时间,h; t2为辅助工作占炉时间,h ;Q为年产量,t/a; Q1为炉产量,t/炉;£1为产品合格率,%; £2为设备利用率,%; t3为准备时间,h ; t4为炉外冷却时间,h ; t5为拆卸、取出时间,h ; t6为安装、预抽真空检漏时间,h。