[发明专利]TiAl金属间化合物多孔材料的新用途及TiCl4生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业物料的过滤，具体涉及采用耐热耐腐蚀的过滤元件对工业生产过程中的粗气体进行气-固分离。

背景技术

很多化工生产过程中都会得到气体产物，然后经过淋洗塔、冷凝和循环泵槽等进行冷却处理，再经过浓缩机进行初步液渣排放，随后打入高位槽以便于最终过滤得到所需产品，其中采用的过滤器通常是布袋过滤器。这主要是由于含有大量杂质的高温气体具有极强的腐蚀性能，而传统的过滤材料受到材料本身在极端条件下耐腐蚀性能不足的限制，难以应用于这一苛刻领域。冷凝后含有大量固体颗粒的液体在随后的布袋过滤器进行过滤。由于受到布袋过滤精度以及材质等因素的影响，一方面导致过滤后的液体的纯度受到限制，另一方面，极易造成布袋过滤通量的大幅度衰减并失效，由此需要频繁的更换布袋以保障生产效率，而在更换过程中将造成大量的气体泄漏或水解从而导致严重的环境污染。

比如，TiCl₄的生产。我国钛冶金厂主要采用对高钛渣或金红石等原料进行还原氯化的方法生产粗TiCl₄，这种粗TiCl₄通常含有大量的固体颗粒，极大影响后续海绵钛或钛白的质量。因此，必须对这些固体杂质进行去除才能进行后序深加工过程。传统的主要工艺流程是：流化床→收尘器→淋洗塔(冷凝)→浓缩机→低位贮槽→高位槽→布袋过滤器→产品槽→后序加工。首先将从流化床产出的高温粗TiCl₄气体经过收尘器以进行初步固渣排放，然后循环经过淋洗塔(冷凝)以进行冷却液化，再经过浓缩机进行初步液渣排放，随后将溢流在低位贮槽的TiCl₄液体送入高位槽以便于后序过滤过程的进行，最后采用布袋过滤器对粗TiCl₄液体进行液-固分离，从而得到满足后序加工要求的TiCl₄液体。

从上述工艺步骤可以看出，从流化床产出的TiCl₄气体在经过6大主要工序并最终进入高位槽的整个过程中，并不存在一个针对TiCl₄气体的有效的过滤工序，导致冷却下来的粗TiCl₄液体中仍然含有大量的杂质。这主要是由于含有大量杂质的高温TiCl₄气体具有极强的腐蚀性能，而传统的过滤材料受到材料本身在极端条件下耐腐蚀性能不足的限制，难以应用于这一苛刻领域。这种含有大量固体颗粒的粗TiCl₄液体在随后的布袋过滤过程中，由于受到布袋过滤精度以及材质等因素的影响，一方面导致过滤后的TiCl₄液体的纯度受到限制，另一方面，极易造成布袋过滤通量的大幅度衰减并失效，由此需要频繁的更换布袋以保障生产效率，而在更换过程中将造成大量的TiCl₄水解从而导致严重的环境污染、资源浪费。

TiAl金属间化合物多孔材料综合了陶瓷材料和金属材料的性能优点，具有优异的抗环境腐蚀性能、力学性能，可加工性能以及可焊接性能等，同时，TiAl金属间化合物多孔材料具有优异的抗高温性能，800℃仍然可以保持孔结构稳定性。目前为止，未见TiAl金属间化合物多孔材料作为过滤元件应用于高温气-固分离，以提高过滤精度并简化工艺，解决现有过滤器更换过程中造成的环境污染等方面的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提高过滤精度并简化生产工艺，同时避免生产中频繁更换过滤器滤芯造成的环境污染、资源浪费。

本发明的技术方案是提供TiAl金属间化合物多孔材料作为过滤元件应用于高温气-固分离的用途。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一条新的TiCl₄生产工艺。具体包括以下步骤：

a、流化床中高钛渣或金红石等原料进行还原氯化得到TiCl₄气体；

b、收尘器进行初步固渣排放；

c、TiAl金属间化合物多孔材料作为过滤元件进行气-固分离，进行渣体收集和排放；

d、过滤后的TiCl₄气体经冷凝后形成液体，进入浓密机或中间容器，使液体中固体渣自然沉降，得到高品质的TiCl₄产品。

所得的TiCl₄液体中固体杂质含量小于0.5％，达到企业生产要求。