[发明专利]对含有氯气的混合气体进行净化的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及对含有氯气的混合气体进行净化的方法及设备。

背景技术

为了减少四氯化钛生产过程中所产生的大量不好处理的泥浆，由本申请的申请人申请的公开号为CN102249298A的发明专利申请文件（下称参考文件）公开了一种四氯化钛生产方法。该参考文件说明书的实施例二采用了以下工艺路线：首先通过机械除尘器对来自氯化炉的炉气进行初步固气分离；其次，通过膜过滤装置对初步固气分离的气体进行再次固气分离；然后，对再次固气分离后的气体进行冷凝并得到粗四氯化钛液体；最后，通过错流过滤装置将粗四氯化钛液体进一步净化得到四氯化钛工业级粗品。上述工艺的基本思路是在固气分离阶段尽可能的降低四氯化钛气体中的干渣含量，从而大幅减少后续过程生成的泥浆量。

实践发现，高温四氯化钛气体具有很强的腐蚀性，会造成设备（尤其是膜过滤装置及其周边管道）的较快腐蚀。

发明内容

本发明首先要解决的技术问题是提供一种能够可有效降低高温四氯化钛气体对设备腐蚀程度的四氯化钛生产方法及设备。

本发明的四氯化钛生产方法包括的步骤为：a、通过至少一台机械除尘器对来自氯化炉的炉气进行固气分离得到氯气含量较高的气体；b、将所述氯气含量较高的气体与氯气脱除剂混合反应得到氯气含量较低的气体；c、通过至少一台气体过滤装置对所述氯气含量较低的气体进行固气分离得到经初步净化的气体；d、对经初步净化的气体进行冷凝得到粗四氯化钛液体。

须指出，上述术语“较高”与“较低”仅是为了表示混合反应前后气体中氯气含量的高低关系，故其含义是十分明确的。

试验表明，通过降低高温四氯化钛气体中的氯气含量能够明显减小其对气体过滤装置的腐蚀，由此提高设备使用寿命；对系统中的管道、容器等会与所述氯气含量较低的气体进行接触的零部件均起到防腐蚀的效果。

其中，所述氯气脱除剂采用干燥的氯气还原剂。作为优选，所述氯气脱除剂为磷、三氯化磷、二氯化铁中的任意一种或其中几种的混合物。

其中，所述气体过滤装置为膜过滤装置。作为优选，所述膜过滤装置采用FeAl、NiAl或TiAl金属间化合物多孔膜为过滤元件。

通常，来自氯化炉的炉气中氯气的含量普遍大于1wt％。本发明最好能将混合反应或所得氯气含量较低的气体中的氯气含量降低为0.1wt％以下。试验表明，这样能够显著降低对气体过滤装置中过滤元件的腐蚀。

作为优选方案，采用磷作为氯气脱除剂与所述氯气含量较高的气体混合反应，混合反应后所得的氯气含量较低的气体中的氯气含量（重量比）为10ppm以下。试验表明，当气体中的氯气含量（重量比）在10ppm以下时，氯气在高温下对过滤元件的腐蚀作用很小。

进一步的，本发明的四氯化钛生产方法还包括步骤e、对冷凝得到的粗四氯化钛液体直接进行精制。以往，冷凝得到的粗四氯化钛液体都要通过净化后才能开始精制，有的是采用沉淀的方法，有的采用过滤的方法。由于本发明降低了对气体过滤装置中过滤元件的腐蚀的腐蚀，由此保证了气体除尘时的净化效果，有效降低了气体中的杂质含量，因而可省略精制前对冷凝得到的粗四氯化钛液体进行净化的措施，减少工艺步骤。

当气体过滤装置为膜过滤装置时，为防止膜面结露导致膜污染，通过膜过滤装置对所述氯气含量较低的气体进行固气分离的过程中将气体温度控制在300℃以上。

另外，在对经初步净化的气体进行冷凝前的各环节的气体温度均最好不低于150℃，防止四氯化钛冷凝液化而影响正常操作。

本发明的四氯化钛生产设备包括依次连接的机械除尘器、气体过滤装置和冷凝设备，在所述机械除尘器与气体过滤装置之间连接有用于将通过机械除尘器固气分离后所得到的氯气含量较高的气体与氯气脱除剂混合反应的反应装置，该反应装置与氯气脱除剂供给装置连接。

其中，所述气体过滤装置为膜过滤装置。

其中，所述氯气脱除剂采用干燥的氯气还原剂。作为优选，所述氯气脱除剂为磷、三氯化磷、二氯化铁中的任意一种或其中几种的混合物。

作为一种具体方案，所述反应装置包括设在机械除尘器气体输出管道上的分布器，该分布器通过氯气脱除剂输入管与氯气脱除剂供给装置相连。

作为另一种具体方案，所述反应装置是由所述机械除尘器上可称为排气腔室的那一部分容腔来兼作的，该排气腔室通过氯气脱除剂输入管与氯气脱除剂供给装置相连。

须指出，上述术语“排气腔室”指机械除尘器中与其排气口连通的排气通道。