四氯化鈦精制工序加熱裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種四氯化鈦精制工序加熱裝置，它包括通過管路依次連接的高位槽、換熱器Ⅰ、精餾塔Ⅰ、沉降槽Ⅰ、再沸器Ⅰ、換熱器Ⅱ、精餾塔Ⅱ、換熱器Ⅲ、再沸器Ⅱ、再沸器Ⅲ、精餾塔Ⅲ、換熱器Ⅳ和計(jì)量罐，所述的再沸器Ⅰ和再沸器Ⅲ是采用蒸汽加熱的再沸器，再沸器Ⅱ是采用電加熱的再沸器。本實(shí)用新型采用蒸汽加熱和電加熱結(jié)合使用，不僅能克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的自動(dòng)化操作工序，也提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】四氯化鈦精制工序加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種化工系統(tǒng)中的加熱裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于四氯化鈦精制工序中的加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有四氯化鈦精制生產(chǎn)過程中主要采用電加熱方式，電加熱一般是內(nèi)加熱法。電加熱方式可分為直接加熱法和間接加熱法兩種，因四氯化鈦本身不導(dǎo)電，所以可采用直接加熱法，即:將低電壓大電流的加熱棒直接插入再沸器中加熱，但因加熱棒的溫度較高，因此直接加熱法僅適用于不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和不易結(jié)疤雜質(zhì)的四氯化鈦的加熱；間接加熱法，將電加熱元件放入不銹鋼套筒內(nèi)，再將這種套管加熱器插入蒸餾釜加熱的方式，這較適合用與大功率加熱釜，但使用這種電加熱方式能耗較高，每生產(chǎn)一噸四氯化鈦電費(fèi)都需要幾百元,生產(chǎn)成本較高。
[0003]因粗四氯化鈦中有部分固定雜質(zhì)，我們通常稱為泥漿。采用傳統(tǒng)的加料方式會(huì)引起加熱棒表面或不銹鋼套筒表面結(jié)疤，熱量集中起來散發(fā)不出去，將造成加熱棒局部溫度過高而燒壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的就在于提供一種四氯化鈦精制工序加熱裝置，以解決直接加熱法僅適用于不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和無易結(jié)疤雜質(zhì)的四氯化鈦的加熱、以及間接加熱法生產(chǎn)成本高的問題和采用傳統(tǒng)的加料方式會(huì)引起加熱棒表面或不銹鋼套筒表面結(jié)疤，熱量集中起來散發(fā)不出去,將造成加熱棒局部溫度過高而燒壞。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]本實(shí)用新型包括高位槽、精餾塔1、精餾塔I1、精餾塔II1、換熱器I1、換熱器II1、換熱器IV、再沸器1、再沸器II和計(jì)量罐，所述的高位槽設(shè)置在精餾塔I 一側(cè)；在精餾塔I和精餾塔II之間設(shè)置換熱器II，精餾塔I的上部通過管路與換熱器II的進(jìn)料口連接，換熱器II的出料口通過管路與精餾塔II的上部連接；在精餾塔II和精餾塔III之間設(shè)置換熱器III，精餾塔II的頂部通過管路與換熱器III的進(jìn)料口連接，換熱器III的出料口通過管路與精餾塔II的上部連接；在精餾塔III和計(jì)量罐之間設(shè)置換熱器IV，精餾塔III的頂部通過管路與換熱器IV的進(jìn)料口連接，換熱器IV的出料口通過管路與計(jì)量罐連接；在精餾塔I下方設(shè)置再沸器I，高位槽通過管路與再沸器I的上部連接，再沸器I的頂部通過管路與精餾塔I的下部連接；在精餾塔II下方設(shè)置再沸器II，再沸器II的頂部通過管路與精餾塔II的下部連接；在精餾塔III的下方設(shè)置再沸器III，再沸器III的頂部通過管路與精餾塔III的下部連接，再沸器II的上部通過管路與再沸器III的上部連接，所述的再沸器I和再沸器III是采用蒸汽加熱的再沸器，再沸器II是采用電加熱的再沸器；在高位槽與精餾塔I之間設(shè)置換熱器I，在精餾塔I和再沸器I之間設(shè)置沉降槽I，高位槽通過管路與換熱器I的進(jìn)料口連接，換熱器I的出料口通過管路與沉降槽I連接，沉降槽I的頂部通過管路與精餾塔I的底部連接，沉降槽I的上部通過管路與再沸器I的上部連接，再沸器I的頂部通過管路與精餾塔I的下部連接，精餾塔I的頂部通過管路與換熱器I的冷凝器進(jìn)口連接，換熱器I的冷凝器出口通過管路與精餾塔I的上部連接。
[0007]所述的再沸器I和再沸器III內(nèi)均設(shè)置盤管，盤管的直徑為28mm?35mm。
[0008]所述的再沸器II內(nèi)設(shè)置至少4組功率不低于15kw的加熱棒。
[0009]所述的加熱棒為不銹鋼加熱棒。
[0010]在所述的精餾塔II和再沸器II之間設(shè)置沉降槽II，沉降槽II的頂部通過管路與精餾塔II的底部連接，沉降槽II的上部通過管路與再沸器II的上部連接，再沸器II的頂部通過管路與精餾塔II的下部連接。
[0011]在所述的精餾塔III與再沸器III之間設(shè)置沉降槽III，再沸器II的上部通過管路與沉降槽III的上部連接，沉降槽III的頂部通過管路與精餾塔III的底部連接，沉降槽III的上部通過管路與再沸器III的上部連接，再沸器III的頂部通過管路與精餾塔III的下部連接。
[0012]在所述沉降槽1、沉降槽II和沉降槽III與再沸器1、再沸器II和再沸器III連接的管路上均設(shè)置轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
[0013]在所述換熱器1、換熱器I1、換熱器III和換熱器IV的物料出口處均設(shè)置測(cè)溫裝置。
[0014]在所述精餾塔1、精餾塔II和精餾塔III頂部分別與換熱器1、換熱器III和換熱器IV的連接管路處均設(shè)置壓力表和電磁閥。
[0015]所述的精餾塔I和精餾塔II均為浮閥塔，精餾塔III為填料塔；所述的換熱器1、換熱器I1、換熱器III和換熱器IV均為列管換熱器。
[0016]本實(shí)用新型采用蒸汽加熱和電加熱結(jié)合使用，不僅能克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的自動(dòng)化操作工序，也提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖號(hào)標(biāo)識(shí)如下:1、換熱器I ;2、換熱器II ;3、換熱器111;4、換熱器IV;5、高位槽；
6、精餾塔I ;7、精餾塔II ;8、精餾塔111;9、沉降槽I ;10、沉降槽II ;11、沉降槽III ;12、再沸器I ;13、再沸器II ;14、再沸器111;15、計(jì)量罐；16、轉(zhuǎn)子流量計(jì)；17、壓力表；18、電磁閥；19、測(cè)溫裝置；20、排泥管路；21、呼吸管路。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型包括高位槽5、精餾塔I 6、精餾塔II 7、精餾塔III 8、換熱器II 2、換熱器III 3、換熱器IV 4、再沸器I 12、再沸器II 13和計(jì)量罐15，所述的高位槽5設(shè)置在精餾塔I 6 —側(cè)；在精餾塔I 6和精餾塔II 7之間設(shè)置換熱器II 2，精餾塔I 6的上部通過管路與換熱器II 2的進(jìn)料口連接，換熱器II 2的出料口通過管路與精餾塔II 7的上部連接；在精餾塔II 7和精餾塔III 8之間設(shè)置換熱器III 3，精餾塔II 7的頂部通過管路與換熱器III3的進(jìn)料口連接，換熱器III3的出料口通過管路與精餾塔II 7的上部連接；在精餾塔III 8和計(jì)量罐15之間設(shè)置換熱器IV 4，精餾塔III 8的頂部通過管路與換熱器IV 4的進(jìn)料口連接，換熱器IV4的出料口通過管路與計(jì)量罐15連接；在精餾塔I 6下方設(shè)置再沸器I 12，高位槽5通過管路與再沸器I 12的上部連接，再沸器I 12的頂部通過管路與精餾塔I 6的下部連接；在精餾塔II 7下方設(shè)置再沸器II 13，再沸器II 13的頂部通過管路與精餾塔II 7的下部連接；在精餾塔III8的下方設(shè)置再沸器III14，再沸器III的頂部通過管路與精餾塔III8的下部連接，再沸器II 13的上部通過管路與再沸器III14的上部連接，精餾塔III內(nèi)設(shè)有用于還原三氯氧釩的銅絲球，該技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，所述的再沸器I 12和再沸器III14是采用蒸汽加熱的再沸器，再沸器II 13是采用電加熱的再沸器；在高位槽5與精餾塔I 6之間設(shè)置換熱器I 1，在精餾塔I 6和再沸器I 12之間設(shè)置沉降槽I 9，高位槽通過管路與換熱器I的進(jìn)料口連接，換熱器I的出料口通過管路與沉降槽I連接，沉降槽I的頂部通過管路與精餾塔I的底部連接，沉降槽I的上部通過管路與再沸器I的上部連接，再沸器I的頂部通過管路與精餾塔I的下部連接，精餾塔I的頂部通過管路與換熱器I的冷凝器進(jìn)口連接，換熱器I的冷凝器出口通過管路與精餾塔I的上部連接。
[0021]作為本實(shí)用新型的改進(jìn):所述的再沸器I 12和再沸器III14內(nèi)均設(shè)置盤管，盤管的直徑為32mm,除此之外，盤管的直徑可為28mm, 30mm, 25mm,也可為28mm?35mm任意數(shù)值；所述的再沸器II 13內(nèi)設(shè)置6組功率為15kw的加熱棒，除此之外，再沸器II 13內(nèi)可設(shè)置4組功率為15kw的加熱棒，5組功率為15kw的加熱棒，也可設(shè)置為任意大于4組的正整數(shù)組功率為15kw的加熱棒,加熱棒的功率可選取25kw,35kw,也可選取不小于15kw功率的加熱棒；所述的加熱棒為不銹鋼加熱棒。
[0022]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):在所述的精餾塔II 7和再沸器II 13之間設(shè)置沉降槽II 10，沉降槽II的頂部通過管路與精餾塔II的底部連接，沉降槽II的上部通過管路與再沸器II的上部連接，再沸器II的頂部通過管路與精餾塔II的下部連接；在所述的精餾塔III 8與再沸器III14之間設(shè)置沉降槽III11，再沸器II 13的上部通過管路與沉降槽III的上部連接，沉降槽III的頂部通過管路與精餾塔III的底部連接，沉降槽III的上部通過管路與再沸器III的上部連接，再沸器III的頂部通過管路與精餾塔III的下部連接；在所述沉降槽I 9、沉降槽II 10和沉降槽III 11與再沸器I 12、再沸器II 13和再沸器III 14連接的管路上均設(shè)置轉(zhuǎn)子流量計(jì)16，這可使工作人員精確控制物料的加入速度，以保證整個(gè)生產(chǎn)裝置的壓力平衡。
[0023]在所述換熱器I 1、換熱器II 2、換熱器III 3和換熱器IV 4的物料出口處均設(shè)置測(cè)溫裝置19，測(cè)溫裝置主要測(cè)量換熱器I 1、換熱器II 2、換熱器III3和換熱器IV 4的物料出口的溫度，及精餾塔I 6、精餾塔II 7和精餾塔III 8內(nèi)三點(diǎn)的溫度，以保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
[0024]在所述精餾塔I 6、精餾塔II 7和精餾塔III 8頂部分別與換熱器I 1、換熱器III 3和換熱器IV 4的連接管路處均設(shè)置壓力表17和電磁閥18，工作人員可根據(jù)壓力表所測(cè)量的壓力調(diào)節(jié)電磁閥的開關(guān)，以保證整個(gè)生產(chǎn)裝置的壓力平衡，及工序的順利進(jìn)行。
[0025]本實(shí)用新型的工藝流程如下:如圖2所示，正常生產(chǎn)情況下，氯化過來的粗四氯化鈦物料(泥漿含量為1%)通過液下泵輸送到高位槽5，加入到換熱器I I內(nèi)，換熱器I I為列管換熱器，與此同時(shí)，精餾塔I 6頂部溢出的四氯化鈦蒸汽通過列管換熱器中的列管與列管外來自高位槽5的粗四氯化鈦液體進(jìn)行傳熱，傳熱后的四氯化鈦液體通過管路加入至沉降槽I 9內(nèi)，列管換熱器列管內(nèi)的四氯化鈦蒸汽被部分冷凝，未被冷凝的四氯化鈦蒸汽通過冷凝器II 2進(jìn)行冷凝控溫后加入至精餾塔II 7，沉降槽I 9內(nèi)的物料通過溢流加入再沸器I 12中，大部分的泥漿從沉降槽I 9底部排出，換熱器I I內(nèi)的泥漿通過排泥管路20排出，高沸點(diǎn)固體雜質(zhì)從再沸器I 12定期排出；除去高沸點(diǎn)固體雜質(zhì)后的物料經(jīng)過換熱器I I和換熱器II 2的物料加入精餾塔II 7中，逐漸加入到沉降槽II 10，液位到達(dá)后再溢流至再沸器II 13，通過控制加料速度、回流比、溫度進(jìn)行循環(huán)蒸餾，低沸點(diǎn)雜質(zhì)四氯化硅從換熱器III3的呼吸管路21排出，待再沸器II 13中取樣四氯化硅合格以后，將物料從再沸器II 13溢流至沉降槽III11，再溢流至再沸器III 14，液位達(dá)到以后，啟動(dòng)蒸汽加熱，使得再沸器III14中的四氯化鈦蒸汽經(jīng)過精餾塔III 8與內(nèi)部設(shè)置的銅絲燒成的銅絲球接觸，這使與四氯化鈦沸點(diǎn)相近的三氯氧釩還原成高沸點(diǎn)的二氯氧釩，并附在銅絲球表面，經(jīng)銅絲球除釩的四氯化鈦蒸汽經(jīng)換熱器IV 4冷凝后進(jìn)入至成品計(jì)量罐15。
[0026]在上述工藝流程中，換熱器I 1、換熱器II 2、換熱器III 3和換熱器IV 4內(nèi)的溫度均控制在70°C?90°C ;再沸器I 12內(nèi)的溫度控制在145°C?149°C，壓強(qiáng)控制在16KPa?24KPa，再沸器II 13內(nèi)的溫度控制在140°C?145°C，壓強(qiáng)控制在10.7KPa?13.3KPa，再沸器III14內(nèi)的溫度控制在140。。?145°C，壓強(qiáng)控制在13.3KPa ;再沸器I 12、再沸器II 13和再沸器III 14上均設(shè)有觀察鏡，當(dāng)物料達(dá)到三分之一時(shí)，再啟動(dòng)加熱。
【權(quán)利要求】
1.一種四氯化鈦精制工序加熱裝置，它包括高位槽(5)、精餾塔I (6)、精餾塔II (7)、精餾塔111(8)、換熱器II (2)、換熱器111(3)、換熱器IV(4)、再沸器I (12)、再沸器II (13)和計(jì)量罐(15)，所述的高位槽(5)設(shè)置在精餾塔I (6) —側(cè)；在精餾塔I (6)和精餾塔II (7)之間設(shè)置換熱器II (2)，精餾塔I (6)的上部通過管路與換熱器II (2)的進(jìn)料口連接，換熱器II (2)的出料口通過管路與精餾塔II (7)的上部連接；在精餾塔II (7)和精餾塔III(8)之間設(shè)置換熱器III(3)，精餾塔II (7)的頂部通過管路與換熱器111(3)的進(jìn)料口連接，換熱器III(3)的出料口通過管路與精餾塔II (7)的上部連接；在精餾塔111(8)和計(jì)量罐(15)之間設(shè)置換熱器IV (4)，精餾塔III (8)的頂部通過管路與換熱器IV (4)的進(jìn)料口連接，換熱器IV (4)的出料口通過管路與計(jì)量罐(15)連接；在精餾塔I (6)下方設(shè)置再沸器I (12)，高位槽(5)通過管路與再沸器I (12)的上部連接，再沸器I (12)的頂部通過管路與精餾塔I (6)的下部連接；在精餾塔II (7)下方設(shè)置再沸器II (13)，再沸器II (13)的頂部通過管路與精餾塔II (7)的下部連接；在精餾塔111(8)的下方設(shè)置再沸器111(14)，再沸器III的頂部通過管路與精餾塔III(8)的下部連接，再沸器II (13)的上部通過管路與再沸器III(14)的上部連接，其特征在于:所述的再沸器I (12)和再沸器111(14)是采用蒸汽加熱的再沸器，再沸器II (13)是采用電加熱的再沸器；在高位槽(5)與精餾塔I (6)之間設(shè)置換熱器I (1)，在精餾塔I(6)和再沸器I (12)之間設(shè)置沉降槽I (9)，高位槽通過管路與換熱器I的進(jìn)料口連接，換熱器I的出料口通過管路與沉降槽I連接，沉降槽I的頂部通過管路與精餾塔I的底部連接，沉降槽I的上部通過管路與再沸器I的上部連接，再沸器I的頂部通過管路與精餾塔I的下部連接，精餾塔I的頂部通過管路與換熱器I的進(jìn)口連接，換熱器I的出口通過管路與精餾塔I的上部連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:所述的再沸器I(12)和再沸器IIK14)內(nèi)均設(shè)置盤管,盤管的直徑為28mm~35mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:所述的再沸器II(13)內(nèi)設(shè)置至少4組功率不低于15kw的加熱棒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:所述的加熱棒為不銹鋼加熱棒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4之一所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:在所述的精餾塔II (7)和再沸器II (13)之間設(shè)置沉降槽II (10)，沉降槽II的頂部通過管路與精餾塔II的底部連接，沉降槽II的上部通過管路與再沸器II的上部連接，再沸器II的頂部通過管路與精餾塔II的下部連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:在所述的精餾塔111(8)與再沸器IIK14)之間設(shè)置沉降槽IIK11)，再沸器II (13)的上部通過管路與沉降槽III的上部連接，沉降槽III的頂部通過管路與精餾塔III的底部連接，沉降槽III的上部通過管路與再沸器III的上部連接，再沸器III的頂部通過管路與精餾塔III的下部連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:在所述沉降槽I(9)、沉降槽II (10)和沉降槽III(Il)與再沸器I (12)、再沸器II (13)和再沸器111(14)連接的管路上均設(shè)置轉(zhuǎn)子流量計(jì)(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:在所述換熱器I(I)、換熱器II (2 )、換熱器III (3 )和換熱器IV (4 )的物料出口處均設(shè)置測(cè)溫裝置(19 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:在所述精餾塔I(6)、精餾塔II (7)和精餾塔111(8)頂部分別與換熱器I (I)、換熱器111(3)和換熱器IV(4)的連接管路處均設(shè)置壓力表(17)和電磁閥(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氯化鈦精制工序加熱裝置，其特征在于:所述的精餾塔I (6)和精餾塔II (7)均為浮閥塔，精餾塔111(8)為填料塔；所述的換熱器I (I)、換熱器II(2)、換熱器111(3)和換熱器IV(4)均為列管換熱器。
【文檔編號(hào)】B01D3/14GK203469514SQ201320473226
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】龍志, 張偉, 王攀峰 申請(qǐng)人:河南龍興鈦業(yè)有限公司