阅读说明：本技术 除钒泥浆处理装置及工艺 (Vanadium-removing slurry treatment device and process ) 是由 胡元金 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种除钒泥浆处理装置及工艺,属于四氯化钛生产技术领域。所述的除钒泥浆处理装置,包括串联设置的旋风收尘器和重力收尘器,并且在重力收尘器上设置有除钒泥浆端口,在进泥浆端口处设置有喷嘴,所述喷嘴用于将除钒泥浆喷射至重力收尘器内。所述的除钒泥浆处理工艺,即为所述除钒泥浆处理装置进行具体处理的工艺方法。本发明通过同时设置串联结合的旋风收尘器和重力收尘器,可通过旋风收尘器先对氯化炉烟气中的粉尘进行旋风除尘,然后再通入重力收尘器中利用氯化炉烟气的热量实现除钒泥浆的蒸发分离,进而实现对除钒泥浆中的四氯化钛与固体杂质的分离以及直接回收利用,避免了氯化炉烟气中的粉尘对钒渣的污染问题。(The invention discloses a vanadium-removing slurry treatment device and a vanadium-removing slurry treatment process, and belongs to the technical field of titanium tetrachloride production. The vanadium removing slurry treatment device comprises a cyclone dust collector and a gravity dust collector which are arranged in series, wherein a vanadium removing slurry port is formed in the gravity dust collector, a nozzle is arranged at the slurry inlet port, and the nozzle is used for spraying vanadium removing slurry into the gravity dust collector. The vanadium-removing slurry treatment process is a process method for carrying out specific treatment on the vanadium-removing slurry treatment device. According to the invention, the cyclone dust collector and the gravity dust collector which are combined in series are arranged at the same time, so that dust in the flue gas of the chlorination furnace can be subjected to cyclone dust removal through the cyclone dust collector, and then the flue gas is introduced into the gravity dust collector to realize evaporation separation of vanadium-removing slurry by using the heat of the flue gas of the chlorination furnace, and then the separation and direct recycling of titanium tetrachloride and solid impurities in the vanadium-removing slurry are realized, so that the pollution problem of the dust in the flue gas of the chlorination furnace to vanadium slag is avoided.)

除钒泥浆处理装置及工艺

技术领域

本发明涉及四氯化钛生产技术领域，尤其涉及一种除钒泥浆处理装置以及采用该处理装置的除钒泥浆处理工艺。

背景技术

在精四氯化钛生产工艺中，需要使用铝粉或者脂肪酸除去粗四氯化钛中的杂质以获得精四氯化钛，杂质则进入除钒泥浆。除钒泥浆中含有约质量比为5％-10％的固体，其余为四氯化钛液体。传统工艺中为采用矿浆蒸发炉处理除钒泥浆，将除钒泥浆注入矿浆蒸发炉坩埚中，通电加热，四氯化钛蒸发再冷凝回收，固体杂质富集后形成钒渣；在钒渣中钒元素质量占比一般介于15％～20％，因此钒渣的含钒量具有较高的品质，可作为下游工序提钒的原料，以达到回收利用的目的。利用矿浆蒸发炉蒸发回收的方式虽然能够处理除钒泥浆，回收四氯化钛，但需要消耗大量的电能作为蒸发热源，因此成本较高。

近年也有新的报道，将除钒泥浆直接返入氯化工序的收尘器中，利用氯化炉烟气的热量实现除钒泥浆中固体杂质的分离，液态的四氯化钛蒸发为气态进入下工序回收。但是在该工艺中，除钒泥浆产出的钒渣与氯化炉烟气中的粉尘直接混合，降低了收尘渣的钒含量，失去了继续利用的价值，无法达到对除钒泥浆中固态杂质中钒的回收利用。

另外，还有报道在氯化炉出口烟气管道上喷淋循环槽泥浆的工艺。但该工艺也仅考虑了泥浆的固态杂质的分离和四氯化钛的回收，仍然没考虑除钒泥浆中固态杂质中钒的后续回收利用情况。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种除钒泥浆处理装置，可降低能源消耗，并且可实现除钒泥浆中四氯化钛和固体杂质的分离以及对分离后的四氯化钛和固体杂质能够直接用于回收利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：除钒泥浆处理装置，包括旋风收尘器和重力收尘器，在旋风收尘器上具有第一进风端口、第一出风端口和第一出尘端口，在重力收尘器上具有进泥浆端口、第二进风端口、第二出风端口和第二出尘端口，所述第一进风端口用于与氯化炉烟气管道连通以将氯化炉烟气供给至旋风收尘器内，所述第一出风端口与第二进风端口连通，所述进泥浆端口与除钒泥浆供给管路连通以将除钒泥浆供给至重力收尘器内，并且在进泥浆端口处设置有喷嘴，所述喷嘴用于将除钒泥浆喷射至重力收尘器内。

进一步的是：所述喷嘴用于将除钒泥浆以喷雾状态供给至重力收尘器内。

进一步的是：所述喷嘴为螺旋喷嘴。

进一步的是：所述第一进风端口位于旋风收尘器上部的侧方，所述第一出风端口位于旋风收尘器顶端，所述第一出尘端口位于旋风收尘器底端；所述进泥浆端口位于重力收尘器的顶端，除钒泥浆采用从上向下喷入重力收尘器内，所述第二进风端口位于重力收尘器的侧方，所述第二出风端口位于重力收尘器的侧方，所述第二出尘端口位于重力收尘器底端。

进一步的是：所述重力收尘器包括上部圆柱形筒体和下部锥形筒体，所述第二进风端口和第二出风端口均设置于所述圆柱形筒体的四周侧壁上；在重力收尘器的高度方向上，第二进风端口位于第二出风端口上方，并且第二进风端口和第二出风端口分别设置于重力收尘器上相对的两侧。

进一步的是：还包括冷凝器，所述第二出风端口与冷凝器连通。

另外，本发明还提供一种除钒泥浆处理工艺，采用上述本发明所述的除钒泥浆处理装置，将第一进风端口与氯化炉烟气管道连通，将进泥浆端口与除钒泥浆供给管路连通；所述除钒泥浆处理工艺包括如下过程：

氯化炉烟气由第一进风端口进入旋风收尘器进行旋风除尘，氯化炉烟气中的粉尘被收集至旋风收尘器内的底部并能够通过第一出尘端口排出；

经过旋风除尘后的氯化炉烟气由第一出风端口排出并通过第二进风端口进入到重力收尘器中与通过进泥浆端口处的喷嘴喷射至重力收尘器内的除钒泥浆在重力收尘器接触传热以将除钒泥浆中的四氯化钛液体组分蒸发为四氯化钛气体；

蒸发形成的四氯化钛气体连同氯化炉烟气一并从第二出风端口排出；

除钒泥浆中的固体杂质在重力收尘器的底部富集为钒渣，富集的钒渣能够通过第二出尘端口排出。

进一步的是：通过调节除钒泥浆供给量，控制第二出风端口处的烟气温度为200℃～250℃。

进一步的是：除钒泥浆供给量与氯化炉烟气供给量的质量比值为5％～8％。

进一步的是：从第一进风端口进入的氯化炉烟气的温度为450℃～550℃，进风速度为15m/s～20m/s；从进泥浆端口处的喷嘴喷出的除钒泥浆速度为2m/s～3m/s。

本发明的有益效果是：本发明所述的除钒泥浆处理装置，通过同时设置串联结合的旋风收尘器和重力收尘器，可通过旋风收尘器先对氯化炉烟气中的粉尘进行旋风除尘，然后再通入重力收尘器中，并利用喷射除钒泥浆的方式，在重力收尘器中利用氯化炉烟气的热量实现除钒泥浆的蒸发分离，蒸发的四氯化钛随烟气排出后被收集，未蒸发的固体杂质在重力收尘器的底部富集为钒渣，进而实现对除钒泥浆中的四氯化钛与固体杂质的分离以及回收利用。同时，由于直接利用氯化炉烟气的余热，因此避免了额外消耗能源的情况，相对于传统的矿浆蒸发炉处理方式而言，可有效地降低能源消耗情况。另外，本发明由于氯化炉烟气中的粉尘被旋风收尘器分离收集，因此不会造成的对重力收尘器底部富集的钒渣的污染，进而可保证富集的钒渣的含钒量，可直接作为后续对钒渣中钒资源的回收利用的原料。另外，本发明所述的除钒泥浆处理工艺，为采用本发明所述的处理装置，实现了对除钒泥浆中四氯化钛和固体杂质的分离以及对分离后的四氯化钛和固体杂质的分别回收利用；并且，通过对氯化炉烟气以及除钒泥浆的调节控制，确保对除钒泥浆中四氯化钛液体组分的有效蒸发分离，同时也能最大限度的节约能源。

附图说明

图1为本发明所述的除钒泥浆处理装置的连接关系示意图；

图中标记为：旋风收尘器1、重力收尘器2、第一进风端口3、第一出风端口4、第一出尘端口5、进泥浆端口6、第二进风端口7、第二出风端口8、第二出尘端口9、喷嘴10、上部圆柱形筒体11、下部锥形筒体12、冷凝器13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明所述的除钒泥浆处理装置，包括旋风收尘器1和重力收尘器2，在旋风收尘器1上具有第一进风端口3、第一出风端口4和第一出尘端口5，在重力收尘器2上具有进泥浆端口6、第二进风端口7、第二出风端口8和第二出尘端口9，所述第一进风端口3用于与氯化炉烟气管道连通以将氯化炉烟气供给至旋风收尘器1内，所述第一出风端口4与第二进风端口7连通，所述进泥浆端口6与除钒泥浆供给管路连通以将除钒泥浆供给至重力收尘器2内，并且在进泥浆端口6处设置有喷嘴10，所述喷嘴10用于将除钒泥浆喷射至重力收尘器2内。

其中，旋风收尘器1的作用是利用旋风分离原理，实现对氯化炉烟气中的粉尘进行分离，进而确保分离后供给至重力收尘器2内的烟气中粉尘的含量得到极大的降低，以避免烟气中的粉尘在重力收尘器2内与除钒泥浆1内的固体杂质混合而降低沉积的钒渣中钒元素的含量，进而可确保钒渣的含钒品质，使得钒渣的含钒量可达15％～20％，进而可将钒渣作后续工序中为制备商品钒的理想原料，进而实现对钒渣的直接回收利用。

另外，本发明中的重力收尘器2，其作用一方面是作为重力收尘用，以对气体中的固体物质进行重力收集；另一方面，本发明中通过设置喷嘴10将除钒泥浆喷射至重力收尘器2内，同时通过第二进风端口7引入的氯化炉烟气，可借助氯化炉烟气实现对喷射的除钒泥浆中的四氯化钛液体进行快速的蒸发，以实现除钒泥浆中四氯化钛与固体杂质的快速分离。

更优选的，为了提高氯化炉烟气与喷射的除钒泥浆的接触传热，以提高对其中的四氯化钛液体组分的蒸发效果，本发明中优选所采用的喷嘴10为能够将除钒泥浆以喷雾状态供给至重力收尘器2内；即喷嘴10优选为雾化喷嘴类产品，例如具体可采用为螺旋喷嘴。

另外，不失一般性，结合常规的旋风收尘器1的结构和旋风分离原理，并参照附图1中所示，本发明中的旋风收尘器1中的第一进风端口3位于旋风收尘器1上部的侧方，所述第一出风端口4位于旋风收尘器1顶端，所述第一出尘端口5位于旋风收尘器1底端；并且，在第一出尘端口5处还可设置有相应的开关阀门，以便于在需要排除收集的粉尘时开启阀门排出，而在不需要排尘时，关闭阀门。

另外，对于重力收尘器2，本发明中为对常规的重力收尘器2进行了相应的结构改进，具体参照附图1中所示，为将进泥浆端口6位于重力收尘器2的顶端，即在重力收尘器2的顶端开设有相应的进泥浆端口6以用于向重力收尘器2内供给除钒泥浆，并且除钒泥浆采用从上向下喷入重力收尘器2内；对于其它端口的设置，可设置第二进风端口7位于重力收尘器2的侧方，第二出风端口8也位于重力收尘器2的侧方，第二出尘端口9位于重力收尘器2底端，不失一般性，在第二出尘端口9处还可设置有相应的开关阀门，以便于在需要排除收集到重力收尘器2内底部的钒渣时开启阀门排出，而在不需要排钒渣时则可关闭阀门。

更具体的，本发明中进一步优选设置所述重力收尘器2包括上部圆柱形筒体11和下部锥形筒体12；此时，可将所述第二进风端口7和第二出风端口8均设置于所述圆柱形筒体11的四周侧壁上；并且进一步可在重力收尘器2的高度方向上，第二进风端口7位于第二出风端口8上方，并且第二进风端口7和第二出风端口8分别设置于重力收尘器2上相对的两侧；如附图1中具体所示的位置关系。这样一来，即可提高从第二进风端口7进入并从第二出风端口8排出过程中的烟气在重力收尘器2内与喷射后的除钒泥浆进行更加充分的接触传热，进而提高对除钒泥浆的中四氯化钛的蒸发效果。

更具体的，本发明所述的除钒泥浆处理装置，进一步还配套设置有冷凝器13，所述第二出风端口8与冷凝器13连通；通过冷凝器13可以实现将从第二出风端口8排出的烟气进行冷凝降温，以将烟气中的四氯化钛气体冷凝为液体后被集中回收。

本发明所述的除钒泥浆处理工艺，即为采用上述本发明所述的除钒泥浆处理装置，通过将第一进风端口3与氯化炉烟气管道连通，以将氯化炉烟气引入到旋风收尘器1内，同时将进泥浆端口6与除钒泥浆供给管路连通，以将除钒泥浆引入到重力收尘器内；具体的除钒泥浆处理工艺包括如下过程：

氯化炉烟气由第一进风端口3进入旋风收尘器1进行旋风除尘，氯化炉烟气中的粉尘被收集至旋风收尘器1内的底部并能够通过第一出尘端口5排出；

经过旋风除尘后的氯化炉烟气由第一出风端口4排出并通过第二进风端口7进入到重力收尘器2中与通过进泥浆端口6处的喷嘴10喷射至重力收尘器2内的除钒泥浆在重力收尘器2接触传热以将除钒泥浆中的四氯化钛液体组分蒸发为四氯化钛气体；

蒸发形成的四氯化钛气体连同氯化炉烟气一并从第二出风端口8排出；

除钒泥浆中的固体杂质在重力收尘器2的底部富集为钒渣，富集的钒渣能够通过第二出尘端口9排出。

经过上述处理后，氯化炉烟气中的粉尘被旋风收尘器1分离收集，确保了从第一出尘端口5排出的烟气中的粉尘含量极低，因此不会造成的对重力收尘器2底部富集的钒渣的污染，进而可保证富集的钒渣的含钒量，进而作为后续对钒渣中钒资源的回收利用的原料。而烟气在被送入重力收尘器2内后，直接利用烟气的余热实现对除钒泥浆中的四氯化钛液体进行蒸发，并且蒸发后的四氯化钛气体随烟气一并从第二出风端口8排出，以此实现对除钒泥浆中四氯化钛与固体杂质的分离。同时，除钒泥浆中的固体杂质由于含钒量较高，且并未受到氯化炉烟气内的粉尘的污染，因此富集在重力收尘器2底部的固体杂质将形成含钒量15％～20％的钒渣，进而可将钒渣作后续工序中为制备商品钒的理想原料，进而实现对钒渣的回收利用。

当然，不失一般性，为了对从第二出风端口8排出的气体中的四氯化钛气体进行进一步的冷凝回收；通过进一步设置冷凝器13对气体温度进行进一步降低，以实现四氯化钛气体的冷凝，并将冷凝后的液态四氯化钛进行集中回收，以供后续存储和回收利用。

更具体的，为了确保对除钒泥浆中的四氯化钛液体的有效蒸发，本发明中进一步可在实际处理过程中，通过调节除钒泥浆供给量，控制第二出风端口8处的烟气温度为200℃～250℃；即通过控制第二出风端口8处的烟气温度作为控制对除钒泥浆中四氯化钛液体组分是否被充分蒸发的控制参数。

另外，对于氯化炉烟气，其主要成分一般为：体积比10％～20％的N₂，体积比70％～85％的TiCl₄，体积比1％～2％的Cl₂，体积比2％～3％的HCl，体积比3％～8％的CO₂，质量比1％～5％的固体杂质；而除钒泥浆的主要成分一般为：除钒泥浆中含有约质量比为5％-10％的固体，其余为四氯化钛液体。结合氯化炉烟气的工艺参数以及除钒泥浆的工艺参数，对于二者的供给量，本发明中进一步优选设置为除钒泥浆供给量与氯化炉烟气供给量的质量比值为5％～8％，具体则可结合对第二出风端口8处的烟气温度为200℃～250℃的控制要求进行合理设置。

不失一般性，结合氯化炉烟气在第一进风端口3进入时参数，本发明中优选如下具体工艺参数设置：温度控制在450℃～550℃，进风速度控制为15m/s～20m/s。烟气在经过旋风收尘器1的旋风分离后，由于器壁的自然降温作用，排出至第二进风端口7的烟气温度大致会降低为350℃～450℃。因此，上述对温度参数的控制，是为了确保对除钒泥浆中的四氯化钛液体组分的有效蒸发分离。

更具体的，为了确保除钒泥浆在进入到重力收尘器2内后的喷射效果，本发明中优选设置从进泥浆端口6处的喷嘴10喷出的除钒泥浆速度为2m/s～3m/s。