ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ТИТАНОВОГО ХЛОРАТОРА

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности к переработке титансодержащего сырья в солевом титановом хлораторе и к переработке отходящих газов титанового хлоратора.
Известна технологическая линия для переработки отходящих газов титанового хлоратора (кн. Металлургия титана. - Мальшин В.М. и др. - М. - .Металлургия, 1991, стр.113), включающая технологическую линию очистки отходящих газов в полом форсуночном скруббере путем орошения водой или форсуночном скруббере путем циркуляции щелочного раствора.
Недостатком данной технологической линии является значительный проскок гидроксихлоридов титана с водной ступени очистки на известковую, что ухудшает качество гипохлоритных пульп из-за наличия в них мелкодисперсных части гидрооксихлоридов титана. Это приводит к увеличению затрат на переработку гипохлоритных пульп.
Известна технологическая линия для переработки отходящих газов титанового производства (Денисов С.И. Улавливание и утилизация пылей и газов. М.: Металлургия, 1991. С.57-58), по количеству общих признаков принятая за ближайший аналог-прототип и включающая полый форсуночный скруббер первой ступени очистки водой с распылительными форсунками, циркуляционным баком, центробежным насосом, каплеуловителем и системой трубопроводов, полый форсуночный скруббер второй ступени очистки с
3
3
3
распылительными форсунками, циркуляционным баком, центробежным насосом, каплеуловителем и системой трубопроводов. На первой ступени очистки в качестве орошающей жидкости используют воду, на второй ступени - свежее известковое молоко. При достижении в циркуляционной жидкости первой ступени очистки концентрации соляной кислоты около 15 кг/м орошающую жидкость выводят из корпуса скруббера и напраляют в специальный бак-сборник. Отсюда насосами перекачивают на станцию нейтрализации кислых стоков. Газы после первой ступени очистки, на которой отделяется основная масса хлорида водорода в газах, направляют на вторую ступень очистки. Суспензию извести с содержанием оксида кальция около 130-150 кг/м подводят по трубопроводу на вторую ступень очистки и через форсунки в орошаемый скруббер, затем жидкость циркулируют в системе орошаемый скруббер-циркуляционный бак с помощью центробежного насоса. По трубопроводу через патрубок в орошаемый скруббер подают противоточно жидкости отходящие газы, содержащие хлор, хлорид водорода и тетрахлорид титана. При остаточном содержании СаО 20-25 кг/м отработанное известковое молоко - гипохлоритные пульпы - выводят из системы на дальнейшую переработку.
Недостатком данной схемы является низкая степень очистки газов от тетрахлорида титана, в результате появляется значительный проскок гидрооксихлоридов титана с водной ступени очистки на известковую, что увеличивает затраты на переработку гипохлоритных пульп, полученных на второй ступени очистки известковым молоком.
Технический результат технологической линии для переработки отходящих газов титанового хлоратора заключается в повышении степени улавливания тетрахлорида титана из газов на первой ступени очистки и тем самым в снижении затрат на переработку получаемых
гипохлоритных пульп за счет исключения проскока гидрооксихлоридов титана с водной ступени очистки на известковую.
Технический результат достигается тем, что предложена технологическая линия для переработки отходящих газов титанового хлоратора, включающая трубопровод для подачи отходящих газов через патрубок в скруббер первой ступени, циркуляционный бак с центробежным насосом, выходной патрубок скруббера первой ступени соединен с помощью трубопровода с входным патрубком скруббера второй ступени, орошаемого известковым молоком через форсунки из циркуляционного бака с помощью центробежного насоса по трубопроводу, каплеуловитель, бак-сборник, она дополнительно снабжена гидрозатвором, соединенным со скруббером первой ступени, при этом скруббер первой ступени выполнен в виде двух полых сообщающихся сосудов, в каждом из которых выполнены распылительные форсунки, соединенные через трубопровод орошаемого раствора с выходным патрубком циркуляционного бака, на первом сосуде выполнен патрубок для входа отходящих газов, соединенный с трубопроводом для подачи газов и размещенный в верхней части сосуда для прямоточного движения газов и орошаемого раствора, а на втором сосуде выполнены патрубок для вывода газов, размещенный в верхней части сосуда для противоточного движения орошаемого раствора, и патрубок для вывода орошаемого раствора, размещенного в нижней части второго сосуда, в соединительной части сосудов размещен патрубок, соединенный трубопроводом с гидрозатвором, а бак-сборник соединен с трубопроводом для подачи орошаемой жидкости и установлен после циркуляционного насоса через вентиль.
Применение в технологической линии на первой ступени скруббера в виде полых сообщающихся сосудов с гидрозатвором позволяет полностью извлечь из отходящих газов тетрахлорид титана
и его соединения, что значительно снизит загрязнение гипохлоритных пульп гидрооксихлоридами титана и уменьшит затраты на последующую очистку.
Технологическая линия показана на фиг.1 и включает трубопровод 1 для подачи отходящих газов титанового хлоратора через патрубок 2 в скруббер 3 первой ступени, который выполнен в виде двух полых сообщающихся сосудов 4 и 5 с общим гидравлическим затвором 6, в каждом из сосудов выполнены распылительные форсунки 7, соединенные трубопроводом 8 с выходным патрубком 9 циркуляционного бака 10 с центробежным насосом 11, а выходной патрубок 12 отходящих газов второго противоточного сосуда скруббера соединен с помощью трубопровода 13 с входным патрубком 14 скруббера 15 второй ступени, орошаемого известковым молоком через форсунки 16 из циркуляционного бака 17 с помощью центробежного насоса 18 по трубопроводу 19, каплеуловитель 20, патрубок 21 вывода орошаемого раствора, бак-сборник 22 через патрубок 23 по трубопроводу 24, вентили 25, а отходящие газы в атмосферу.
Пример осуществления работы технологической линии.
4
2
4
2
3
3
3
В производстве титана при хлорировании титаносодержащей шихты в солевом хлораторе после системы конденсации парогазовой смеси образуются отходящие газы, содержащие ТiCl, Cl и HCl. Отходящие газы титанового производства, содержащие 3 г/м ТiCl; 0,5 г/м Cl; 180 г/м HCl поступают по трубопроводу 1 через патрубок 2 в скруббер 3 первой ступени очистки в сосуд 4. Скруббер 3 выполнен в виде двух полых сообщающихся сосудов 4 и 5 с общим гидравлическим затвором 6,соединенным с нижней частью сообщающихся сосудов через патрубок 23 и с помощью трубопровода 24. При этом в каждом из сосудов выполнены распылительные форсунки 7, через которые подают орошаемый раствор, в начале
4
3
3
процесса подают воду, а затем в процессе циркуляции подают кислый орошаемый раствор. В первому сосуде 4 отходящие газы и орошаемый раствор двигаются по скрубберу 3 прямоточно, затем в сосуде 5 газы обрабатывают орошаемым раствором противоточно. Форсунки 7, соединены с трубопроводом 8 с выходным патрубком 9 циркуляционного бака 10 с центробежным насосом 11, а выходной патрубок 12 отходящих газов второго противоточного сосуда 5 скруббера 3 соединен трубопроводом 13 с входным патрубком 14 скруббера 15 второй ступени очистки, орошаемого известковым молоком. На первой ступени в циркуляционный бак 10 подают воду, которую с помощью насоса 11 по трубопроводу 8 через форсунки 7 подают в скруббер 3 в оба сообщающиеся сосуда 4 и 5. В результате циркуляции орошаемого раствора в системе скруббер 3 -циркуляционный бак 10 с помощью центробежного насоса 11 происходит абсорбция хлорида водорода в соляную кислоту и гидролиз ТiCl с образованием гидрооксихлоридов титана. При достижении в орошаемом растворе концентрации соляной кислоты до 110 г/дм (10%), часть его выводят через патрубок 23 нижней части сообщающихся сосудов и по трубопроводу 24 направляют в бак-сборник 22 (например в цистерну), которую направляют на дальнейшее использование, например, для травления отработанных катализаторов или деталей аппаратов вакуумной сепарации титанового производства. В скруббере 15 газы поступают на очистку известковым молоком от хлора и остаточного хлорида водорода противоточно движению известкового молока через форсунки 16 с содержанием оксида кальция 100-200 г/дм. Известковое молоко подают в скруббер через распылительные форсунки 16 и циркулируют в системе орошаемый скруббер 15 - циркуляционный бак 17 с помощью центробежного насоса 18 по трубопроводу 19. Концентрация отработанного известкового молока в процессе циркуляции снижается
3
до 20 г/дм по СаО. Газы после обработки известковым молоком поступают в каплеуловитель 20 и далее в атмосферу. Отработанное известковое молоко, содержащее активный хлор, направляют на дальнейшее обезвреживание.
Таким образом, технологическая линия для переработки отходящих газов титанового хлоратора позволяет повысить степень улавливания тетрахлорида титана из газов на первой ступени очистки, т ем самым снизить затраты на переработку получаемых гипохлоритных пульп. На первой ступени очистки происходит улавливание хлорида водорода до 95% и тетрахлорида титана до 100%.