沸騰氯化爐旋風(fēng)收塵常見(jiàn)問(wèn)題研究

1、    沸騰氯化爐旋風(fēng)收塵常見(jiàn)問(wèn)題研究    萬(wàn)云南 吉立明 羅在國(guó) 普建國(guó)【摘 要】目前生產(chǎn)ticl4氯化爐總體上有兩種，沸騰床氯化爐和熔鹽氯化爐。沸騰氯化爐在我國(guó)大規(guī)模海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)和鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)中起到關(guān)鍵作用，旋風(fēng)收塵渣是上排渣沸騰氯化的主要采用方式。在不斷的應(yīng)用過(guò)程中也體現(xiàn)出方方面面的問(wèn)題，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程困難重重。本文將常見(jiàn)的旋風(fēng)收塵效果、拉稀、結(jié)疤、堵塞等問(wèn)題進(jìn)行研究，并提出合理建議和措施?！娟P(guān)鍵詞】沸騰氯化爐；原料；旋風(fēng)收塵；堵塞： tf806 ： a ： 2095-2457（2018）13-0123-002doi：10.19694/ki.i

2、ssn2095-2457.2018.13.0560 前言沸騰氯化爐在生產(chǎn)ticl4過(guò)程中是關(guān)鍵裝置，經(jīng)過(guò)沸騰氯化后的產(chǎn)物經(jīng)噴淋冷卻后主要分為固體和氣體兩部分，固體成分主要是金屬氯化物、未反應(yīng)的石油焦、富鈦料，氣體成分主要是ticl4和少量的氯化物雜質(zhì)，這兩部分產(chǎn)物進(jìn)入旋風(fēng)收塵后實(shí)現(xiàn)氣體與固體成分的離開，分別進(jìn)入下一工序進(jìn)行處理。旋風(fēng)分離設(shè)備小，收塵效果較好，同時(shí)在進(jìn)入旋風(fēng)之前的噴淋冷卻靠大量的返漿ticl4冷卻，兼?zhèn)淞颂幚砗笃趖icl4泥漿的作用。旋風(fēng)收塵的運(yùn)行狀態(tài)不但影響著生產(chǎn)連續(xù)性、系統(tǒng)產(chǎn)量，而且對(duì)系統(tǒng)鈦回收率、三廢的排放影響較大。1 旋風(fēng)收塵器概述旋風(fēng)收塵器工藝及設(shè)備機(jī)構(gòu)如上示意圖所示，

3、主要通過(guò)物料本身的重力在設(shè)備內(nèi)通過(guò)離心力作用進(jìn)行氣固分離。2 常見(jiàn)的問(wèn)題描述及研究2.1 常見(jiàn)的問(wèn)題描述1）旋風(fēng)收塵效率低，排除旋風(fēng)能力設(shè)計(jì)的因素外，不能有效將固體從氣體中分離；2）旋風(fēng)內(nèi)壁結(jié)疤，通常在旋風(fēng)設(shè)備內(nèi)筒體部分和椎體部分均會(huì)出現(xiàn)；3）排灰裝置堵塞，在反吹氣正常通入的情況下，固體物料無(wú)法正常排料；4）氣體出口堵塞，通常不會(huì)將整根的氣體出口管道堵死，僅形成出氣不暢的情況。2.2 常見(jiàn)問(wèn)題研究由于旋風(fēng)收塵器在ticl4生產(chǎn)過(guò)程中的工藝作用和重要性，在生產(chǎn)中出現(xiàn)故障后將導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，同時(shí)破壞系統(tǒng)整體的壓力平衡和物料平衡，所以將對(duì)常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行逐一研究。2.2.1 旋風(fēng)收塵效率低旋風(fēng)收塵器是含

4、塵氣流在高轉(zhuǎn)速下通過(guò)離心力的作用，使固體顆粒從氣體中分離開，它是離心式收塵設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的。經(jīng)小試、中試的研究證明，旋風(fēng)收塵系統(tǒng)設(shè)備需要在密封性很好的條件下才能充分發(fā)揮收塵效率。而往往由于設(shè)備安裝、組裝、排灰閥故障等問(wèn)題導(dǎo)致旋風(fēng)達(dá)不到需求的收塵效果，由于漏風(fēng)，使得含塵氣體在旋風(fēng)內(nèi)的氣流速率和氣流運(yùn)動(dòng)特征發(fā)生改變，而影響最大的是排灰管的漏風(fēng)，經(jīng)試驗(yàn)得出以下數(shù)據(jù)表1。以上數(shù)據(jù)在透明的旋風(fēng)設(shè)備中測(cè)試而得，由此可見(jiàn)，當(dāng)排灰管泄漏程度到1%時(shí)，旋風(fēng)收塵效率將減少10%，此時(shí)旋風(fēng)內(nèi)的含塵氣體的氣流方向受到排灰管漏風(fēng)氣流的影響開始顯現(xiàn)，氣流紊亂；當(dāng)泄漏程度大于5%時(shí)旋風(fēng)內(nèi)的氣流開始出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象；當(dāng)超過(guò)10

5、%以上時(shí)，旋風(fēng)基本失去收塵的作用。由此可見(jiàn)排灰管的密封情況對(duì)收塵效率起到至關(guān)重要的作用。在操作和設(shè)計(jì)過(guò)程中往往都配備兩個(gè)以上的閥門進(jìn)行密封，同時(shí)在旋風(fēng)椎體下方設(shè)計(jì)有灰斗，需要在操作過(guò)程中保證有一定的灰分對(duì)排灰管進(jìn)行料封。在此對(duì)旋風(fēng)的收塵能力和生產(chǎn)負(fù)荷的匹配程度，生產(chǎn)的負(fù)荷不再進(jìn)行研究和考慮，均按照完全匹配的情況進(jìn)行，只對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行分析。2.2.2 旋風(fēng)內(nèi)壁結(jié)疤由于生產(chǎn)粗ticl4的過(guò)程當(dāng)中，沸騰氯化物料經(jīng)氯化后的生成物中含有大量的低沸點(diǎn)金屬氯化物，這些金屬氯化物雜質(zhì)的沸點(diǎn)微高于ticl4，生產(chǎn)中需要通過(guò)降溫，將這部分金屬氯化或復(fù)鹽冷卻，在旋風(fēng)內(nèi)除去，如fe、mn、v、al等的鹽。而在

6、復(fù)雜的沸騰氯化環(huán)境中，由于物料的成分復(fù)雜，這部分鹽均反應(yīng)生成復(fù)鹽，而這些復(fù)鹽在旋風(fēng)內(nèi)極易成溶膠狀粘附在旋風(fēng)內(nèi)壁及管道上。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐得出，當(dāng)旋風(fēng)溫度控制在150-250時(shí)，這部分復(fù)鹽均成固體狀態(tài)，能通過(guò)旋風(fēng)有效除去，當(dāng)旋風(fēng)溫度大于250后，這部分復(fù)鹽將大量粘附在旋風(fēng)中。另外，由于生產(chǎn)過(guò)程中的操作問(wèn)題，或噴淋冷卻裝置的故障問(wèn)題，導(dǎo)致含塵氣體中含有大量液態(tài)ticl4，導(dǎo)致出現(xiàn)選“拉稀”現(xiàn)象，形成了固體雜質(zhì)被粘附在旋風(fēng)內(nèi)壁或排灰管道中。所以需要在生產(chǎn)中嚴(yán)格控制旋風(fēng)溫度，需大于ticl4的沸點(diǎn)，同時(shí)對(duì)噴淋裝置定期進(jìn)行檢查、更換。2.2.3 排灰裝置堵塞排灰裝置堵塞在生產(chǎn)過(guò)程中是最常見(jiàn)的故障，造成堵塞的因

7、素很多，由于生產(chǎn)操作的不同、設(shè)計(jì)的差異、物料的變化等都有可能導(dǎo)致。通常由于排灰裝置堵塞后導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常排灰，形成了生產(chǎn)壓力不平衡，排灰閥門故障等的問(wèn)題發(fā)生。生產(chǎn)中較常見(jiàn)的有固體灰分在排灰裝置中架橋，由于反吹氣體的壓力和氣量的影響，導(dǎo)致固體灰分搭接在排灰管中，長(zhǎng)時(shí)間后形成積灰，不能正常下料，此時(shí)反吹慢慢失去應(yīng)有功能，需要人員不斷進(jìn)行敲打后才能正常排灰；另外，由于旋風(fēng)“拉稀”導(dǎo)致排灰裝置堵塞，“拉稀”越嚴(yán)重，堵塞便越嚴(yán)重；此外，由于系統(tǒng)中有大塊狀異物進(jìn)入排灰裝置，導(dǎo)致堵塞；最后由于部分生產(chǎn)廠家需要將灰分進(jìn)行制漿，在生產(chǎn)中由于壓力差的控制和操作的問(wèn)題，導(dǎo)致制漿時(shí)的水或水蒸氣返回到排灰裝置中，形成泥

8、漿堵塞排灰裝置。這一系列的堵塞原因均告訴我們?cè)谏a(chǎn)操作中需要嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行操作，生產(chǎn)過(guò)程需細(xì)心謹(jǐn)慎。2.2.4 氣體出口堵塞通常該現(xiàn)象出現(xiàn)在排灰系統(tǒng)堵塞之后，由于不能正常排灰，導(dǎo)致旋風(fēng)內(nèi)的灰分大量堆積在旋風(fēng)中，最終導(dǎo)致氣體出口被堵，系統(tǒng)壓力上升，隨后形成ticl4氣體在旋風(fēng)內(nèi)降溫后液化，形成泥漿堵塞出氣口。該現(xiàn)象一般在排灰堵塞不及時(shí)處理惡化后方能導(dǎo)致。所以我們需要及時(shí)處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，不能使二次故障發(fā)生，不然將導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，生產(chǎn)不能正常運(yùn)行。3 結(jié)語(yǔ)雖然旋風(fēng)收塵器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的收塵設(shè)備，但是在ticl4生產(chǎn)過(guò)程中由于工況、物料的復(fù)雜性，再加上人員操作的差異，導(dǎo)致存在方方面面的問(wèn)題出現(xiàn)。同時(shí)，旋風(fēng)收塵設(shè)備在ticl4生產(chǎn)領(lǐng)域是較被廣泛運(yùn)用的收塵工藝，需要行業(yè)內(nèi)部人士不斷總結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中故障問(wèn)題，分析交流，同時(shí)加強(qiáng)生產(chǎn)操作的監(jiān)督管理，該工藝技術(shù)將逐漸成熟，不影響到整體生產(chǎn)的運(yùn)行?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1莫畏，董鴻超，吳享南.鈦冶煉m.北京：冶金工業(yè)出版社，2011：11-24，71-72.2閻守義.鈦原料氯化方法評(píng)述j.輕金屬，2014，（3）：43-45.3孫康.鈦提取物理化學(xué)m.北京：冶金工業(yè)出版社，2001，11.4李志文，姜寶偉，朱衛(wèi)平，等.美國(guó)沸騰氯化與精制技術(shù)的生產(chǎn)實(shí)踐j，有色金屬（冶煉部分），2014，（1）：33-