钛冶炼厂工艺设计标准 [附条文说明] GB51326-2018 建标库

5.2  氯化

5.2.1  氯化工艺有熔盐氯化和沸腾氯化两种,氯化工艺应符合下列规定:

    1  富钛料中二氧化钛含量大于86%,钙、镁氧化物总量低于2%时,宜采用沸腾氯化工艺;二氧化钛含量大于74%,钙、镁氧化物总量大于2%时,宜采用熔盐氯化工艺。

    2  富钛料中二氧化钛物相结构为金红石型,不应选择熔盐氯化工艺。

    3  金红石氯化应采用沸腾氯化工艺。

5.2.2  氯化炉生产能力计算应符合下列规定:

    1  沸腾氯化炉设计生产能力应按下式计算:

式中:Q——沸腾氯化炉的生产能力(t/h);

      D——氯化炉流态化段的有效内径(m);

      v——流化速度(m/s);

      K——常数,每吨四氯化钛理论耗氯量(kg/t);

      θ——氯气利用系数,一般取0.92~0.99;

      q——生产每吨四氯化钛原料中杂质消耗的氯量(kg/t);

      γ——氯化温度下的氯气密度(kg/m3)。

    2  熔盐氯化炉的设计生产能力应按下式计算:

Q=Vaηaηb(5.2.2-2)

式中:Q——熔盐氯化炉的生产能力(t/d);

      V——熔盐氯化炉有效熔盐体积(m3);

      a——每天每立方米熔盐生产的四氯化钛量[t/(d·m3)],一般取4.0~5.5;

     ηa——氯气利用系数,一般取0.92~0.99;

     ηb——生产波动系数,它与盐面的高度、供氯稳定程度、氯气浓度的波动、排盐次数和排盐量等因素有关,一般取0.95~0.99。

5.2.3  返回氯气,补充氯气、氮气、氧气应设置缓冲稳压装置。氯气缓冲罐底部应设排污口和加热装置。

5.2.4  大中型氯化炉宜设置两台加料系统,互为备用。正压操作并采用机械加料装置时,应设置氮气密封装置,材质应满足耐磨和耐腐蚀的要求。

5.2.5  沸腾氯化炉的内部结构应根据工艺操作方式确定。采用微正压或负压操作方式的炉型,炉内反应段的结构形式宜选择倒锥台形;采用正压操作方式的炉型,炉内反应段的结构形式宜采用圆柱形;内部尺寸应根据计算确定。炉衬材质应满足耐高温、耐磨和耐腐蚀的要求。

5.2.6  氯化炉配套设施应包含下列部分:

    1  沸腾氯化炉,包括测温、测压、泥浆返回、加料、散热、氯气分布、排渣、防爆设施;

    2  熔盐氯化炉,包括测温、测压、泥浆返回、加料、加盐、通氯管、加热、上下排盐、防爆设施。

5.2.7  沸腾氯化炉宜设置通氧气、通氮气的辅助控温设施。

5.2.8  沸腾氯化炉顶部宜设置通氯气装置,出口过道应设置测温、测压、返回料处理装置,过道应满足耐高温和防腐要求。

5.2.9  收尘器设计应具有散热、耐腐、收尘和排渣的功能。收尘器底部宜采取保温措施或设置加热装置。

5.2.10  当采用负压或微正压操作形式时,收尘器应选择重力收尘方式。当采用正压操作形式时,收尘器宜选择旋风收尘方式。

5.2.11  四氯化钛淋洗的级数应根据被淋洗介质的量、温度和淋洗强度确定。淋洗级数不应少于三级,前两级宜采用水冷换热,最后一级应采用低温介质换热。

5.2.12  淋洗塔的循环槽应分别设置。每台淋洗塔宜分别设置一台循环泵,淋洗塔宜设置备用泵。

5.2.13  四氯化钛淋洗塔的设计应选取空塔喷淋结构。塔内应设置1级~2级喷头,两级喷头间距应根据喷淋压力和结构形式确定,不宜小于3m。

5.2.14  淋洗冷凝后的尾气应设置汽液分离装置,分离设备的出口应设置游离氯检测装置。

5.2.15  熔盐氯化炉的通氯管应设置防返盐装置,宜在通氯管内设置通针和接入压缩空气,压缩空气的阀门应与炉前氯气压力连锁。