一种连续处理含钒泥浆的系统

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，具体为一种连续处理含钒泥浆的系统。

背景技术

目前工业较为成熟的利用熔盐氯化炉制备四氯化钛工艺是首先将低金红石含量酸渣或高钛渣、石油焦和氯气输送至氯化炉，反应后生成的四氯化钛纯度低，杂质含量高，杂质主要为未反应完全的酸渣或高钛渣、石油焦，还有酸渣或高钛渣中非钛元素参与氯化反应后生成的氯化物。这种纯度低的四氯化钛温度高，需要先经过冷凝系统进行冷却，冷却后的四氯化钛进入精制提纯工序，对四氯化钛进行纯度的提升。

杂质含量低的四氯化钛的纯度提升工艺主要分为两个方面，固体颗粒的沉降和精馏分离溶解于四氯化钛中非钛元素杂质氯化物。固体颗粒物主要成分为未反应完全的酸渣或高钛渣、石油焦，熔点高且沸点低的金属氯化物颗粒，这部分固体颗粒物提前进行沉降，与液体四氯化钛进行分离，降低后续工序的泥浆量，避免后续除钒反应罐和精馏塔的堵塞。溶解于四氯化钛中的非钛元素杂质氯化物大多与四氯化钛的沸点相差较大，可通过精馏进行分离，但三氯氧钒与四氯化钛沸点接近，需利用还原剂在除钒反应罐中将四氯化钛中三氯氧钒转化为与四氯化钛沸点差距大的钒低价化合物，还原三氯氧钒后的四氯化钛进入精馏塔，进行四氯化钛与非钛氯化物的分离，将四氯化钛提纯至3N以上。

随着反应进行，除钒反应罐中固含量越来越高，固体颗粒主要为钒低价化合物固体、有机物粘稠渣，需要定期排出，排出的固体颗粒混合着四氯化钛形成含钒泥浆，含钒泥浆的钒具备极高的回收利用价值。因此工业上会将该部分含钒泥浆进行固体颗粒的浓缩和蒸发，回收钒低价化合物。目前的处理含钒泥浆存在以下问题：1)固体颗粒的浓缩常采用重力沉降分离，需根据沉降时间间歇出料。2)固体颗粒的浓缩和蒸发产能不匹配，浓缩后的固体颗粒(以下称为钒渣)常需要中转待用，钒渣在此期间会逐步冷却，冷却后的钒渣流动性差，无法向蒸发系统连续加料；3)蒸发钒渣时会有四氯化钛逸出，进入蒸气回收管道，固体颗粒粒度细且发黏，容易附着在蒸气回收管道引发堵塞，无法连续蒸发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续处理含钒泥浆的系统，以解决上述背景技术中提出处理含钒泥浆存在间歇出料、无法向蒸发系统连续加料以及无法连续蒸发的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种连续处理含钒泥浆的系统，具体包括以下步骤：将含钒泥浆、旋流器返回的清液和离心设备返回的清液在混料罐进行预混，充分混匀后进入旋流器进行分离，分离后的清液通过混料罐返回旋流器；分离出的底流物进入离心设备，离心设备出液口四氯化钛通过混料罐返回旋流器，出渣口分离出的钒渣进入中转罐，通过出料管输送至蒸发设备；蒸发设备的蒸气回收管道设置过滤设备，用于收集蒸发夹带出的固体颗粒。

作为优选，旋流器使用前，要进行预热，利用干燥热空气将旋流器预热到30-40℃。

作为优选，当旋流器4-8h内未计划使用，需在停止使用前，对旋流器使用高压四氯化钛冲洗，高压四氯化钛压力为3-5bar。

作为优选，高压四氯化钛的纯度不低于95％，固含量小于50g/L。

作为优选，中转罐的温度控制为70-80℃，间壁加热。

作为优选，中转罐大盖中间设置搅拌机，搅拌机的转速不高于1r/min，中转罐有物料时，搅拌机保持运行状态，避免物料粘连在中转罐上；中转罐出料管设置阀门，当后续的蒸发设备无法接收该部分钒渣，钒渣储存在中转罐，具备接收能力，打开阀门。

作为优选，所述中转罐大盖上还开设有用于向内部加料的进料口。

作为优选，所述蒸气回收管道上设置过滤器，过滤器管路为一开一备。

作为优选，所述过滤器设置冲洗管道，冲洗管道直径为DN15-DN50。

作为优选，采用高压四氯化钛冲洗时高压四氯化钛压力为3-5bar，当过滤器压差高于10kpa，关闭正在使用的过滤器管道的阀门，打开备用管路的阀门，使用备用管路的过滤器，打开压差高的过滤器的冲洗管道，对过滤器附着物进行冲刷，过滤器底部有排液口，冲洗完的残液返回至混料罐。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的连续处理含钒泥浆的系统可连续且高处理效率：通过连续处理，该系统可以在单位时间内处理更多的含钒泥浆，提高处理效率。

2、本发明的连续处理含钒泥浆的系统优化资源利用：系统将含钒泥浆、旋流器返回的清液和离心设备返回的清液在混料罐进行预混，这样可以充分利用这些资源，提高整体的资源利用率。

3、本发明的连续处理含钒泥浆的系统分离效果好：通过旋流器和离心设备的组合使用，系统能够有效地将清液和底流物进行分离，分离效果较好。

4、本发明的连续处理含钒泥浆的系统回收率高：系统对四氯化钛和钒渣都进行了回收，提高了回收率。

5、本发明的连续处理含钒泥浆的系统减少固体颗粒的夹带：蒸发设备的蒸气回收管道设置过滤设备，可以有效地收集蒸发夹带出的固体颗粒，避免这些颗粒对系统其他部分造成损害。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起做进一步的详细解释，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明连续处理含钒泥浆的流程图。

图2为本发明中转罐大盖开口的截面示意图。

图中各标号的含义：1—熔盐氯化炉；2—烟气出口管道；3—收尘器；4—出口管道熔盐渣颗粒喂料斗；5—下料阀；6—收尘器熔盐渣颗粒喂料斗。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种连续处理含钒泥浆的系统，如图1所示，具体包括以下步骤：将含钒泥浆、旋流器返回的清液和离心设备返回的清液在混料罐进行预混，充分混匀后进入旋流器进行分离，分离后的清液通过混料罐返回旋流器；分离出的底流物进入离心设备，离心设备出液口四氯化钛通过混料罐返回旋流器，出渣口分离出的钒渣进入中转罐，通过出料管输送至蒸发设备；蒸发设备的蒸气回收管道设置过滤设备，用于收集蒸发夹带出的固体颗粒，整合了旋流器、离心设备、混料罐、中转罐和蒸发设备等多种设备，这可以充分利用各个设备的优点，提高整个系统的效率和可靠性，通过旋流器和离心设备的组合使用，系统能够有效地将清液和底流物进行分离。四氯化钛和钒渣分别通过混料罐和中转罐进行回收，这可以使得资源得到充分的利用，蒸发设备的蒸气回收管道设置过滤设备，可以收集蒸发夹带出的固体颗粒，这可以保护设备和管道免受堵塞，同时提高蒸发的效率和质量。

进一步的，旋流器使用前，要进行预热，利用干燥热空气将旋流器预热到30-40℃，可以确保旋流器在处理含钒泥浆时的工作效率和稳定性。当旋流器4-8h内未计划使用，需在停止使用前，对旋流器使用高压四氯化钛冲洗，高压四氯化钛压力为3-5bar，使用高压四氯化钛冲洗可以保持旋流器的清洁，防止含钒泥浆残留在旋流器内，从而延长旋流器的使用寿命。

值得说明的是，高压四氯化钛的纯度不低于95％，固含量小于50g/L，可以确保冲洗的效果和效率。

具体的，中转罐的温度控制为70-80℃，间壁加热，可以确保中转罐内的温度稳定，如图2所示，中转罐大盖中间设置搅拌机2，搅拌机2的转速不高于1r/min，中转罐有物料时，搅拌机2保持运行状态，避免物料粘连在中转罐上；中转罐出料管设置阀门，当后续的蒸发设备无法接收该部分钒渣，钒渣储存在中转罐，具备接收能力，打开阀门，中转罐大盖上还开设有用于向内部加料的进料口1，中转罐出料管设置阀门，可以更好地控制出料，当后续的蒸发设备无法接收该部分钒渣时，可以更好地储存钒渣。

此外，蒸气回收管道上设置过滤器，过滤器管路为一开一备，过滤器设置冲洗管道，冲洗管道直径为DN15-DN50，采用高压四氯化钛冲洗时高压四氯化钛压力为3-5bar，当过滤器压差高于10kpa，关闭正在使用的过滤器管道的阀门，打开备用管路的阀门，使用备用管路的过滤器，打开压差高的过滤器的冲洗管道，对过滤器附着物进行冲刷，过滤器底部有排液口，冲洗完的残液返回至混料罐，打开压差高的过滤器的冲洗管道，对过滤器附着物进行冲刷，可以保持过滤器的清洁，提高过滤效果。

本发明的连续处理含钒泥浆的系统具有以下有益效果：

1、可连续且高处理效率：通过连续处理，该系统可以在单位时间内处理更多的含钒泥浆，提高处理效率。

2、优化资源利用：系统将含钒泥浆、旋流器返回的清液和离心设备返回的清液在混料罐进行预混，这样可以充分利用这些资源，提高整体的资源利用率。

3、分离效果好：通过旋流器和离心设备的组合使用，系统能够有效地将清液和底流物进行分离，分离效果较好。

4、回收率高：系统对四氯化钛和钒渣都进行了回收，提高了回收率。

5、减少固体颗粒的夹带：蒸发设备的蒸气回收管道设置过滤设备，可以有效地收集蒸发夹带出的固体颗粒，避免这些颗粒对系统其他部分造成损害。

具体实施案例

一种连续处理含钒泥浆的系统，具体包括以下步骤：

将固含量为400g/L含钒泥浆以10t/h加料输送至混料罐，进入旋流器进行分离，由于处理量大，利用干燥热空气将旋流器预热到40℃。分离后的清液5t/h通过混料罐与含钒泥浆返回旋流器；分离出的底流物5t/h进入离心设备，离心设备出液口四氯化钛通过混料罐返回旋流器，出渣口分离出的钒渣进入中转罐，中转罐的温度控制为80℃，搅拌转速为0.5r/min，通过出料管输送至蒸发设备；蒸发设备的蒸气回收管道设置过滤设备，用于收集蒸发夹带出的固体颗粒。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。