含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统及工艺的制作方法

技术特征：
1.含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统，其特征在于：包括双层中间包(2)，所述双层中间包(2)下端连接液态氯化炉(9)，所述液态氯化炉(9)底端连通碳热还原炉(11)，所述碳热还原炉(11)侧边连通干法粒化和余热回收装置，所述液态氯化炉(9)通过管道连接氯气供给装置(1)。2.根据权利要求1所述的含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统，其特征在于：所述双层中间包(2)包括错位设置的上层中间包和下层中间包，上层中间包和下层中间包之间通过水口连通，所述下层中间包通过设置在下层中间包底端的喷射水口(7)与液态氯化炉(9)连通，所述水口内设置上层中空塞棒(3)，所述喷射水口(7)内设置下层中空塞棒(4)。3.根据权利要求1所述的含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统，其特征在于：所述液态氯化炉(9)包括炉顶、炉体、炉底，所述液态氯化炉(9)内层炉壁分为上下两段，上段为气流段，下部为熔池段，气流段包括夹套结构，所述炉顶顶端连通喷射水口(7)，喷射水口(7)一侧设置与喷射水口(7)中心线呈30
°‑
60
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的氯气喷嘴(8)。4.根据权利要求3所述的含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统，其特征在于：所述喷射水口(7)另一侧设置上升烟道(10)，上升烟道(10)为水冷壁结构，上升烟道(1部设有气体导出管道，上升烟道(10)水冷壁涂有耐火耐酸涂层。5.根据权利要求4所述的含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统，其特征在于：所述上升烟道(10)顶部设置出口，通过出口连通设置冷凝器(14)，所述冷凝器(14)顶部与气液分离器(15)相连，所述冷凝器(14)与气液分离器(15)底部的液体出口通过管道相连，且一并连通四氯化钛分离回收装置(16)，气液分离器(15)顶部的气体出口通过管道连通三通分配阀，所述三通分配阀通过管道分配部分气体通过风机加压并连通下层中空塞棒(4)，压力为0.8～1.0mpa，管道上接入石油焦储仓(6)，石油焦粉细度为200—300目，所述三通分配阀通过管道分配部分气体进入尾气处理排放装置(17)。6.根据权利要求3所述的含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统，其特征在于：所述炉底为锥底结构，所述炉底设有滑动水口与碳热还原炉(11)相通。7.根据权利要求2所述的含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统，其特征在于：碳热还原炉(11)底部设置底吹喷管(12)，碳热还原炉(11)上部设有碳材料入口和炉气出口管道，所述碳材料入口连接碳材料储仓(13)，所述炉气出口管道通过连通管连通上层中空塞棒(3)，所述连通管接入富氧空气和添加剂储罐(5)，所述碳热还原炉(11)侧边设有渣液出口，所述渣液出口连通干法粒化器余热回收装置。8.根据权利要求3所述的含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统，其特征在于：所述夹套结构内部设置通气孔，通过通气孔向夹套内部通入氮气。9.含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1、高炉排放的1350℃～1450℃含钛高炉渣液流入上层中间包，同时通过气力输送加入添加剂，添加剂通过上层中空塞棒(3)加入渣液，提起上层中空塞棒(3)，渣液流入下层中间包；s2、向下层中空塞棒(4)中通入富氧空气，计量加入石油焦，给含钛高炉渣液配碳，提起下层中空塞棒(4)，渣液与配碳在水口的收缩段和直管段混合流入液态氯化炉(9)；s3、渣液从水口喷出，受到高速高浓度氯气冲击，形成分散的液滴，气液充分接触，fe2o3、tio2被氯化，氯化的fe2o3、tio2气化，随反应后的烟气进入上升烟道(10)，未氯化或气
化的渣液落入炉底；s4、渣液通过炉底水口流入设置在下部的碳热还原炉(11)，碳热还原炉(11)内加入碳质材料，底部通入烟气搅拌，添加剂被碳热还原从渣液中气化脱出，渣液从碳热还原炉(11)一侧进入干法粒化和余热回收装置(18)，渣液被粒化冷却成具有潜在水硬性的高炉矿渣；s5、液态氯化炉(9)炉气，经上升烟道上升并冷却降温，低沸点气体凝固，与气体携带的液滴一起沉降落入液面，初步冷却的炉气进入四氯化钛分离回收装置(16)，四氯化钛冷凝成液态从炉气中分离，进一步净化、过滤形成四氯化钛溶液，分离四氯化钛后的炉气经三通分流阀，一部分被加压输送至下层中空塞棒(4)，作为气力输送气体，且炉气中未反应的氯气继续循环利用，多余的炉气通过吸收器、分离器，分离出hcl经烟囱排空；s6、碳热还原炉(11)炉气经加压进入上层中空塞棒(3)，进入渣液循环利用,向夹套通入氮气，夹套内气压略大于液态氯化炉(9)炉腔内气压，氮气透过夹套内壁通气孔，在液态氯化炉(9)炉腔内壁形成氮气气膜，防止高温氯气的腐蚀。10.根据权利要求9所述的含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的工艺，其特征在于：s2中，石油焦固定碳含量>95％，挥发分2％
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4％，粒度≤0.075mm，配碳比为完全反应的理论量的140％
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160％，富氧空气压力为0.8～1.0mpa。

技术总结
本发明公开了含钛高炉渣液态氯化制取四氯化钛的系统及工艺，涉及固废冶金渣资源利用化领域，包括双层中间包，所述双层中间包下端连接液态氯化炉，所述液态氯化炉底端连通碳热还原炉，所述碳热还原炉侧边连通干法粒化和余热回收装置，所述液态氯化炉通过管道连接氯气供给装置。对比现有技术，本发明的有益效果在于：大幅降低电耗，解决钙、镁氯化后的液相析出黏结,碳化钛氯化过程放出大量热量利用以及炉内热平衡控制的关键问题，兼顾了提钛和大量二次废渣及余热的综合利用。次废渣及余热的综合利用。次废渣及余热的综合利用。


技术研发人员：郁国忠 李志远
受保护的技术使用者：上海驰春节能科技有限公司
技术研发日：2021.08.12
技术公布日：2021/10/15