Φ2560沸腾氯化炉工艺浅谈.doc

2560沸腾氯化炉工艺浅谈抚顺钛业有限公司四氯化钛车间 任绪坤一、 摘要本文通过总结生产实践，详细论述了2560沸腾氯化炉“尾气Cl2含量与炉温的关系”、“石油焦的选择”以及“炉底的重新设计思路与选择”。为生产工艺参数设定提供了科学的依据。二、 关键词 氯化炉 筛板 氯气 石油焦 沸腾氯化三、 前言大型沸腾氯化炉，在国外已经应用多年，是我国钛行业多年想要攻关的项目。因为，大型沸腾炉，不仅降低成本。而且，降低劳动强度、减少劳动力、大大降低环境污染。但由于很长一段时间钛的行业不景气，实验大型炉计划未能早日实现。直到2006年，中国抚顺钛业有限公司在新扩产的项目中，大胆选用了2560沸腾氯化炉，经过技术工程和现场操作人员的共同摸索总结，现已经实现连续生产，产量由原有的20吨/天台炉，提高到70-80吨/天台炉，可使吨海绵钛的Cl2单耗降低0.5吨、电耗降低1000Kwh，如果按年产5000吨海绵钛计算，每年可节约1000万元。 下面就“尾气Cl2含量与炉温的关系”、“石油焦的选择”以及“炉底的重新设计思路与选择”等问题，做简要的论述四、 实验内容1、 尾气Cl2含量与炉温的关系第1页 共5页新2560沸腾氯化炉共启动3次，从前两次启动含氯情况分析，以及第3次的统计数据来看，我们不难得出如下结论。见表-1表-1尾气Cl2含量与炉温的关系时间 炉中温度 氯气含量% 备注7月29日 1：00-12：00 平均610 微 从12：007月30日 开始频繁出现1：00 529 0.9 故障，平均温21：00 526 3.1 度不过50023：00 577 5.8 7月30日3：00 500 3.65：00 544 5.47：00 575 1.18月1日9：00 456 3.813：00 595 7.817：00 575 7.21 9：00 634 5.121：00 649 4.723： 597 2.98月2日1：00 585 2.03：00 501 5.45：00 541 7.87：00 627 9.0 2班处理13：00 501 6.3 氯气管路17：00 531 4.521： 695 0.923：00 532 0.78月3日1：00 603 微第2页 共5页9：00 720 微从以上数据来看，该氯化炉温度低时通氯，会出现尾气含氯现象。温度低，炉子大，沸腾不起来，反应不均匀，中间区域死角；氯气进口不通畅，也可导致含氯现象的出现；因此，新氯化炉应极力缩短非正常停氯时间，处理故障或排渣后，温度在650以上通氯，正常运行时的温度在800以上为宜。要定期检查氯气入口，防止堵塞。2、 石油焦的选择原工艺设计，选择煅后石油焦。但煅后石油焦的热值低，生产过程中一旦排渣或处理设备故障时，炉温降下去以后，再通氯升温，速度非常慢,从300-400提到600大约要4-5小时，炉内沸腾反应差，尾气含氯超标。经过工程技术人员共同分析论述，决定用普通石油焦代替煅后焦，因为普通石油焦热值高，结果炉温提升速度提高很快，每小时可提温180-200，从300-400提到600，约1个小时即可，很快使反应达到最佳状态。所以，选用普通石油焦作为大型氯化炉的还原剂，即为反应提供C原料，又可以作为提升炉温的燃料，以满足工艺要求。另外，石油焦价格比煅后焦低，每吨要低500-600元，吨海绵钛的石油焦单耗降低2000-2400元。但石油焦的缺点是水分和挥发份较大，对后期设备腐蚀严重，且宜在炉底结瘤，影响反应及堵塞氯气管路。所以，在实际生产中可以按一定的配比混合使用。也可以在提温阶段用石油焦，当反应温度达到900-1000时，改用断后焦。这要经过长时间生产试验，进行成本比较。现我们按5：1配比加入。3、 炉底的重新设计思路与选择第3页 共5页 原设计是有筛板炉底，但启动后不到2天，反应就开始出现炉温升不上去，尾气含氯现象，直至停氯。如图1 筛板 氯气管路 扒渣口图1 筛板炉底 图2无筛板炉底 有筛板炉底优点：氯气能够通过筛板孔与混合料均匀接触，使氯化反应更充分更完全，降低各种物料单耗。该炉底底部是氯气分布室，也使通过各个筛孔的氯气压力、流量一致。硫化效果好。这些在启动的第一天都得到证实。 有筛板炉底缺点：因为，目前国内的高钛渣的Ca 和Mg的含量较高（8-9%），在高温下Ca 和Mg在筛板上结瘤，堵死筛板孔，致使反应无法继续进行。实际上也是这样，这种炉底，不到一周的时间，堵孔率达到75%。实践证明，这种炉底不适合低品位的高钛渣生产。通过总结多年生产TiCl4的经验，我们决定还是使用无筛板炉底，见图2所示，和在用老式炉底大致相同，只是设置了1个分汽罐、8个氯气管路。无筛板炉底优点：氯气管路不容易堵塞，1个分汽罐、8个氯气管路，也达到了氯气与混合料均匀接触，使氯化反应更充分更完全，降低各种物料单耗的目的，经过2个月来的连续生产，也证明无筛板炉底能够适应大型氯化炉的生产。第4页 共5页无筛板炉底缺点：炉膛有轻微结壳现象，因有结瘤，要时常通透氯气管路，增加炉底拆卸次数，增大劳动强度。这些，都有待于继续改进。五、 结束语2560沸腾氯化炉的成功，不仅对抚顺钛业公司具有深远的意义，对我国的整个海绵钛，乃至钛白行业都将产生重大影响。目前，这台炉连续生产，已经没有问题。但产量和单耗指标来看，还不够理想，这还需要工程技术与现场操作人员共同配合，对整个新系统不断摸索，找到最佳的工艺参数，确保单耗指标达到设计要求。从炉子反应来看，以及排渣情况分析。我们认为，现在的问题点在淋洗系统。下一步，我们将找到充分的证据，