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【摘 要】目前生产TiCl4氯化炉总体上有两种，沸腾床氯化炉和熔盐氯化炉。沸腾氯化炉在我国大规模海绵钛生产企业和钛白粉生产企业中起到关键作用，旋风收尘渣是上排渣沸腾氯化的主要采用方式。在不断的应用过程中也体现出方方面面的问题，导致生产过程困难重重。本文将常见的旋风收尘效果、拉稀、结疤、堵塞等問题进行研究，并提出合理建议和措施。

【关键词】沸腾氯化炉；原料；旋风收尘；堵塞

中图分类号： TF806 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）13-0123-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.056

0 前言

沸腾氯化炉在生产TiCl4过程中是关键装置，经过沸腾氯化后的产物经喷淋冷却后主要分为固体和气体两部分，固体成分主要是金属氯化物、未反应的石油焦、富钛料，气体成分主要是TiCl4和少量的氯化物杂质，这两部分产物进入旋风收尘后实现气体与固体成分的离开，分别进入下一工序进行处理。旋风分离设备小，收尘效果较好，同时在进入旋风之前的喷淋冷却靠大量的返浆TiCl4冷却，兼备了处理后期TiCl4泥浆的作用。旋风收尘的运行状态不但影响着生产连续性、系统产量，而且对系统钛回收率、三废的排放影响较大。

1 旋风收尘器概述

旋风收尘器工艺及设备机构如上示意图所示，主要通过物料本身的重力在设备内通过离心力作用进行气固分离。

2 常见的问题描述及研究

2.1 常见的问题描述

1）旋风收尘效率低，排除旋风能力设计的因素外，不能有效将固体从气体中分离；

2）旋风内壁结疤，通常在旋风设备内筒体部分和椎体部分均会出现；

3）排灰装置堵塞，在反吹气正常通入的情况下，固体物料无法正常排料；

4）气体出口堵塞，通常不会将整根的气体出口管道堵死，仅形成出气不畅的情况。

2.2 常见问题研究

由于旋风收尘器在TiCl4生产过程中的工艺作用和重要性，在生产中出现故障后将导致生产中断，同时破坏系统整体的压力平衡和物料平衡，所以将对常见的问题进行逐一研究。

2.2.1 旋风收尘效率低

旋风收尘器是含尘气流在高转速下通过离心力的作用，使固体颗粒从气体中分离开，它是离心式收尘设备中应用最广泛的。经小试、中试的研究证明，旋风收尘系统设备需要在密封性很好的条件下才能充分发挥收尘效率。而往往由于设备安装、组装、排灰阀故障等问题导致旋风达不到需求的收尘效果，由于漏风，使得含尘气体在旋风内的气流速率和气流运动特征发生改变，而影响最大的是排灰管的漏风，经试验得出以下数据表1。

以上数据在透明的旋风设备中测试而得，由此可见，当排灰管泄漏程度到1%时，旋风收尘效率将减少10%，此时旋风内的含尘气体的气流方向受到排灰管漏风气流的影响开始显现，气流紊乱；当泄漏程度大于5%时旋风内的气流开始出现沸腾现象；当超过10%以上时，旋风基本失去收尘的作用。由此可见排灰管的密封情况对收尘效率起到至关重要的作用。在操作和设计过程中往往都配备两个以上的阀门进行密封，同时在旋风椎体下方设计有灰斗，需要在操作过程中保证有一定的灰分对排灰管进行料封。

在此对旋风的收尘能力和生产负荷的匹配程度，生产的负荷不再进行研究和考虑，均按照完全匹配的情况进行，只对生产过程中的问题进行分析。

2.2.2 旋风内壁结疤

由于生产粗TiCl4的过程当中，沸腾氯化物料经氯化后的生成物中含有大量的低沸点金属氯化物，这些金属氯化物杂质的沸点微高于TiCl4，生产中需要通过降温，将这部分金属氯化或复盐冷却，在旋风内除去，如Fe、Mn、V、Al等的盐。而在复杂的沸腾氯化环境中，由于物料的成分复杂，这部分盐均反应生成复盐，而这些复盐在旋风内极易成溶胶状粘附在旋风内壁及管道上。经生产实践得出，当旋风温度控制在150-250℃时，这部分复盐均成固体状态，能通过旋风有效除去，当旋风温度大于250℃后，这部分复盐将大量粘附在旋风中。

另外，由于生产过程中的操作问题，或喷淋冷却装置的故障问题，导致含尘气体中含有大量液态TiCl4，导致出现选“拉稀”现象，形成了固体杂质被粘附在旋风内壁或排灰管道中。所以需要在生产中严格控制旋风温度，需大于TiCl4的沸点，同时对喷淋装置定期进行检查、更换。

2.2.3 排灰装置堵塞

排灰装置堵塞在生产过程中是最常见的故障，造成堵塞的因素很多，由于生产操作的不同、设计的差异、物料的变化等都有可能导致。通常由于排灰装置堵塞后导致系统不能正常排灰，形成了生产压力不平衡，排灰阀门故障等的问题发生。

生产中较常见的有固体灰分在排灰装置中架桥，由于反吹气体的压力和气量的影响，导致固体灰分搭接在排灰管中，长时间后形成积灰，不能正常下料，此时反吹慢慢失去应有功能，需要人员不断进行敲打后才能正常排灰；另外，由于旋风“拉稀”导致排灰装置堵塞，“拉稀”越严重，堵塞便越严重；此外，由于系统中有大块状异物进入排灰装置，导致堵塞；最后由于部分生产厂家需要将灰分进行制浆，在生产中由于压力差的控制和操作的问题，导致制浆时的水或水蒸气返回到排灰装置中，形成泥浆堵塞排灰装置。这一系列的堵塞原因均告诉我们在生产操作中需要严格按照操作要求进行操作，生产过程需细心谨慎。

2.2.4 气体出口堵塞

通常该现象出现在排灰系统堵塞之后，由于不能正常排灰，导致旋风内的灰分大量堆积在旋风中，最终导致气体出口被堵，系统压力上升，随后形成TiCl4气体在旋风内降温后液化，形成泥浆堵塞出气口。该现象一般在排灰堵塞不及时处理恶化后方能导致。所以我们需要及时处理生产中出现的问题，不能使二次故障发生，不然将导致系统瘫痪，生产不能正常运行。

3 结语

虽然旋风收尘器是一种结构简单的收尘设备，但是在TiCl4生产过程中由于工况、物料的复杂性，再加上人员操作的差异，导致存在方方面面的问题出现。同时，旋风收尘设备在TiCl4生产领域是较被广泛运用的收尘工艺，需要行业内部人士不断总结生产过程中故障问题，分析交流，同时加强生产操作的监督管理，该工艺技术将逐渐成熟，不影响到整体生产的运行。

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