一种氯化炉进气系统及控制方法发明专利

专利名称：一种氯化炉进气系统及控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111278823.7

专利申请（专利权）人：甘肃德通国钛金属有限公司,云南国钛金属股份有限公司
权利人地址：甘肃省金昌市金川区新华东路三厂区(金川河以东、新华东路以南)

专利发明（设计）人：刘峰,杨丹,和奔流,刘红星,陈建立,和风光,刘红斌,石森森,康丰

专利摘要：本发明公开了一种氯化炉进气系统及控制方法，属于四氯化钛生产技术领域，解决了二氧化钛堵塞进气管道，导致进气不均匀的问题，包括设置在氯化炉侧壁下部的10～18个进气口，所述进气口分别连接有氯气进气管，所述多个氯气进气管的一端共接有反应氯气，所述氯气进气管中设置有第一阀门，所述氯气进气管上设置有温度检测装置，氯气进气管上还连接有吹扫管道，所述多个吹扫管道的一端共接有吹扫装置，吹扫管道中设置有第二阀门，所述温度检测装置、第一阀门和第二阀门分别电接有自动控制单元。其目的在于，能够保证氯化炉的均匀进气。

主权利要求：
1.一种氯化炉进气系统，其特征在于，包括设置在氯化炉(1)侧壁下部的10～18个进气口(10)，所述进气口(10)分别连接有氯气进气管(2)，所述多个氯气进气管(2)的一端共接有反应氯气，所述氯气进气管(2)中设置有第一阀门(3)，所述氯气进气管(2)上设置有温度检测装置(4)，氯气进气管(2)上还连接有吹扫管道(5)，所述多个吹扫管道(5)的一端共接有吹扫装置(6)，吹扫管道(5)中设置有第二阀门(7)，所述温度检测装置(4)、第一阀门(3)和第二阀门(7)分别电接有自动控制单元；
所述氯气进气管(2)端部设置有延长管道(8)，所述延长管道(8)插入氯化炉(1)内，且延长管道(8)的端部与氯化炉(1)内壁的距离为100‑200mm；
所述氯化炉进气系统采用以下控制方法进行控制，包括如下步骤：
S1：采用温度检测装置(4)对每根进气管进行实时温度监测，当监测到该进气管温度低于其它进气管，表明该进气管堵塞；
S2：当发现管道堵塞，无需关闭氯气进气管(2)上的第一阀门(3)，打开吹扫管道(5)上的第二阀门(7)，并打开吹扫装置(6)通入高压气体进行吹扫，清理堵塞；
S3：利用温度检测装置(4)对该进气管温度进行测量，若该进气管接近其它进气管温度，表明堵塞已清理；若温度仍低于其它进气管温度，加大吹扫气量，对氯化炉(1)进气管继续进行吹扫，直至温度测量接近其它进气管为止；
S4：若堵塞进气管数为多个，每次只能对一个进气管进行清理，当该进气管堵塞清理结束后，再对其它进气管依次进行吹扫清理。
2.根据权利要求1所述的一种氯化炉进气系统，其特征在于，所述延长管道(8)外部衬设有耐高温、耐腐蚀的保护套(9)。
3.根据权利要求2所述的一种氯化炉进气系统，其特征在于，所述保护套(9)材质采用陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种氯化炉进气系统，其特征在于，所述进气口(10)等高度等间距设置在氯化炉(1)的侧壁上。
5.根据权利要求1所述的一种氯化炉进气系统，其特征在于，所述吹扫管道(5)的直径不高于100mm。
6.根据权利要求1所述的一种氯化炉进气系统，其特征在于，所述自动控制单元为DCS控制系统或PLC控制系统。
7.根据权利要求1所述的一种氯化炉进气系统，其特征在于，所述第一阀门(3)和第二阀门(7)均包括自动阀和手动阀。
8.根据权利要求1所述的一种氯化炉进气系统，其特征在于，所述温度检测装置(4)为温度传感器。 说明书 : 一种氯化炉进气系统及控制方法技术领域[0001] 本发明属于四氯化钛生产技术领域，具体涉及一种氯化炉进气系统及控制方法。背景技术[0002] 沸腾氯化制备四氯化钛是目前国际较为流行的工艺，其基本原理是将高品位钛矿原料和石油焦等碳还原剂在氯气等气流的作用下进行流化，漂浮的物料之间充分接触，进行加碳氯化反应。该法较熔盐氯化工艺具备生产能力大，环境相对友好和自动化程度高等优点。[0003] 沸腾氯化炉的氯气进气方式主要分为底部进气和侧进气两种方式。侧进气因其适用于高钙镁钛矿原料的氯化而受到广泛的推广。沸腾氯化钛白生产时，四氯化钛与氧气反应后生成氯气和固态二氧化钛，这部分氯气中夹杂着固态二氧化钛，虽有收尘设备，但仍无法完全收集。该部分氯气通过进气管返回氯化炉时，夹杂的二氧化钛容易沉积在进气管内。氯化炉往往有多根进气管，对称分布，使得气流从不同方向均匀进入，若氯气中夹杂的二氧化钛堵塞管道，气体无法从堵塞的进气管通过，将从其它不堵塞的进气管流入氯化炉，导致进气不均匀。发明内容[0004] 为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种氯化炉进气系统及控制方法，能够保证氯化炉的均匀进气。[0005] 本发明采用的技术方案如下：[0006] 一种氯化炉进气系统，其特征在于，包括设置在氯化炉侧壁下部的10～18个进气口，所述进气口分别连接有氯气进气管，所述多个氯气进气管的一端共接有反应氯气，所述氯气进气管中设置有第一阀门，所述氯气进气管上设置有温度检测装置，氯气进气管上还连接有吹扫管道，所述多个吹扫管道的一端共接有吹扫装置，吹扫管道中设置有第二阀门，所述温度检测装置、第一阀门和第二阀门分别电接有自动控制单元。[0007] 采用上述技术方案，正常生产时，打开氯气进气管处的第一阀门，氯气流入氯化炉，通过氯气进气管中设置有温度检测装置，当管道发生堵塞时，进气管内温度降低，温度检测装置检测到该进气管温度明显低于其余进气管的温度时，自动控制单元判定该进气管发生堵塞，此时无需关闭氯气进气管处的第一阀门，打开吹扫管道处的第二阀门，同时打开吹扫装置向吹扫管道内吹入高压气体，将氯气进气管内部堵塞的二氧化钛杂质吹入氯化炉内，完成进气管的疏通，实现保证不停车的前提下，清理堵塞，保证氯化炉的均匀进气。[0008] 进一步的，所述氯气进气管端部设置有延长管道，所述延长管道插入氯化炉内，且延长管道的端部与氯化炉内壁的距离为100‑200mm。采用该优选的技术方案，通过在氯气进气管端部设置有延长管道，保证气体进入氯化炉后，不沿氯化炉炉壁上升，而是朝向氯化炉中心进气，使流化气分布更加均匀；其次也可以防止氯化炉内壁附着的物料堵塞进气口。[0009] 优选的，所述延长管道外部衬设有耐高温、耐腐蚀的保护套。采用该优选的技术方案，由于延长管道处于高温、腐蚀和摩擦氛围，尤其当进气管关闭或者堵塞，没有冷流体氯气等通过对其进行冷却保护时，损坏加速，故在为延长管道外部衬设有耐高温、耐腐蚀的保护套，延长管道在高温、腐蚀和摩擦氛围的环境下的使用寿命。[0010] 优选的，所述保护套材质采用陶瓷。[0011] 优选的，所述延长管道的材质为任一耐氯气和高温的材质，优选为陶瓷材料。[0012] 优选的，所述吹扫管道的直径不高于100mm。采用该优选的技术方案，管道越细，吹扫气量一定的情况下，气速越高，吹扫效果越好，采用吹扫管道的直径设置为小于100mm，吹扫效果最佳。[0013] 优选的，吹扫装置与吹扫管道的连接方式可为软连接或者直接连接等任一方式。若采用软连接方式，在吹扫管道端处安装盲板法兰，如需吹扫，打开盲板，安装软连接头，连接吹扫装置进行吹扫。[0014] 优选的，所述吹扫装置为高压气泵，充入的气体优选为压缩空气，压缩空气供气压力高于进气管压力3‑4bar，吹扫气体量＝吹扫气速*管道横截面积，吹扫气速不小于1m/s。[0015] 优选的，所述第一阀门和第二阀门为自动阀和/或手动阀，优选氯气进气管和吹扫管道分别同时安装手动阀和自动阀，用自动阀控制气体的流动，手动阀进行辅助。[0016] 优选的，所述温度检测装置为温度传感器。[0017] 优选的，所述自动控制单元为DCS控制系统或PLC控制系统。[0018] 一种氯化炉进气系统的控制方法，包括如下步骤：[0019] S1：采用温度检测装置对每根进气管进行实时温度监测，当监测到该进气管温度低于其它进气管，表明该进气管堵塞；[0020] S2：当发现管道堵塞，无需关闭氯气进气管上的第一阀门，打开吹扫管道上的第二阀门，并打开吹扫装置通入高压气体进行吹扫，清理堵塞；[0021] S3：利用温度检测装置对该进气管温度进行测量，若该进气管接近其它进气管温度，表明堵塞已清理；若温度仍低于其它进气管温度，加大吹扫气量，对氯化炉进气管继续进行吹扫，直至温度测量接近其它进气管为止；[0022] S4：若堵塞进气管数为多个，每次只能对一个进气管进行清理，当该进气管堵塞清理结束后，再对其它进气管依次进行吹扫清理。[0023] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0024] 1.正常生产时，打开氯气进气管处的第一阀门，氯气流入氯化炉，通过氯气进气管中设置有温度检测装置，当管道发生堵塞时，进气管内温度降低，温度检测装置检测到该进气管温度明显低于其余进气管的温度时，自动控制单元判定该进气管发生堵塞，此时无需关闭氯气进气管处的第一阀门，打开吹扫管道处的第二阀门，同时打开吹扫装置向吹扫管道内吹入高压气体，将氯气进气管内部堵塞的二氧化钛杂质吹入氯化炉内，完成进气管的疏通，实现保证不停车的前提下，清理堵塞，保证氯化炉的均匀进气。[0025] 2.通过在氯气进气管端部设置有延长管道，且延长管道的端部与氯化炉内壁的距离为100‑200mm，保证气体进入氯化炉后，不沿氯化炉炉壁上升，而是朝向氯化炉中心进气，使流化气分布更加均匀；其次也可以防止氯化炉内壁附着的物料堵塞进气口。[0026] 3.由于延长管道处于高温、腐蚀和摩擦氛围，尤其当进气管关闭或者堵塞，没有冷流体氯气等通过对其进行冷却保护时，损坏加速，故在为延长管道外部衬设有耐高温、耐腐蚀的保护套，延长管道在高温、腐蚀和摩擦氛围的环境下的使用寿命。[0027] 4.管道越细，吹扫气量一定的情况下，气速越高，吹扫效果越好，采用吹扫管道的直径设置为小于100mm，吹扫效果最佳。[0028] 5.本发明的技术方案克服了原有手动操作的缺点，同时增加了自动防堵的功能，减少现场工人的劳动强度，工人操作处于安装位置，降低了工人身体的损害程度，降低了氯化炉工艺操作不稳定性，同时增加了工艺操作的灵活性，延长了氯化炉工作时间。附图说明[0029] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：[0030] 图1是本发明中一种氯化炉进气系统的结构示意图；[0031] 图2是本发明中一种氯化炉进气系统的控制原理图。[0032] 附图标记[0033] 氯化炉‑1；氯气进气管‑2；第一阀门‑3；温度检测装置‑4；吹扫管道‑5；吹扫装置‑6；第二阀门‑7；延长管道‑8；保护套‑9；进气口‑10。具体实施方式[0034] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。[0035] 在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0036] 下面结合图1、图2对本发明作详细说明。[0037] 一种氯化炉进气系统，包括设置在氯化炉1侧壁下部的10～18个进气口10，本发明中优选为18个进气口10，所述每一个进气口10都连接有氯气进气管2，所述多个氯气进气管2并联且一端共接有反应氯气，所述每一根氯气进气管2中设置有第一阀门3；所述每一根氯气进气管2上均还设置有温度传感器，用于监测氯气进气管2的温度，以判断该氯气进气管2是否发生堵塞；所述每一根氯气进气管2上还连接有吹扫管道5，所述多个吹扫管道5并联且其一端共接有吹扫装置6，所述吹扫装置6为高压气泵，当氯气进气管2发生堵塞时，高压气泵提供压缩气体将氯气进气管2内的杂质吹进氯化炉1内；吹扫管道5中设置有第二阀门7，所述温度检测装置4、第一阀门3和第二阀门7分别电接有自动控制单元，所述自动控制单元优选为DCS控制系统或PLC控制系统，自动控制单元内设置全自动控制程序，使本发明的氯化炉1进气系统可实现自动防堵功能。[0038] 本实施例中，为了保证气体进入氯化炉1后，不沿氯化炉1炉壁上升，而是朝向氯化炉1中心进气，使流化气分布更加均匀，其次也可以防止氯化炉1内壁附着的物料堵塞进气口10；在所述氯气进气管2端部设置有延长管道8，所述延长管道8插入氯化炉1内，且延长管道8的端部与氯化炉1内壁的距离为100‑200mm。[0039] 本实施例中，由于延长管道8处于高温、腐蚀和摩擦氛围，尤其当进气管关闭或者堵塞，没有冷流体氯气等通过对其进行冷却保护时，损坏加速，故为了延长管道8在高温、腐蚀和摩擦氛围的环境下的使用寿命，在所述延长管道8外部衬设有耐高温、耐腐蚀的保护套9。[0040] 作为一种优选的的实施方式，所述保护套9材质采用陶瓷。[0041] 作为一种优选的的实施方式，所述延长管道8的材质为任一耐氯气和高温的材质，优选为陶瓷材料。[0042] 本实施例中，吹扫装置6与吹扫管道5的连接方式可为软连接或者直接连接等任一方式。若采用软连接方式，在吹扫管道5端处安装盲板法兰，如需吹扫，打开盲板，安装软连接头，连接吹扫装置6进行吹扫。[0043] 本实施例中，管道越细，吹扫气量一定的情况下，气速越高，吹扫效果越好，故将吹扫管道5的直径设置为小于100mm，吹扫效果最佳。[0044] 本实施例中所述吹扫装置6为高压气泵，充入的气体优选为压缩空气，压缩空气供气压力高于进气管压力3‑4bar，吹扫气体量＝吹扫气速*管道横截面积，吹扫气速不小于1m/s。[0045] 本实施例中，所述第一阀门3和第二阀门7为自动阀和/或手动阀，优选氯气进气管2和吹扫管道5分别同时安装手动阀和自动阀，用自动阀控制气体的流动，手动阀进行辅助。[0046] 本发明提供的一种氯化炉进气系统，在实际生产应用过程中，利用高压气体短时间吹扫不会存在问题，故本方案主要是利用比氯化炉1气体压力大的吹扫气，通过吹扫管道5和延长管道8进行吹扫，反应气体不会从氯化炉1逸出，可以直接实现不停车进行吹扫。[0047] 一种氯化炉进气系统的控制方法，包括如下步骤：[0048] S1：采用温度检测装置4对每根进气管进行实时温度监测，当监测到该进气管温度低于其它进气管，表明该进气管堵塞；[0049] S2：当发现管道堵塞，无需关闭氯气进气管2上的第一阀门3，打开吹扫管道5上的第二阀门7，并打开吹扫装置6通入高压气体进行吹扫，清理堵塞；[0050] S3：利用温度传感器对该进气管温度进行测量，若该进气管接近其它进气管温度，表明堵塞已清理；若温度仍低于其它进气管温度，加大吹扫气量，对氯化炉1进气管继续进行吹扫，直至温度测量接近其它进气管为止；[0051] S4：若堵塞进气管数为多个，每次只能对一个进气管进行清理，当该进气管堵塞清理结束后，再对其它进气管依次进行吹扫清理。[0052] 一种氯化炉进气系统的控制方法的第一个实施例方式:[0053] S1.氯化炉1有18根氯气进气管2，编号为1‑18；18根氯气进气管2上设置的温度传感器对每一根氯气进气管2进行温度实时监测，发现3号氯气进气管2温度为65.1℃，其它氯气进气管2温度为76.5℃，3号氯气进气管2温度低于其它氯气进气管2，判定3号氯气进气管2发生堵塞；[0054] S2.无需关闭3号氯气进气管2处的第一阀门3，只打开3号氯气进气管2对应的吹扫管道5的处第二阀门7，其余没有发生堵塞的氯气进气管2的第二阀门7关闭；[0055] S3.吹扫管道5直径为DN50，打开吹扫装置6通入14m3/h吹扫气体进行吹扫，清理堵塞；[0056] S4.温度传感器对3号氯气进气管2温度进行测量，温度为76.5℃，与其它进气管温度的相同时，表明堵塞已清理，停止吹扫，关闭3号氯气进气管2的第二阀门7。[0057] 一种氯化炉进气系统的控制方法的第二个实施例方式:[0058] S1.氯化炉1有18根氯气进气管2，编号为1‑18；18根氯气进气管2上设置的温度传感器对每一根氯气进气管2进行温度实时监测，发现3号氯气进气管2温度为45.1℃，其它氯气进气管2温度为76.5℃，3号氯气进气管2温度低于其它氯气进气管2，判定3号氯气进气管2发生堵塞；[0059] S2.无需关闭3号氯气进气管2处的第一阀门3，只打开3号氯气进气管2对应的吹扫管道5的处第二阀门7，其余没有发生堵塞的氯气进气管2的第二阀门7关闭；[0060] S3.吹扫管道5直径为DN50，打开吹扫装置6通入14m3/h吹扫气体进行吹扫，清理堵塞；[0061] S4.温度传感器对3号氯气进气管2温度进行测量，温度为55.2℃，仍低于其它氯气3进气管2温度，说明该处堵塞较为多；将吹扫气量增加至21m/h，温度为68.9℃，仍低于其它3氯气进气管2温度；将吹扫气量增加至28m /h，温度为76.5℃，与其它氯气进气管2温度一致，表明堵塞已清理，停止吹扫，关闭3号氯气进气管2的第二阀门7。[0062] 一种氯化炉进气系统的控制方法的第三个实施例方式:[0063] S1.氯化炉1有18根氯气进气管2，编号为1‑18，18根氯气进气管2上设置的温度传感器对每一根氯气进气管2进行温度实时监测，发现3号氯气进气管2温度为46.7℃，4号氯气进气管2温度为66.1℃，其它氯气进气管2温度为74.3℃，3号和4号氯气进气管2温度低于其它氯气进气管2，表明这两根氯气进气管2堵塞。[0064] S2.无需关闭3号氯气进气管2处的第一阀门3，只打开3号氯气进气管2对应的吹扫管道5的处第二阀门7，其余没有发生堵塞的氯气进气管2的第二阀门7关闭；[0065] S3.吹扫管道5直径为DN50，打开吹扫装置6通入14m3/h吹扫气体进行吹扫，清理堵塞；温度传感器对3号氯气进气管2温度进行测量，温度为58.1℃，仍低于其它氯气进气管23温度，说明该处堵塞较为多；将吹扫气量增加至21m /h，温度为69.4℃，仍低于其它氯气进3气管2温度。将吹扫气量增加至28m/h，温度为74.3℃，与其它氯气进气管2温度一致，表明堵塞已清理，停止吹扫，关闭3号氯气进气管2的第二阀门7。[0066] S4.无需关闭4号氯气进气管22处的第一阀门3，打开4号氯气进气管2对应的吹扫管道5的处第二阀门7，其余没有发生堵塞的氯气进气管2的第二阀门7关闭。[0067] S5.吹扫管道5直径为DN50，打开吹扫装置6向4号氯气进气管2通入14m3/h吹扫气体进行吹扫，清理堵塞。温度传感器对4号氯气进气管2温度进行测量，温度为74.3℃，等于其它氯气进气管2温度，表明堵塞已清理，停止吹扫，关闭4号氯气进气管2的第二阀门7。[0068] 涉及到阀门的自动控制原理以及PLC控制原理均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。[0069] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。[0070] 以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2021-10-31

专利公开日期：2024-09-10

专利公告号：CN113932614B