一种用于流化床的高气固比原料加料装置及加料方法与流程

1.本发明涉及氯化钛白生产技术领域，具体涉及一种用于流化床的高气固比原料加料装置及加料方法。


背景技术：

2.四氯化钛是氯化法钛白粉和海绵钛等工业产品的主要原料，国内外主要的生产方法有沸腾氯化与熔盐氯化两种，其中沸腾氯化所用的氯化炉流化床，为了避免堵塞，一般采用惰性气体输送加料，由于加料时惰性气体的引入会导致流化床内流化状态发生变化，一般的加料装置通常为f-k泵，气固比最高可以达到1:20左右。
3.然而大量惰性气体的引入导致进入氯化炉内的不参与反应的物料增加，从而导致较大的能量损耗。因此，对进料方式进行改进，以减少进入氯化炉内的不参与反应的物料，成为本领域亟待解决的技术问题。
4.基于此，现有技术仍然有待改进。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种用于流化床的高气固比原料加料装置及加料方法，以解决现有技术的进入氯化炉内的不参与反应的气体较多所带来的能源损耗的技术问题。
6.根据本发明的一个方面，提出一种用于流化床的高气固比原料加料装置，包括由高向低依次布置的称重料仓、下料料仓、u型阀，其中，
7.所述称重料仓连通有第一补压管路和泄压管路；
8.所述称重料仓的下端与所述下料料仓的上端通过第一物料管道连通，所述称重料仓的上部和所述下料料仓的上部通过平衡管路连通，所述第一物料管道上设置有第一物料阀，所述平衡管路上设置有气体阀门；
9.所述下料料仓的下端通过第二物料管道连通所述u型阀的进料口，所述第二物料管道上设置有第二物料阀。
10.进一步地，所述第一补压管路上设置有第一补压阀门，所述泄压管路上设置有泄压阀门。
11.进一步地，所述下料料仓的上部还连通有第二补压管路，所述第二补压管路上设置有第二补压阀门。
12.进一步地，所述称重料仓上设置有第一压力检测机构，所述下料料仓上设置有第二压力检测机构。
13.进一步地，所述称重料仓上还连通有加料管道，所述加料管道上设置有加料阀门。
14.进一步地，所述u型阀还包括储料箱，以及设置在所述储料箱上的出料口、流化气进气口和输送气进气口；
15.其中，所述流化气进气口和所述输送气进气口分别连通气体储罐，所述出料口连
通至氯化炉。
16.进一步地，所述储料箱内设置有隔板，所述隔板由所述储料箱的上表面向下延伸形成以将所述储料箱分割成流化部和输送部，并且，所述隔板与所述储料箱的底壁之间具有第一距离；
17.所述流化气进气口由所述储料箱的下端连通至所述流化部，所述输送气进气口由所述储料箱的下端连通至所述输送部；所述进料口设置在所述流化部的上端，所述出料口设置在所述输送部上端。
18.根据本发明的另一个方面，提出一种采用上述的用于流化气的高气固比原料加料装置的加料方法，包括，
19.步骤一打开泄压管路上的泄压阀门，泄放所述称重料仓内的压力至所述称重料仓内的压力低于所述下料料仓内的压力；
20.步骤二通过加料管道向所述称重料仓内加入物料至第一预定重量后停止加料；
21.步骤三关闭泄压管路上的泄压阀门，打开第一补压管路上的第一补压阀门，使所述称重料仓内的压力大于所述下料料仓内的压力后，打开气体阀门和第一物料阀，当下料料仓内的料位达到第一预定料位，关闭气体阀门和第一物料阀；
22.步骤四打开第二补压管路上的第二补压阀门和所述第二物料阀，向u型阀内下料，u型阀的出料口连通至氯化炉。
23.进一步地，还包括：
24.步骤五根据下料料仓的下料速度，调整所述u型阀的流化气进气口和输送气进气口的进气量，进一步控制进入氯化炉的物料速率。
25.进一步地，当下料料仓的料位低于第二预定料位，重复步骤三；
26.当称重料仓的重量低于第二预定重量，重复步骤一和步骤二。
27.采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：
28.本发明提供的用于流化床的高气固比原料加料装置及加料方法，通过压力差配合u型阀进行加料，即解决了粉末状的原料进料所可能产生的堵塞问题，又在一定程度上减少了惰性气体进入体系，可以将进入体系的气固比由现有技术的1：10～20，提升至1：60以上，大大降低了进入体系内的惰性气体的量，从而使得体系能量消耗减小，也有效改善了大量惰性气体进入体系所带来的扰动，降低了加料对流化状态的影响。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1示出了本发明一个实施例所公开的一种用于流化床的高气固比原料加料装置的结构示意图。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照
附图，对本发明实施例进一步详细说明。
32.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
33.如图1所示，本发明实施例公开了一种用于流化床的高气固比原料加料装置，包括由高向低依次布置的称重料仓1、下料料仓2、u型阀21，其中，所述称重料仓1连通有第一补压管路7和泄压管路8；所述称重料仓1的下端与所述下料料仓2的上端通过第一物料管道3连通，所述称重料仓1的上部和所述下料料仓2的上部通过平衡管路9连通，所述第一物料管道3上设置有第一物料阀5，所述平衡管路9上设置有气体阀门22；所述下料料仓2的下端通过第二物料管道4连通所述u型阀21的进料口，所述第二物料管道4上设置有第二物料阀6。所述第一补压管路7上设置有第一补压阀门10，所述泄压管路8上设置有压阀门11。所述下料料仓2的上部还连通有第二补压管路13，所述第二补压管路13上设置有第二补压阀门14。
34.本实施例通过对称重料仓1设置补压管路和泄压管路8，当称重料仓1内压力大于下料料仓2的压力时，可通过压力差的作用，将称重料仓1内的物料压入下料料仓2内，类似地，通过下料料仓2与u型阀21之间的压力差，使得下料料仓2内的物料能够顺利进入u型阀21内，同时下料料仓2与后续的氯化炉之间的压力差，配合u型阀21的气体吹送，使得可以在较高气固比的情况下，原料仍能顺利进入氯化炉。
35.本发明一些实施例所公开的一种用于流化床的高气固比原料加料装置，在上述实施例的基础上，所述称重料仓1上设置有第一压力检测机构，所述下料料仓2上设置有第二压力检测机构。所述称重料仓1上还连通有加料管道12，所述加料管道12上设置有加料阀门。压力检测机构可以采用常规的压力表进行检测，通过设置两个压力检测机构，使得称重料仓1和下料料仓2的内的压力实现了量化可控，从而可以根据需要对压力差进行调整，使得进料速率保持在合适的范围内。
36.本发明一些实施例所公开的一种用于流化床的高气固比原料加料装置，在上述实施例的基础上，所述u型阀21还包括储料箱，以及设置在所述储料箱上的出料口、流化气进气口和输送气进气口；其中，所述流化气进气口和所述输送气进气口分别连通气体储罐，所述出料口连通至氯化炉。所述储料箱内设置有隔板，所述隔板由所述储料箱的上表面向下延伸形成以将所述储料箱分割成流化部和输送部，并且，所述隔板与所述储料箱的底壁之间具有第一距离；所述流化气进气口由所述储料箱的下端连通至所述流化部，所述输送气进气口由所述储料箱的下端连通至所述输送部；所述进料口设置在所述流化部的上端，所述出料口设置在所述输送部上端。输送时打开连通流化气进气口的流化气管路16，将阀内(即储料箱内)的物料吹扫至流动状态，然后打开连通输送气进气口的输送气管路17，将流动起来的物料输送至氯化炉内。
37.本发明一些实施例还公开了采用上述的用于流化气的高气固比原料加料装置的加料方法，包括，
38.步骤一打开泄压管路8上的卸压阀门11，泄放所述称重料仓1内的压力至所述称重料仓1内的压力低于所述下料料仓2内的压力；
39.步骤二通过加料管道向所述称重料仓1内加入物料至第一预定重量后停止加料；
40.步骤三 关闭泄压管路8上的卸压阀门11，打开第一补压管路7上的第一补压阀门
10，使所述称重料仓1内的压力大于所述下料料仓2内的压力后，打开气体阀门22和第一物料阀5，当下料料仓2内的料位达到第一预定料位，关闭气体阀门22和第一物料阀5；
41.步骤四打开第二补压管路13上的第二补压阀门14和所述第二物料阀6，向u型阀21内下料，u型阀21的出料口连通至氯化炉。
42.步骤五根据下料料仓2的下料速度，调整所述u型阀21的流化气进气口和输送气进气口的进气量，进一步控制进入氯化炉的物料速率。
43.当下料料仓2的料位低于第二预定料位，重复步骤三；当称重料仓1的重量低于第二预定重量，重复步骤一和步骤二。
44.本实施例所公开的加料装置和方法中，储料箱为长方体，长约为40-50cm，宽为20cm左右，高为20cm左右，隔板有上壁向下延伸，与底壁之间的第一距离约为3-5cm，从而使得粉料在其中以类似u型的路径通过。流化气的输送速率约为20-30m3/h，输送气的输送速率约为100m3/h。该速率下氯化反应的产率和纯度较佳。
45.实施例
46.一种用于流化床的高气固比原料加料装置，主要包含称重料仓1、下料料仓2、u型阀21及其配套管路、仪器仪表等。所述的称重料仓1设置有称重模块23、压力表p1(第一压力检测机构)、第一补压管路7、泄压管路8、平衡管路9、第一物料阀5和加料阀门。所述的下料料仓2设置有压力表p2(第二压力检测机构)、液位计l1、平衡管路9、第二物料阀6。所述的u型阀21包括u型阀21本体(储料箱)、流化气管路16、输送气管路17。所述的称重料仓1用于对前端输送过来的物料进行称重计量，补充物料前，通过泄压管路8将压力泄放至低于前端设备，补料完成后，通过补压管路将压力补充至高于下料料仓2压力。所述的下料料仓2用于连续下料，补料时打开平衡管路9上的气体阀门22、第一物料阀5，将下料料仓2的物料下放至高料位，下料时打开第二物料阀6将物料下放至u型阀21。所述的u型阀21用于将物料输送至氯化炉，输送时打开流化气管路16，将阀内的物料吹扫至流动状态，然后打开输送气管路17，将流动起来的物料输送至氯化炉内。
47.主要使用流程为：
48.1、打开卸压阀门11，将称重料仓1内压力p1泄放至低于前端系统压力。
49.2、打开加料阀门，将前端物料输送至称重料仓1，称重料仓1达到高料位后关闭加料阀门。
50.3、关闭卸压阀门11，打开第一补压阀门10，将压力p1补充至大于下料料仓2压力p2，打开平衡管路9上的气体阀门22，打开第一物料阀5开始下料，当下料料仓2料位达到高料位后，关闭气体阀门22和第一物料阀5。
51.4、打开第二物料阀6开始往u型阀21下料，打开输送气管路17上的输送气阀门19、流化气管路16上的流化气阀门18、氮气储罐15出气口处的出气阀门20开始往氯化炉进料。
52.下料料仓2料位低于低料位后重复第3步操作，称重料仓1料位低于低料位后重复第1、2步操作。根据称重料仓1和下料料仓2下料速度情况，调整u型阀21流化气和输送气量，确保下料速度在要求范围内。
53.需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
54.以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
55.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。