大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置，包括冷態(tài)試驗裝置A：包括水平設(shè)置的壓縮空氣送氣管，垂直地面設(shè)置的筒狀管，半球狀布氣連接件；冷態(tài)實驗裝置B：沸騰氯化爐頂部和靠近篩板的部位分別設(shè)有壓力表，倒錐形底部通過管道連通緩沖罐，管道上設(shè)有流量計和調(diào)節(jié)閥，緩沖罐與壓縮空氣管連通，壓縮空氣管上設(shè)有減壓閥。本發(fā)明確定出流化性較好的混合料配比和相應(yīng)的粒徑分布結(jié)果，利用壓縮空氣代替氯氣，對篩板流體阻力△P、篩板布氣的均勻性、氯化爐沸騰狀態(tài)動力特性參數(shù)進行測定，為氯化爐通氯投料試生產(chǎn)摸索出一組工藝控制參數(shù)，降低了試生產(chǎn)初期控制調(diào)節(jié)的盲目性，有效縮短試生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)環(huán)境的污染程度。
【專利說明】大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬裝置，特別涉及一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，國內(nèi)氯堿工業(yè)迅速發(fā)展，但生產(chǎn)過程中大量的裝備和工藝依靠進口，重要技術(shù)環(huán)節(jié)不被國內(nèi)技術(shù)人員掌握等問題嚴重制約著企業(yè)的發(fā)展。我國通過40余年的發(fā)展，在廈門、天津、遵義等地所建設(shè)的萬噸級生產(chǎn)線也僅是成熟掌握了氯化法海綿鈦和氯化法鈦白粉的生產(chǎn)，各個公司將自己生產(chǎn)線的設(shè)備構(gòu)造、操作方法等視為企業(yè)的技術(shù)秘密，基本不予報道。
[0003]基于以上現(xiàn)狀，國內(nèi)大型沸騰氯化爐的設(shè)計和工藝技術(shù)沒有成熟的參數(shù)可供參考的，對于自主設(shè)計的大型沸騰氯化爐沒有實施先例和一套準確的工藝控制參數(shù)，均需要進行投料試生產(chǎn)摸索。大型沸騰氯化爐的主要工藝控制參數(shù)有氯化爐爐溫、爐壓差、氯氣壓力、氯氣流量、爐內(nèi)料層高度、加料配比等，影響的因素較多，因此摸索工藝參數(shù)的過程比較困難，試生產(chǎn)周期較長，消耗的人力、物力非常大，一般的企業(yè)根本無力承擔，同時由于試生產(chǎn)期間工藝確定容易引起的尾氣含氯量較高甚至是煙?冒黃煙等環(huán)境污染事故，企業(yè)安全生產(chǎn)風險巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置及其使用方法，可以對新建成的大型沸騰氯化爐進行帶料冷態(tài)試驗，通過試驗確定在實現(xiàn)爐內(nèi)物料良好沸騰情況下的各項關(guān)鍵的工藝控制參數(shù)，并準確指導(dǎo)實際投料試生產(chǎn)過程。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置，包括冷態(tài)試驗裝置A和冷態(tài)試驗裝`置B，所述冷態(tài)實驗裝置A包括:水平設(shè)置的壓縮空氣送氣管，用于調(diào)節(jié)和控制壓縮空氣送氣量，其出口端設(shè)有出氣管，與水平成直角設(shè)置，直角部設(shè)有活動擋板和流量計；垂直地面設(shè)置的筒狀管，為混合物料提供流態(tài)化沸騰區(qū)域；半球狀布氣連接件，所述半球狀布氣連接件的闊口部與筒狀管固定連接，底部設(shè)有管狀連接端與出氣管固定連接；所述半球狀布氣連接件與筒狀管的連接部水平設(shè)有帶孔石棉板；所述冷態(tài)實驗裝置B包括:有篩板沸騰氯化爐有筒狀主體和倒錐形底部；倒錐形底部與主體的連接部為篩板的安裝和拆卸部，沸騰氯化爐頂部和靠近篩板的部位分別設(shè)有第一壓力表和第二壓力表，倒錐形底部通過管道連通氣體緩沖罐，管道上設(shè)有流量計和調(diào)節(jié)閥，緩沖罐與壓縮空氣管連通，壓縮空氣管上設(shè)有減壓閥。
[0006]優(yōu)選的，所述筒狀管為透明材質(zhì)，沸騰爐主體底部設(shè)有透明材料的觀察窗。
[0007]優(yōu)選的，所述冷態(tài)試驗裝置A用于原料粒徑匹配性測量；冷態(tài)試驗裝置B用于氯化爐空篩板的流體阻力降測量、篩板布氣均勻程度測量和物料不同厚度時氯化爐沸騰狀態(tài)動力特性參數(shù)測量。[0008]優(yōu)選的，所述冷態(tài)試驗裝置A用于原料粒徑匹配性測量的方法包括:將不同比例的混合物料分別在石棉板上鋪入厚度在200~600_的混合料層，通過壓縮空氣送氣管通入壓縮空氣對混合料進行流態(tài)化實驗，觀察原料顆粒的流化性，以及檢查確認料層中有無分層現(xiàn)象，對流化性好的混合料進行物料粒徑檢測分析，按照流化性好的混合料的配料比例和粒徑檢測結(jié)果進行備料留用。
[0009]優(yōu)選的，所述冷態(tài)試驗裝置B用于氯化爐空篩板的流體阻力降測量的方法包括:在空篩板上均勻鋪上一層100~200mm的耐火磚顆粒，通入壓縮空氣，分別測試空篩板在壓縮空氣的風量為1000NmVh~2000Nm3/h不同風量條件下的空篩板的阻力降Λ P值，繪制風量與空篩板的阻力降ΛP的特性曲線。
[0010]優(yōu)選的，所述冷態(tài)試驗裝置B用于篩板布氣均勻程度測量和物料不同厚度時氯化爐沸騰狀太動力特性參數(shù)測量的方法包括:向爐內(nèi)加入400~600mm厚的流化性好的混合物料作為底料，開大篩板底部的壓縮空氣量保證混合物料完全沸騰，然后關(guān)閉進氣閥門，保證底料自然鋪平，再緩緩開啟壓縮空氣進氣閥，通過觀察孔觀察料層在小風量時表面發(fā)生跳動的地方是否均勻，如果篩板四周和中間微微跳動點分布均勻，跳動高度一致，料層表面平坦，則說明布氣均勻；
向沸騰氯化爐內(nèi)加入400~600_厚的混合物料并自然鋪平后，調(diào)節(jié)通入的壓縮空氣流量，改變篩板截面平均風速，測定此料層厚度在常溫下的床層壓降與風量、風壓的關(guān)系，當截面平均風速逐漸增大時，床層壓降也逐漸增大，此時料層高度不變，當截面風速增大到某一數(shù)值后再繼續(xù)增大時，料層高度顯著增高，但床層壓降不再增大，此時截面風速為臨界沸騰風速Wll^,當截面風速大于臨界沸騰風速后，料層高度繼續(xù)增加，但床層壓降仍然不變，如果截面平均風速大于某一風速后，物料被吹走，床層壓降迅速下降，這個特定風速稱為飛出速度，按截面平均風速測繪處沸騰床動力曲線。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明冷態(tài)試驗首先通過簡易可視結(jié)構(gòu)可以觀察原料顆粒的流化性，以及確定出流化性較好的混合料配比和相應(yīng)的粒徑分布結(jié)果，以便準備符合要求的物料；然后利用壓縮空氣代替氯氣，以無毒代有毒的、以常溫代高溫的生產(chǎn)條件，對篩板流體阻力Λ P、篩板布氣的均勻性、氯化爐沸騰狀態(tài)動力特性參數(shù)進行初步測定，為氯化爐通氯投料試生產(chǎn)摸索出一組工藝控制參數(shù)，從而降低了試生產(chǎn)初期控制調(diào)節(jié)的盲目性，可有效縮短試生產(chǎn)周期，并降低生產(chǎn)環(huán)境的污染程度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明冷態(tài)試驗裝置A的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明冷態(tài)試驗裝置B的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明沸騰床動力曲線圖；
其中:1、筒狀管，2、石 棉板，3、壓縮空氣送氣管，4、沸騰氯化爐，5、緩沖罐，6、流量計，7、調(diào)節(jié)閥，8、減壓閥，9、第一壓力表，10、第二壓力表，11、壓縮空氣管，12、流量計，13、活動擋板，14、出氣管，15、半球狀布氣連接件。
【具體實施方式】[0013]如圖1至圖3所示，一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置，包括冷態(tài)試驗裝置A和冷態(tài)試驗裝置B，冷態(tài)實驗裝置A包括:水平設(shè)置的壓縮空氣送氣管3，用于調(diào)節(jié)和控制壓縮空氣送氣量，其出口端設(shè)有出氣管14，與水平方向成直角設(shè)置，直角部設(shè)有活動擋板13和流量計12 ;垂直地面設(shè)置的筒狀管1，為混合物料提供流態(tài)化沸騰區(qū)域；半球狀布氣連接件15，所述半球狀布氣連接件的闊口部與筒狀管I固定連接，底部設(shè)有管狀連接端與出氣管14固定連接；所述半球狀布氣連接件15與筒狀管I的連接部水平設(shè)有帶孔石棉板2 ;冷態(tài)實驗裝置B包括:沸騰氯化爐4有筒狀主體和倒錐形底部；倒錐形底部與主體的連接部為篩板16的安裝和拆卸部，沸騰氯化爐4頂部和靠近篩板的部位分別設(shè)有第一壓力表9和第二壓力表10，倒錐形底部通過管道連通緩沖罐5，管道上設(shè)有流量計6和調(diào)節(jié)閥7，緩沖罐5與壓縮空氣管11連通，壓縮空氣管11上設(shè)有減壓閥8。筒狀管I為透明材質(zhì)，沸騰爐主體底部設(shè)有透明材料的觀察窗12。
[0014]下面結(jié)合某氯化爐設(shè)計過程中的【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的:
經(jīng)過初步估算確定物料的混合比約為20-40:100，因此向冷態(tài)試驗裝置A的石棉板上鋪入100:20配比的混合物料200mm，通入壓縮空氣調(diào)節(jié)流速和流量觀察原料顆粒的流化性和料層有無分層現(xiàn)象，逐漸增加混合物料厚度從200至600mm，分別記錄和觀察通入壓縮空氣調(diào)節(jié)流速和流量觀察原料顆粒的流化性和料層有無分層現(xiàn)象，確定出流化性好的混合料配比，并對其進行物料粒徑檢測分析，按照流化性好的混合料的粒徑檢測和配比進行備料。
[0015]重復(fù)以上步驟，分別確認100:30和100:40配比的混合物料的數(shù)據(jù)，確定出流化性好的混合料配比，并對其進行物料粒徑檢測分析，按照流化性好的混合料的粒徑檢測和配比進行備料。
[0016]在冷態(tài)試驗裝置B內(nèi)加裝所要測定的篩板后，緩慢開啟減壓閥8向緩沖罐5中通入壓縮空氣，經(jīng)減壓閥8將現(xiàn)場總管上壓縮空氣壓力減至緩沖罐5所要求的壓力范圍，緩慢開啟調(diào)節(jié)閥7，模擬向有篩板沸騰氯化爐4通入氯氣的過程，通過流量計6測試通入壓縮空氣的流量，通過引壓管10連接的壓力表9測定爐頂與爐底的壓力，確定爐內(nèi)壓差Λ P，在篩板上均勻鋪100~200mm耐火磚顆粒，通入壓縮空氣，分別測試空篩板在壓縮空氣的風量為1000NmVh~2000Nm3/h等條件下的空篩板阻力壓降Λ P值。
[0017]以冷態(tài)試驗裝置A的不同物料配比記錄數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別向篩板上鋪入400~600mm的流化性好的混合物料，開大調(diào)節(jié)閥7保證混合料層完全被吹起，然后關(guān)閉減壓閥8和調(diào)節(jié)閥7，使料層自然鋪平。再緩緩開啟調(diào)節(jié)閥7，通過觀察窗12觀察爐內(nèi)料層在小風量時表面發(fā)生跳動的地方是否均勻，以檢查篩板布氣的均勻性。
[0018]最后向篩板上分別鋪入400mm~2000mm的混合料層，并分別測定其床層壓降Λ P與風量、風壓的特征關(guān)系。當風量增大，床層壓降也逐漸增大，此時料層高度不變。當風量增大到某一數(shù)值后再繼續(xù)增大時，料層高度顯著增高，但床層壓降不再增大，此時截面風速為臨界沸騰風速Wll^;當風速大于臨界沸騰風速后，料層高度繼續(xù)增加，但床層壓降仍然不變，按截面平均風速測繪處沸騰床動力曲線，如圖3所示。
[0019]本發(fā)明冷態(tài)試驗首先通過簡易可視結(jié)構(gòu)可以觀察原料顆粒的流化性，以及確定出流化性較好的混合料配比和相應(yīng)的粒徑分布結(jié)果，以便準備符合要求的物料；然后利用壓縮空氣代替氯氣，以無毒代有毒的、以常溫代高溫的生產(chǎn)條件，對篩板流體阻力Λ P、篩板布氣的均勻性、氯化爐沸騰狀態(tài)動力特性參數(shù)進行初步測定，為氯化爐通氯投料試生產(chǎn)摸索出一組工藝控制參數(shù)，從而降低了試生產(chǎn)初期控制調(diào)節(jié)的盲目性，可有效縮短試生產(chǎn)周期，并降低生產(chǎn)環(huán)境的污染程度。
[0020]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實例。應(yīng)當指出對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明所提供的技術(shù)啟示下，作為本領(lǐng)域的公知常識，還可以做出其它等同變型和改進，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。`
【權(quán)利要求】
1.一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置，包括冷態(tài)試驗裝置A和冷態(tài)試驗裝置B，其特征在于:所述冷態(tài)實驗裝置A包括:水平設(shè)置的壓縮空氣送氣管，用于調(diào)節(jié)和控制壓縮空氣送氣量，其出口端設(shè)有出氣管，與水平方向成直角設(shè)置，直角部設(shè)有活動擋板和流量計；垂直地面設(shè)置的筒狀管，為混合物料提供流態(tài)化沸騰區(qū)域；半球狀布氣連接件，所述半球狀布氣連接件的闊口部與筒狀管固定連接，底部設(shè)有管狀連接端與出氣管固定連接；所述半球狀布氣連接件與筒狀管的連接部水平設(shè)有帶孔石棉板；所述冷態(tài)實驗裝置B包括:篩板沸騰氯化爐有筒狀主體和倒錐形底部；倒錐形底部與主體的連接部為篩板的安裝和拆卸部，沸騰氯化爐頂部和靠近篩板的部位分別設(shè)有第一壓力表和第二壓力表，倒錐形底部通過管道連通緩沖罐，管道上設(shè)有流量計和調(diào)節(jié)閥，緩沖罐與壓縮空氣管連通，壓縮空氣管上設(shè)有減壓閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置，其特征在于:所述筒狀管為透明材質(zhì)，沸騰爐主體底部設(shè)有透明材料的觀察窗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置，其特征在于:所述冷態(tài)試驗裝置A用于原料粒徑匹配性測量；冷態(tài)試驗裝置B用于氯化爐空篩板的流體阻力降測量、篩板布氣均勻程度測量和物料不同厚度時氯化爐沸騰狀動力特性參數(shù)測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置的冷態(tài)試驗裝置A用于原料粒徑匹配性測量的方法，其特征在于:所述方法包括:將不同比例的混合物料分別在石棉板上鋪入厚度在200~600_的混合料層，通過壓縮空氣送氣管通入壓縮空氣對混合料進行流態(tài)化實驗，觀察原料顆粒的流化性，以及檢查確認料層中有無分層現(xiàn)象，對流化性好的混合料進行物料粒徑檢測分析，按照流化性好的混合料的配料比例和粒徑檢測結(jié)果進行備料留用。
5.根據(jù)權(quán)利要求·3所述一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置的冷態(tài)試驗裝置B用于氯化爐空篩板的流體阻力降測量的方法，其特征在于:所述方法包括:在空篩板上均勻鋪上一層100~200mm的耐火磚顆粒，通入壓縮空氣，分別測試空篩板在壓縮空氣的風量為1000Nm3/h~2000Nm3/h不同風量條件下的空篩板的阻力降Λ P值，繪制風量與空篩板的阻力降Λ P的特性曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種大型有篩板沸騰氯化爐控制參數(shù)冷態(tài)模擬裝置的冷態(tài)試驗裝置B用于篩板布氣均勻程度測量和物料不同厚度時氯化爐沸騰狀太動力特性參數(shù)測量的方法,其特征在于:所述方法包括:向爐內(nèi)加入400~600mm厚的流化性好的混合物料作為底料，開大篩板底部的壓縮空氣量保證混合物料完全沸騰，然后關(guān)閉進氣閥門，保證底料自然鋪平，再緩緩開啟壓縮空氣進氣閥，通過觀察孔觀察料層在小風量時表面發(fā)生跳動的地方是否均勻，篩板四周和中間微微跳動點分布均勻，跳動高度一致，料層表面平坦，說明布氣均勻； 向沸騰氯化爐內(nèi)加入400~600_厚的混合物料并自然鋪平后，調(diào)節(jié)通入的壓縮空氣流量，改變篩板截面平均風速，測定此料層厚度在常溫下的床層壓降與風量、風壓的關(guān)系，當截面平均風速逐漸增大時，床層壓降也逐漸增大，此時料層高度不變，當截面風速增大到某一數(shù)值后再繼續(xù)增大時，料層高度顯著增高，但床層壓降不再增大，此時截面風速為臨界沸騰風速W11^,當截面風速大于臨界沸騰風速后，料層高度繼續(xù)增加，但床層壓降仍然不變，如果截面平均風速大于某一風速后，物料被吹走，床層壓降迅速下降，這個特定風速稱為飛出速度， 按截面平均風速測繪處沸騰床動力曲線。
【文檔編號】C01D1/04GK103818932SQ201410071082
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】劉杰, 梁曦彬, 田忠元, 董蕾 申請人:金川集團股份有限公司