CN105984895A - 沸腾氯化炉的烘烤系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种沸腾氯化炉的烘烤系统，包括：设置在沸腾氯化炉的内部的多个温度采样点的温度检测装置；烘烤器，包括：燃烧机头，燃烧机头设置在沸腾氯化炉的物料出口，燃烧机头用于产生热烟气；燃烧风机，用于将热烟气送入沸腾氯化炉的内部以利用热烟气对沸腾氯化炉的内部进行烘烤；控制器，控制器根据多个温度采样点的实测温度实时调整燃烧机头产生烟气量，以使沸腾氯化炉的内部按照预设的升温曲线进行升温。本发明的系统可以使炉内各个区域的温度达到既定的温度要求且不会损坏炉衬和炉壳，同时在烘炉过程中可减小了炉膛内CO的富集，极大的降低了安全隐患。

Description

沸腾氯化炉的烘烤系统

技术领域

本发明涉及大型沸腾炉烘炉技术领域，特别涉及一种沸腾氯化炉的烘烤系统。

背景技术

在上排渣沸腾氯化钛白粉生产中，主要是高钛渣(金红石)和石油焦在沸腾氯化炉内处于沸腾状态下与氯气发生反应，生成的产物从沸腾炉顶部排出进入后续工序进行处理，沸腾氯化反应温度在700-1100℃之间。沸腾氯化技术要连续运行，需确保大型沸腾氯化炉能够在稳定的温度下运行，且延长其适用寿命，但是大型沸腾氯化炉开炉过程比较复杂，炉子直径大(约7m)、高度高(约11m)，炉内结构复杂，即炉子部分区域砌筑有不同厚度的耐火材料，部分区域没有设置耐火材料，为确保耐火砖的性能，在耐火材料砌筑好之后，需要按照既定的温度曲线对其进行升温，即烘炉过程，烘炉结束后才能开始沸腾氯化反应。一般烘炉的方法主要是利用燃气或燃油的燃烧来提高炉内温度，使炉内温度达到烘炉曲线要求的时间和温度，最终按照要求进行降温后烘炉工作才能结束。这种烘炉方法存在以下缺点：1、燃气和燃油燃烧时候温度及火焰长度控制较难，可能出现受热不均匀情况；2、在烘炉过程中如果出现熄火，存在较大的安全隐患；3、只采用热风单一的方式很难完成整个沸腾氯化炉的烘烤。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种沸腾氯化炉的烘烤系统，该系统可以使炉内各个区域的温度达到既定的温度要求且不会损坏炉衬和炉壳，同时在烘炉过程中可减小炉膛内CO的富集，极大的降低了安全隐患。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种沸腾氯化炉的烘烤系统，包括：设置在沸腾氯化炉的内部的多个温度采样点的温度检测装置；烘烤器，包括：燃烧机头，所述燃烧机头设置在沸腾氯化炉的物料出口，所述燃烧机头用于产生热烟气；燃烧风机，用于将所述热烟气送入沸腾氯化炉的内部以利用所述热烟气对沸腾氯化炉的内部进行烘烤；控制器，所述控制器根据所述多个温度采样点的实测温度实时调整所述燃烧机头产生烟气量，以使所述沸腾氯化炉的内部按照预设的升温曲线进行升温。

另外，根据本发明上述实施例的沸腾氯化炉的烘烤系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述烘烤器还包括：燃气阀和空气阀，所述燃气阀用于为所述燃烧机头提供燃料，所述空气阀用于为所述燃烧机头提供空气；引风机，所述引风机用于将所述热烟气引向所述沸腾氯化炉的内部的不同位置；其中，所述燃气阀、空气阀和所述引风机由所述控制器控制。

在一些示例中，所述控制器包括PID子控制器，所述PID自控制器根据所述多个温度采样点的实测温度对所述燃烧机头产生烟气量进行PID控制，以使所述沸腾氯化炉的内部按照预设的升温曲线进行升温。

在一些示例中，所述PID子控制器包括PID升温子控制器和PID降温子控制器，所述PID升温子控制器用于对升温过程进行控制，所述PID降温子控制器用于对降温过程进行控制。

在一些示例中，所述PID升温子控制器还用于对保温过程进行控制。

在一些示例中，还包括：电加热器，所述电加热器用于为设置在所述沸腾氯化炉底部的活塞进行加热，所述电加热器由所述控制器进行控制。

在一些示例中，所述电加热器为罩式炉加热器，所述罩式炉加热器包括加热基座和炉盖。

在一些示例中，所述温度检测装置为测温热电偶。

在一些示例中，所述多个温度采样点包括炉内空腔、耐火材料区域、没有耐火材料区域、炉壁中的一个或多个。

根据本发明实施例的沸腾氯化炉的烘烤系统，对大型上排渣沸腾氯化炉进行烘烤后可以使炉内各个区域的温度达到既定的温度要求且不会损坏炉衬和炉壳；同时在烘炉过程中通过引风机可减小炉膛内CO的富集，极大的降低了安全隐患。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的沸腾氯化炉的烘烤系统的结构框图；

图2是根据本发明另一个实施例的沸腾氯化炉的烘烤系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的沸腾氯化炉的烘烤系统。

图1是根据本发明一个实施例的沸腾氯化炉的烘烤系统的结构框图。如图1所示，该系统100包括：温度检测装置110和烘烤器120。

其中，温度检测装置110设置在沸腾氯化炉的内部的多个采样点。在具体示例中，温度检测装置110例如为测温热电偶。多个温度采样点例如包括炉内空腔、耐火材料区域、没有耐火材料区域、炉壁中的一个或多个。这样，将温度检测装置110设置在多个采样点，可以测量烘炉过程中氯化炉不同区域的温度。

烘烤器120包括燃烧机头121、燃烧风机122和控制器123。其中，燃烧机头121设置在沸腾氯化炉顶部的物料出口，燃烧机头121用于产生热烟气，并通过该产生的热烟气对新砌筑完成的大象沸腾上排渣氯化炉的设备本体进行烘烤。燃烧风机122用于将热烟气送入沸腾氯化炉的内部以利用热烟气对沸腾氯化炉的内部进行烘烤。控制器123根据多个温度采样点的实测温度实时调整燃烧机头121产生烟气量，以使沸腾氯化炉的内部按照预设的升温曲线进行升温。

进一步地，在一些示例中，如图2所示，烘烤器120还包括：燃气阀124、空气阀125和引风机126。

具体而言，燃气阀124用于为燃烧机头121提供燃料，空气阀125用于为燃烧机头121提供阻燃空气。引风机126用于将热烟气引向沸腾氯化炉的内部的不同位置。其中，燃气阀124、空气阀125和引风机126由控制器123控制。

更为具体地，在本发明的一个实施例中，控制器123具体包括PID子控制器，PID子控制器根据多个温度采样点的实测温度对燃烧机头121产生烟气量进行PID控制，以使沸腾氯化炉的内部按照预设的升温曲线进行升温。进一步地，在该示例中，PID子控制器例如包括PID升温子控制器和PID降温子控制器，PID升温子控制器用于对升温过程进行控制，PID降温子控制器用于对降温过程进行控制。另外，PID升温子控制器还用于对保温过程进行控制。具体地说，PID升温子控制器和PID降温子控制器之间具有通讯协议，在系统内设定好烘炉曲线，在一个子控制器运行后，另一个子控制器同时运行烘炉曲线。

具体地，在烘炉时，炉体上安装的热电偶(温度检测装置110)感应出的温度传到PID子控制器，PID子控制器显示炉内的实时温度。同时PID子控制器能够储存炉子的预设的升温曲线，PID子控制器根据热电偶实测的温度与要求达到的温度进行比较。若实测温度低于要求达到的温度，则PID子控制器输入电信号来控制比例马达开大，比例马达连杆带动空气阀及燃气阀开大，则进入到燃烧器内的助燃风、燃料都跟着增加，燃烧器的功率增加，使其温度达到设定的温度。反之，若升温速度过快，热电偶测量的温度就会高于仪表设定的温度，PID子控制器就会输入信号控制比例马达关闭，从而调节空气阀及燃气阀开度减小，使温度降低。

其中，在升温过程中，由于预设的升温曲线预存在PID子控制器中，每分钟PID子控制器的温度均会按要求自动设定要达到的温度，通过内部的程序就会自动的控制比例马达的开启或关闭。

在保温阶段，由于消耗的热量降低，PID子控制器会根据运算不断的整定信号的输入，使炉内的温度控制在一定的范围内。

在降温过程中，热电偶测量的温度同样传送给PID子控制器，若实测温度大于PID子控制器设定的温度，PID子控制器输出电信号控制比例马达开大，加大冷空气的吹入量，加快炉内的降温速度；反之，PID子控制器就会控制比例马达关小，减少冷空气的吹入量，减缓炉内温度下降。

在一些示例中，如图2所示，该系统100例如还包括电加热器130。电加热器130用于为设置在沸腾氯化炉底部的活塞进行加热，电加热器130由控制器123进行控制。具体地说，氯化炉需要烘烤的结构除炉子主体外还有底部检修孔的活塞，而采用热空气来烘烤活塞很难达到烘烤效果，因此，在本发明的一个实施例中，电加热器130例如为罩式炉加热器，该罩式炉加热器包括加热基座和炉盖。具体地，首先将活塞固定在罩式炉加热器的基座上，盖上罩式炉加热器的炉盖。同时，罩式炉加热器通过控制器123控制，控制器预先设置好烘炉曲线，当罩式炉加热器接通电源后，就可以按照预定的烘炉曲线对活塞进行烘烤。

作为一个具体示例，以下对本发明实施例的沸腾氯化炉的烘烤系统100在具体实施例中的烘炉方法进行描述，具体流程如下：

1、在新砌筑完成的大型沸腾上排渣氯化炉顶部物料出口处安装烘烤器120，燃烧机头121连接好燃气和阻燃空气管路，同时在热烟气出口管路上连接好引风机126。

2、在大型上排渣沸腾氯化炉的不同位置(即多个温度采样点)：炉内空腔、耐火材料区域、没有耐火材料区域、炉壁位置中的一个或多个处安放测温热电偶(温度检测装置110)，以测量烘炉过程中不同区域的温度。

3、在控制器123内预先设置好烘炉曲线。

4、由于氯化炉部分区域没有砌筑耐火砖，并且砌筑耐火砖的区域砖层厚度不一样，因此，需要在炉子外壳上增加水冷系统，一是为了保护未砌筑耐火砖的区域的炉壳，二是为了防止炉壳周围的混泥土基础高温炸裂。其中，水冷系统的水量通过系统温度来调节。

5、点火之前，先对燃气管路进行置换，使氧气含量小于0.5％。

6、点火后按照预先设定的烘炉曲线进行烘烤。

7、首先将活塞固定在罩式炉加热器的基座上，然后盖上罩式炉加热器的炉盖。

8、在控制器123内预先设置好烘炉曲线，接通电源后，罩式炉加热器就可以按照预先设定的烘炉曲线对活塞进行烘烤。

9、烘烤完成后，待需要使用时再将活塞安装到氯化炉本体上。

综上，根据本发明实施例的沸腾氯化炉的烘烤系统，对大型上排渣沸腾氯化炉进行烘烤后可以使炉内各个区域的温度达到既定的温度要求且不会损坏炉衬和炉壳；同时在烘炉过程中通过引风机大大减小了炉膛内CO的富集，极大的降低了安全隐患。另外，活塞和炉子主体根据设备自身的特点选择不同的烘烤方式进行烘烤，大大降低了整体烘烤的难度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，包括：

设置在沸腾氯化炉的内部的多个温度采样点的温度检测装置；

烘烤器，包括：

燃烧机头，所述燃烧机头设置在沸腾氯化炉的物料出口，所述燃烧机头用于产生热烟气；

燃烧风机，用于将所述热烟气送入沸腾氯化炉的内部以利用所述热烟气对沸腾氯化炉的内部进行烘烤；

控制器，所述控制器根据所述多个温度采样点的实测温度实时调整所述燃烧机头产生烟气量，以使所述沸腾氯化炉的内部按照预设的升温曲线进行升温。

2.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，所述烘烤器还包括：

燃气阀和空气阀，所述燃气阀用于为所述燃烧机头提供燃料，所述空气阀用于为所述燃烧机头提供空气；

引风机，所述引风机用于将所述热烟气引向所述沸腾氯化炉的内部的不同位置；

其中，所述燃气阀、空气阀和所述引风机由所述控制器控制。

3.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，所述控制器包括PID子控制器，所述PID子控制器根据所述多个温度采样点的实测温度对所述燃烧机头产生烟气量进行PID控制，以使所述沸腾氯化炉的内部按照预设的升温曲线进行升温。

4.根据权利要求3所述的沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，所述PID子控制器包括PID升温子控制器和PID降温子控制器，所述PID升温子控制器用于对升温过程进行控制，所述PID降温子控制器用于对降温过程进行控制。

5.根据权利要求4所述的沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，所述PID升温子控制器还用于对保温过程进行控制。

6.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，还包括：

电加热器，所述电加热器用于为设置在所述沸腾氯化炉底部的活塞进行加热，所述电加热器由所述控制器进行控制。

7.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，所述电加热器为罩式炉加热器，所述罩式炉加热器包括加热基座和炉盖。

8.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，所述温度检测装置为测温热电偶。

9.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉的烘烤系统，其特征在于，所述多个温度采样点包括炉内空腔、耐火材料区域、没有耐火材料区域、炉壁中的一个或多个。