CN107804868B - 一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，以等离子点火枪产生的高能等离子体作为点火升温启动能源，压缩空气作为助燃剂，直接对沸腾氯化反应原料料床进行分段式渐进升温点火；待点火升温完成后，启动氯化反应装置启动控制系统，实现点火升温和装置启动运行的无缝对接。本发明工艺特点在于：①以等离子点火枪产生的高能等离子体作为沸腾氯化炉点火升温启动能源，简单易控；②原料造床，无需炭块、油、气等其他燃料，无烟起燃，清洁环保；③对造床原料中的石油焦在等离子焰引发下，从细到粗先后起燃，接火快，温度易控，节能高效；④点火升温和装置启动运行可实现无缝对接，生产效率高。

Description

一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法

技术领域

本发明涉及一种沸腾氯化炉点火开炉方法，特别涉及一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法。

背景技术

近几年来，钛渣、金红石沸腾氯化制四氯化钛技术在中国不断取得进步，但总体来说四氯化钛工业化技术发展速度较慢，其中包括沸腾氯化炉大型化及其操控技术。目前，沸腾炉开炉升温，常以炭块(焦炭、木炭等)为燃料，人工点火的方法及油气点火的方法进行开炉升温，不仅浪费燃料，而且费时费力，对燃料燃烧产生的烟雾进行排烟处理时，也难免对外部环境的污染，特别是大型沸腾炉，人工劳作更加繁重，点火过程中所消耗的燃料更多，燃料燃烧过程中产生的烟雾排放处理力度更大，也更难以避免尾气污染问题。

再者，由于一般所用燃料炭块中含水量不受控制，燃烧过程中会产生较多水汽，在系统的一些夹缝边角积存，使氯化反应后四氯化钛吸水转化，不仅容易加剧设备腐蚀，还容易造成设备堵塞问题，严重影响四氯化钛在大型沸腾氯化生产中的生产效率。

进一步，在利用炭块燃料或添加其他辅助燃料，直接进行人工点火或油气点火过程中，由于难以控制燃料燃烧程度，容易导致局部原料受热过高出现原料烧结现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，利用等离子枪中连续发生的高能等离子体，在无需添加其他辅助燃料的情景下，直接对沸腾氯化反应原料，进行分段式渐进升温点火，使沸腾炉开炉点火过程，真正实现无油、无气、无炭块、无黑烟状态。并在分段式渐进升温点火过程中，结合原料料床在沸腾炉中的沸腾剧烈程度，逐渐增大等离子枪的输出功率，在防止原料料床因局部过热发生熔结情况下，充分利用提前燃烧的石油焦的自身放热，使整个原料料床逐步稳定升温完成点火，达到充分的环保节能作用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，具体是以等离子点火枪产生的高能等离子体作为点火升温启动能源，压缩空气作为阻燃剂，直接对沸腾氯化反应原料进行分段式渐进升温点火；待点火升温完成后，启动氯化反应装置启动控制系统，实现点火升温和装置启动运行的无缝对接。其中，本发明所述分段式渐进升温点火，是指沸腾氯化反应原料进行分段式流态化控制，并同步调增所述等离子枪的输出能量，使反应原料在逐渐沸腾过程中完成稳定升温点火。

本发明中分段式流态化控制是指逐渐增大压缩空气的用量，使得沸腾炉内原料逐渐被压缩空气吹起转化为流态化沸腾状态。期间可以经过：鼓泡状态、微沸腾状态、轻沸腾状态和沸腾状态中至少一个状态。等离子枪作为点火升温启动能源，逐渐的加热原料使得原料升温达到反应温度，在此过程中同步逐渐调整增加压缩空气流量使得原料逐渐达到沸腾状态。

依据上述技术方案，能够产生如下技术效果：①以等离子点火枪产生的高能等离子体作为沸腾氯化炉点火升温启动能源，简单易控；②直接以沸腾氯化反应原料作为燃料，无需炭块、油、气等其他燃料，无烟起燃，清洁环保；③分段式流态化控制和等离子枪功率调增同步，反应原料中的石油焦在等离子焰引发下，从细到粗先后起燃，接火快，温度易控，节能高效；④点火升温和装置启动运行可实现无缝对接。

进一步，本发明所述的一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，具体包括如下步骤：

S1：提供一等离子枪点火装置与沸腾氯化炉装置系统连接，并完成整个装置系统的检查和调试工作；

S2：将沸腾氯化反应原料钛渣和石油焦，投装到沸腾炉中，并铺设均匀形成原料料床；

S3：启动等离子枪点火装置，逐渐增大向沸腾炉中通入的压缩空气通气量，并同步调整等离子枪的输出功率，使等离子枪的输出功率与物料的沸腾剧烈程度成正相关递增，对沸腾炉中的原料料床进行分段式渐进升温点火；

S4：当所述原料料床经S4渐进升温点火后达到适于钛渣完全沸腾氯化状态时，进行点火升温收尾作业。

依据上述技术方案，可以实现在不需要添加其他任何燃料前提下，直接将沸腾氯化反应原料料床作为燃料，由等离子枪射出的高能量等离子体作为点火能，干燥压缩空气作为助燃剂，对原料料床进行分段式渐进升温点火，真正实现整个沸腾炉点火开炉过程无油、无气、无炭块、无黑烟状态的高度清洁环保状态。并且，在分段式渐进升温点火过程中，结合原料料床在沸腾炉中的沸腾剧烈程度，逐渐增大等离子枪的输出功率，使等离子枪的输出能量与通入炉内的压缩空气量呈正相关递增，确保压缩空气通入量能够满足物料燃烧需求，并有效防止原料料床中的物料因局部过热熔结，提高原料反应率；同时还能充分利用物料自身燃烧放热，使整个原料料床被稳定升温点火，充分起到环保节能效果。

进一步，依据上述技术方案，还可以实现沸腾炉点火升温与原料料床沸腾反应之间的同步衔接，有效缩短在实际大型沸腾炉中沸腾氯化反应时间，进一步提高了大型沸腾氯化炉中沸腾氯化生产效率。

进一步，所述原料料床与等离子枪口下部之间距离控制在300-500mm范围内；

模拟计算和试验表明：钛渣和石油焦反应原料按照一定比例混合均匀后，投入沸腾炉并铺设成平整的原料料床，并使所述原料料床与等离子枪口下部之间距离控制在300-500mm范围内，便于等离子枪发生的等离子炬覆盖到床面上，对随压缩空气气流从原料料床中带出的物料进行增加升温。

优选地，在步骤S2和S3之间还包括：

S230：通过冷沸腾控制，整定并记录沸腾炉中所述原料料床分别在多种流化状态下的气流参数；所述气流参数包括通入炉内的压缩空气流量、压力指标。

S3：启动等离子枪点火装置，依据S230整定的气流参数调整压缩空气通气量，实现压缩空气通气量逐渐增大，使原料料床在沸腾炉中分别达到不同的流化状态；并同步调整等离子枪的输出功率，使等离子枪的输出功率与炉腔内原料料床的沸腾剧烈程度成正相关递增，对沸腾炉中的原料料床进行分段式渐进升温点火。

上述优化实施方案，通过事先对沸腾炉中的原料料床进行冷沸腾控制，整定并记录下原料料床在多种流体状态下，需要向炉内通入的压缩空气气体流量及其压力指标。多种不同的流化状态包括鼓泡床、微沸腾床、轻沸腾床、沸腾床状态，各种沸腾炉状态下物料流化强度逐渐增强。测定完成后，再依据整定的气流参数，在对原料料床进行分段式渐进升温点火过程中，无需再观测确认炉内原料料床的流体化沸腾状态，更加方便快捷地调节压缩空气通入量，从而有效控制炉内原料料床的流体化状态。

进一步，所述S230中所述的多种流化状态，具体包括鼓泡床状态、微沸腾床状态、轻沸腾床状态和沸腾状态。并且，向沸腾炉布气室中通入干燥压缩空气，分别整定并记录原料料床在鼓泡床状态、微沸腾床状态、轻沸腾床状态和沸腾状态下的气流参数。

将原料料床的多种流化状态，优先限定为鼓泡状态、微沸腾状态、轻沸腾状态和沸腾状态四种流化状态，并使原料料床在分段式渐进升温点火过程中，依次对处于鼓泡状态、微沸腾状态、轻沸腾状态，以及最后达到稳定沸腾床状态，施加逐渐增大的等离子点火能。即方便观测并确认个流化状态下压缩空气通入流量指标，并依据压缩空气通入量及原料料床的沸腾剧烈程度，有效调节等离子枪的输出功率，防止原料局部过热溶结。还能有效利用原料中粗细不均的石油焦流体化参数不同，较细的石油焦能够在前期流化状态下，预先扩散到沸腾炉中上部与高能量等离子体接触后燃烧放出的热量，对原料料床起到进一步加热升温，有效利用并节约能源。再者，将沸腾氯化炉的点火开炉操作，具体细分到上述四种流化状态下的渐进式升温点火步骤，与沸腾氯化炉的点火升温进程的温度控制要求一致，实现对沸腾氯化炉以及原料料床的稳定升温点火。

进一步，所述S3具体包括如下步骤：

S310：开启沸腾炉通气阀，按照S230中整定的气流参数，向沸腾炉中输送压缩空气，使所述原料料床达到鼓泡床状态，并开启离子枪点火装置；

S320：待沸腾室底部温度达到200－300℃、沸腾室中部温度达到300－500℃时，逐步加大通气阀开度，至向沸腾炉中输送的压缩空气流量、压力指标控达到S3中记录的微沸腾床整定值；

S330：待沸腾室底部温度达到400－600℃，沸腾室中部温度达到500－700℃时，再加大通气阀开度，使向沸腾炉中输送的压缩空气流量、压力指标达到S3中记录的轻沸腾床整定值；

S340：待沸腾室底部、中部温度上升至700℃以上后，关闭等离子枪电源，保持等离子枪冷却水保护系统正常运行；

S350：待沸腾室底部温度达到800℃以上，或沸腾室中部温度达到850℃以上，逐渐加大通气阀开度，使向沸腾炉中输送的压缩空气流量、压力指标进一步达到沸腾床整定值；

其中，从步骤S310到S330步骤中，逐渐增大等离子枪的输送功率，使等离子枪的输出能量与原料料床的沸腾状态相匹配，实现对整个原料料床的稳定点火升温。沸腾炉沸腾状态逐渐增强，空气流量增加，空气带走的热量增加，同时反应强度也增强，点火需要的能量也增大，所以等离子枪的输出功率逐渐增大以实现点火过程中的配合。优选的,可以具体选用额定功率为100kw以上的等离子点火枪，当炉内料床达到鼓泡床状态后，开启等离子枪并控制其输出功率在额定功率的50％－70％范围内；当炉内料床达到微沸腾状态的同时，调节等离子枪的输出功率至额定功率的70％－80％；当炉内料床达到轻沸腾状态的同时，调节等离子枪的输出功率至额定功率的80％－90％。

依据上述技术方案，发明人进一步将沸腾室内气流温度参数，作为沸腾氯化炉分段式渐进升温点火的操作工艺条件之一，依据沸腾室内气流温度大小，控制等离子枪的输出功率，待沸腾室内气流温度达到预定标准时，再调节压缩空气通气流量并同时增大等离子枪输出功率，确保各流化状态下的原料料床不发生物料熔结前提下，加快物料升温速度。因为，直接对物料采用大功率点火，可能出现物料熔化结块，难以点燃的问题，所以采用本发明渐进式等离子枪点火可以更好的完成点火作业，保证生产线安全运转。具体技术原理分析如下：

当原料料床达到鼓泡床状态时，沸腾室物料在最小流化气速下，实现平缓的上下层对流，物料被均匀加热，同时，气流带出的热量控制在最小值，以提高物料升温效率；鼓泡床状态的物料对流平缓，需合理控制等离子体温度，避免等离子焰覆盖下的物料局部暴热发生熔结。本发明技术控制等离子枪发出功率为额定值的50％－60％，可以保证在不发生物料熔结的前提下，加快物料升温速度。

当沸腾室底部温度达到200－300℃、沸腾室中部温度达到300－500℃，时，逐步加大通气阀开度，至压缩空气流量、压力指标控制为微沸腾床整定值，同时调整等离子枪功率至70％-80％。其中，沸腾室中部温度是造床料上方的沸腾室空间气流温度，间接反映沸腾炉炉体的升温状态。本发明技术控制炉底温度达到200－300℃时，部分细粒石油焦已达到燃点开始燃烧，采取缓慢加大风量和等离子枪的功率的控制措施，加强物料的翻动，达到微沸腾状态，加强助燃的同时避免物料局部过热熔结；调增等离子枪功率，须以沸腾室底部、中部温度为依据，控制中部和底部温差不大于200℃，保护炉体不因暴热而受损。

当沸腾室底部温度达到400－600℃、沸腾室中部温度达到500－700℃时，再加大通气阀开度，至压缩空气流量、压力指标控制为轻沸腾床整定值，同时调整等离子枪功率至80％－90％额定值。本发明技术控制炉底温度达到400℃以上时(原料料床中的石油焦已呈慢燃烧状态)，及时加大通气量，充分翻动物料，进一步加强助燃。同时为稳定原料料床温升，在加大风量的同时，增大等离子枪的输出功率，直至达到额定功率的90％以上。

进一步，在依据所述S3对沸腾氯化炉进行分段式渐进升温点火过程中，还包括如下操作步骤：

经步骤S330，当沸腾室底部温度达到400－600℃后，若沸腾室底部温度出现上升缓慢或下降拐点时，及时按炉底通气量每10m³投送0.7－1.2kg石油焦的比例向炉膛喂送石油焦，并参照压缩空气流量调节石油焦喂送流量大小，维持沸腾室各层温度的平稳增长。

由于在轻沸腾阶段石油焦将较快消耗，当石油焦含量减少到不足以维持沸腾炉温度稳定上升时，需及时开启石油焦喂料机，连续向炉内投送石油焦燃料，才能持续稳定温升。

在步骤S350中，待沸腾室底部温度达到800℃以上，或沸腾室中部温度达到850℃以上时，在维持沸腾室温度平稳增长的同时，间歇喂送钛渣，平缓增加腾室内的物料量和沸腾层压差指标。

当沸腾室底部温度达到800℃以上，或中部温度达到850℃以上时，一方面石油焦作为燃料燃烧消耗更大，需按温度控制要求，稳定喂送石油焦；另一方面，由于高温沸腾状态下，部分大粒度钛渣会炸裂成细粒，气流不断带出沸腾床内的钛渣细粒，为维持料床的稳定沸腾流化状态，需要按控制指标向炉内间歇喂送钛渣，维持和平缓增加沸腾室内的料床高度和沸腾层压差指标。

进一步，所述S4中的点火升温收尾作业，具体通过如下步骤完成：

S410：待沸腾炉上部温度稳定上升达到600℃以上时，停止向沸腾炉中喂送石油焦和钛渣，适当减小炉底通风量，使沸腾床阻力维持在600-700mmH₂SO₄；

S420：待沸腾室底部温度下降50－100℃时，关闭炉底通气阀，停止向沸腾炉通压缩空气；

S430：关闭等离子枪冷却水，从点火口接管拆除等离子枪；

S440：拆除等离子枪后，点火口填塞干燥耐火隔热材料干燥耐火隔热材料，安装密封盲板；

S450：启动沸腾氯化炉生产控制系统，按照控制指标向沸腾炉通氯气、喂送钛渣和石油焦原料，完成与四氯化钛沸腾氯化生产反应运行系统的成功衔接。

经步骤S3中的分段式渐进升温点火后，当沸腾炉上部温度上升达到600摄氏度以上时，沸腾室内的温度已完全达到钛渣沸腾氯化反应温度条件，此时停止向炉内投送石油焦和高钛渣，适度减小炉底压缩空气通气量，并使沸腾床阻力维持在600-700mm H₂SO₄范围内(达到通入氯气进行氯化反应需要的料床高度)。同时，平缓降低炉内料床的余碳，待沸腾室底部温度因料床余碳量减小而开始降低到50-100摄氏度时，再关闭炉底通气，防止高温下停炉发生的料床熔结现象。结束沸腾升温操作后，及时关闭等离子枪冷却水，并将其从点火口接管处拆除，再将点火口进行塞填密封后，及时启动沸腾炉生产控制系统，实现点火开炉与四氯化钛沸腾氯化生产反应运行系统的无缝衔接，并有效提高了在沸腾炉中尤其是大型沸腾炉中沸腾氯化生产效率。

进一步，所述S1中的沸腾氯化炉装置系统包括：沸腾氯化炉、与所述沸腾氯化炉相连接的炉气除尘除杂系统，以及与其相连通的升温尾气风机；其中，

所述炉气除尘除杂系统主要用于对四氯化钛气体进行除尘除杂的初步净化；

所述升温尾气风机，用于维持沸腾炉在整个升温点火过程中处于微负压状态；待点火升温过程完成后，再关闭升温尾气风机电源。

作为本发明进一步优选的技术方案，将沸腾炉与炉气除尘除杂系统相连通，充分利用沸腾炉中的高温气流带出的热量，对该系统的气流通道进行同步加热升温。所述尾气风机在整个升温点火过程中，通过调节抽风量，维持沸腾炉在整个升温点火过程中处于微负压状态，一方面为了便于前期人工观测整定原料料床的各种流体化状态，另一方面通过抽风维持炉内微负压，对等离子枪等设备起到一定保护作用。

此外，本发明所述尾气风机加人工观测整定原料料床的各种流体化状态情况，也可以利用现有先进的自动检测系统替代。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.依据本发明技术方案，通过利用等离子枪射出的高能量等离子体作为点火能，压缩空气作为助燃剂，可以实现在无需添加炭块等助燃物质情形下，直接对沸腾氯化反应物料进行分段式渐进升温点火，并确保整个点火过程无油、无气、无炭块、无黑烟，节约了燃料并且工艺生产过程环保性高。

2.依据本发明所述的沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，在利用等离子枪对原料料床进行分段式渐进升温过程中，还能充分利用原料中粒度较小的石油焦提前燃烧释放的热量，对物料进行升温点火，进一步起到环保节能的有益效果。

3.在本发明技术方案中，通过缓慢加大风量和等离子枪的功率的控制措施，对原料料床进行分段式渐进升温点火，使等离子枪的输出功率随原料料床流化沸腾剧烈程度的增加而递增，有效加强助燃提高点火效率的同时，有效避免物料局部过热熔结，实现物料的稳定升温，并保障物料能够充分反应，有效提高原料利用率。

4.在本发明沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，即不需要人工向炉内事先添加燃料对沸腾炉进行点火升温后，再铺设原料料床的复杂操作，还可以借助现有的智能化控制系统，实现沸腾氯化炉点火开炉操作的全自动或半自动化，极大降低了人工劳动成本。并在分段式渐进升温点火过程中，同步完成对反应装置和反应原料加热，以及原料料床稳定沸腾状态的整定，实现沸腾氯化炉点火开炉与四氯化钛沸腾氯化反应控制之间的紧密衔接，极大提高了沸腾炉中尤其是在大型沸腾炉中沸腾氯化生产效率。

附图说明：

图1为本发明实施例1中的装置系统示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

利用如表1所示的主要装置设备，并按如图1所示的连接方式连接后，分别进行如下实验例验证本发明所述的一种沸腾氯化炉等离子点火开炉方法工艺；

表1

实施例1

本实施例在6000kg/d TiCl₄工业试验装置上进行沸腾炉点火开炉操作。具体实施情况如下：

1)将等离子枪点火装置进行炉外调试后，再将等离子枪点火装置与沸腾氯化炉装置系统连接，并完成整个装置系统的检查和调试工作并做好准备工作；

2)按高钛渣：石油焦＝100：20比例，预混造床料，人工铺填到沸腾室，形成平均厚度为600mm的原料料床，沸腾氯化炉的点火口位于原料料床上方400m-500mm处。

3)调试整定沸腾炉4个流态化状态的气流参数：

S1：整定鼓泡床的压缩空气流量、压力指标：缓开炉底通气阀，向沸腾炉布气室通入干燥压缩空气，通过观察孔目测炉膛原料料床达到均匀鼓泡状态(料层高度没有增加，有高频率的间断气泡卷吸粉料穿破料层表面)，记录空气流量、压力参数；

S2：整定微沸腾床的压缩空气流量、压力指标：继续缓慢增加压缩空气阀开度，通过观察孔目测炉膛原料料床达到微沸腾状态(料层平均高度增加100-200mm，料层表面刚好连续翻腾)，记录空气流量、压力参数；

S3：整定轻沸腾床的压缩空气流量、压力指标：同上方法，记录炉膛原料料床达到轻沸腾状态(原料料床平均高度增加200-400mm，原料料床翻腾，层界面已不清晰)，记录空气流量、压力参数；

S4：整定沸腾床的压缩空气流量、压力指标：同上方法，记录炉膛原料料床达到沸腾状态(沸腾床平均高度增加达到1000-1500mm，翻腾剧烈)，记录空气流量、压力参数。

4)控制鼓泡床状态，启动等离子点火器，设定载气压力为10-15kPa,等离子点火器工作电压200-250V(输出功率为50％-60％额定功率)，进行物料及炉体升温；

5)鼓泡床状态升温4小时后，沸腾室底部温度达到250℃，中部温度达到400℃。平缓加大风量，控制微沸腾床状态，设定载气压力为15-20kPa,等离子点火器工作电压250-300V；

6)微沸腾升温3小时后，沸腾室底部温度达到500℃，上部温度达到600℃。继续加大风量，控制轻沸腾床状态，设定载气压力为20-25kPa,等离子点火器工作电压330-360V。

7)轻沸腾状态运行40min时，沸腾室底部温度出现下降拐点时，启动石油焦喂料机，按炉底通气量每10m³投送0.8-1.0kg石油焦比例，向沸腾炉内投料。

8)轻沸腾状态继续运行3.5小时后，沸腾室底部温度达到845℃，上部温度达到872℃。继续加大风量至沸腾床整定值，将轻沸腾床状态，转变为沸腾床状态；同时，按9-11kg/h流量加大向沸腾炉内投送石油焦量，按20kg/h流量向沸腾炉内投送高钛渣。

9)稳定沸腾床状态运行2小时，沸腾炉上部温度达到623℃，升温尾气风机进口温度达到350℃。停止高钛渣、石油焦喂料机，30min后关压缩空气阀，停止向炉内通风；

10)按实施例1中的沸腾炉点火升温收尾操作步骤进行点火升温收尾处理工作，等离子枪点火升温试验结束。

实施例2

本实施例具体实施情况如下：

1)同实施例1中步骤1具体操作步骤，调试好仪器、仪表、设备，并做好准备工作；

2)按高钛渣：石油焦＝100：40比例，预混造床料，人工铺填到沸腾室，形成平均厚度为700mm的原料料床，沸腾氯化炉的点火口位于原料料床上方450m处。

3)调试整定沸腾炉中原料料床4个流态化状态的气流参数：

s1：整定鼓泡床的压缩空气流量、压力指标：缓开炉底通气阀，向沸腾炉布气室通入干燥压缩空气，通过观察孔目测炉膛原料料床达到均匀鼓泡状态(料层高度没有增加，有高频率的间断气泡卷吸粉料穿破料层表面)，记录空气流量、压力参数；

S2：整定微沸腾床的压缩空气流量、压力指标：继续缓慢增加压缩空气阀开度，通过观察孔目测炉膛原料料床达到微沸腾状态(料层平均高度增加100-200mm，料层表面刚好连续翻腾)，记录空气流量、压力参数；

S3：整定轻沸腾床的压缩空气流量、压力指标：同上方法，记录炉膛原料料床达到轻沸腾状态(原料料床平均高度增加200-400mm，原料料床翻腾，层界面已不清晰)，记录空气流量、压力参数；

S4：整定沸腾床的压缩空气流量、压力指标：同上方法，记录炉膛原料料床达到沸腾状态(沸腾床平均高度增加达到1000-1500mm，翻腾剧烈)，记录空气流量、压力参数。

4)控制鼓泡床状态，启动等离子点火器，设定载气压力为10-15kPa,等离子点火器工作电压200-250V(输出功率为50％-60％额定功率)，进行物料及炉体升温；

5)鼓泡床状态升温4小时后，沸腾室底部温度达到276℃，中部温度达到463℃。平缓加大风量，控制微沸腾床状态，设定载气压力为15-20kPa,等离子点火器工作电压250-300V；

6)微沸腾升温3小时后，沸腾室底部温度达到537℃，上部温度达到644℃。继续加大风量，控制轻沸腾床状态，设定载气压力为20-25kPa,等离子点火器工作电压330-360V。

7)轻沸腾状态运行40min时，沸腾室底部温度上升趋缓。启动石油焦喂料机，按10-12kg/h石油焦流量，向沸腾炉内投料；

8)轻沸腾状态继续运行3.5小时后，沸腾室底部温度达到845℃，沸腾室中部温度达到872℃。继续加大风量至沸腾床整定值，将轻沸腾床状态，转变为沸腾床状态；同时，按9-11kg/h流量加大向沸腾炉内投送石油焦量，按20kg/h流量向沸腾炉内投送高钛渣。

9)稳定沸腾床状态运行2小时，沸腾炉上部温度达到623℃，升温尾气风机进口温度达到350℃。停止高钛渣、石油焦喂料机，30min后关压缩空气阀，停止向炉内通风；

10)按实施例1中的沸腾炉点火升温收尾操作步骤进行点火升温收尾处理工作，等离子枪点火升温试验结束。

经上述实验例验证，可以成功实现在不添加其他燃料或燃烧辅助剂前提下，依据上述工艺完成沸腾氯化炉的点火开炉，并且在整个升温点火过程中，从沸腾炉内排出的尾气中均未出现明显的黑烟或油烟、蒸汽等杂质成分，整个开炉点火程序与四氯化钛沸腾氯化反应控制程序之间衔接良好，工艺耗时明显缩短。原料料床在整个点火升温过程中，沸腾炉体和物料升温稳定，也未出现明显的物料溶结现象。

Claims (7)

1.一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，其特征在于：

以等离子点火枪产生的高能等离子体作为点火升温启动能源，压缩空气作为助燃剂，直接对沸腾氯化反应原料进行分段式渐进升温点火；待点火升温完成后，启动氯化反应装置启动控制系统，实现点火升温和装置启动运行的无缝对接；

所述分段式渐进升温点火，是指通入压缩空气对沸腾氯化反应原料进行分段式流态化控制，并同步调增所述等离子枪的输出能量，使反应原料在沸腾过程中完成稳定升温点火；

该方法具体包括如下步骤： S1：将等离子枪点火装置与沸腾氯化炉装置系统连接，并完成整个装置系统的检查和调试工作；

S2：直接将沸腾氯化反应原料钛渣和石油焦，投装到沸腾炉中，并铺设均匀形成原料料床；

S3：启动等离子枪点火装置，逐渐增大向沸腾炉中通入的压缩空气通气量，并同步调整等离子枪的输出功率，使等离子枪的输出功率与原料料床的沸腾剧烈程度成正相关递增，对沸腾炉中的原料料床进行分段式渐进升温点火；

S4：当所述原料料床经S3渐进升温点火后达到适于钛渣完全沸腾状态时，进行点火升温收尾作业。

2.根据权利要求1所述的一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，其特征在于，所述原料料床与等离子枪口下部之间距离控制在300-500mm范围内。

3.根据权利要求1或2所述的一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，其特征在于，在步骤S2和S3之间还包括：

S230：通过冷沸腾控制，整定并记录沸腾炉中所述原料料床分别在多种流化状态下的气流参数；所述气流参数包括通入炉内的压缩空气流量、压力指标；

从而步骤S3具体为：启动等离子枪点火装置，依据S230整定的气流参数调整压缩空气通气量，实现压缩空气通气量逐渐增大，使原料料床在沸腾炉中分别达到不同的流化状态；并同步调整等离子枪的输出功率，使等离子枪的输出功率与炉腔内原料料床的沸腾剧烈程度成正相关递增，对沸腾炉中的原料料床进行分段式渐进升温点火。

4.根据权利要求3所述的一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，其特征在于，

所述S230中的多种流化状态，具体包括鼓泡床状态、微沸腾床状态、轻沸腾床状态和沸腾状态；相应S230中整定并记录的气流参数，具体包括原料料床分别达到鼓泡床状态、微沸腾床状态、轻沸腾床状态和沸腾状态时，向炉内通入的压缩空气流量、压力指标。

5.根据权利要求3所述的一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，其特征在于，所述S3中的分段式渐进升温点火，具体包括如下步骤：

S310：开启沸腾炉通气阀，按照S230中整定的气流参数，向沸腾炉中输送压缩空气，使所述原料料床达到鼓泡床状态，并开启等离子枪点火装置；

S320：待沸腾室底部温度达到200－300℃、沸腾室中部温度达到300－500℃时，逐步加大通气阀开度，至向沸腾炉中输送的压缩空气流量、压力指标控达到S230中记录的微沸腾床整定值；

S330：待沸腾室底部温度达到400－600℃、沸腾室中部温度达到500－700℃时，再加大通气阀开度，使向沸腾炉中输送的压缩空气流量、压力指标达到S230中记录的轻沸腾床整定值；

S340：待沸腾室底部、中部温度上升至700℃以上后，关闭等离子枪电源，保持其冷却水保护系统正常运行；

S350：待沸腾室底部温度达到800℃以上，或沸腾室中部温度达到850℃以上，逐渐加大通气阀开度，使向沸腾炉中输送的压缩空气流量、压力指标进一步达到S230中记录的沸腾床整定值；

其中，从步骤S310至S330步骤中，逐渐增大等离子枪的输出功率，使等离子枪的输出能量与原料料床的沸腾状态相匹配，实现对整个原料料床的稳定点火升温。

6.根据权利要求5所述的一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，其特征在于，在对沸腾氯化炉进行分段式渐进升温点火过程中，还包括如下操作步骤：

经步骤S330,沸腾室底部温度达到400－600℃后，若沸腾室底部温度出现上升缓慢或下降拐点时，及时按炉底通气量每10m³投送0.7－1.2kg石油焦的比例向炉膛喂送石油焦，并参照压缩空气流量调节石油焦喂送流量大小，维持沸腾室各层温度的平稳增长；

在步骤S350中，待沸腾室底部温度达到800℃以上，或沸腾室中部温度达到850℃以上时，在维持沸腾室温度平稳增长的同时，按控制指标间歇喂送钛渣，平缓增加沸腾室内的反应物物料量和沸腾层压差指标。

7.根据权利要求1所述的一种沸腾氯化炉等离子枪点火开炉方法，其特征在于，S4中，所述点火升温收尾作业，具体通过如下步骤完成：

S410：待沸腾炉上部温度稳定上升达到600℃以上时，停止向沸腾炉中喂送石油焦和钛渣，适当减小炉底通风量，使沸腾床阻力即沸腾床上下的压差维持在600-700mm H₂SO₄，即10kPa-13kPa；

S420：待沸腾室底部温度下降50－100℃时，关闭炉底通气阀，停止向沸腾炉通压缩空气；

S430：关闭等离子枪冷却水，从点火口接管拆除等离子枪；

S440：拆除等离子枪后，点火口填塞干燥耐火隔热材料，安装密封盲板；

S450：启动沸腾炉生产控制系统，按照控制指标向沸腾炉通氯气、喂送钛渣和石油焦原料，完成与四氯化钛沸腾氯化生产反应运行系统的成功衔接。