急冷塔堵塞清理组件及其应用的制作方法

本发明涉及化工领域，具体地，涉及急冷塔堵塞清理组件及其应用，更具体地，涉及急冷塔堵塞清理组件、具有清理堵塞功能的急冷塔系统，以及清理权前述的急冷塔系统的堵塞的方法。

背景技术：

生产四氯化钛的方法主要有沸腾氯化、熔盐氯化、竖炉氯化三种方法，沸腾氯化法是现行生产四氯化钛的主要方法，其次是熔盐氯化，竖炉氯化法已经被淘汰。沸腾氯化法是采用细颗粒富钛物料与固体碳质还原剂，在高温，在氯气流作用下呈流态化状态，同时进行氯化反应制取四氯化钛的方法。

在我国沸腾氯化法生产四氯化钛的生产工艺还比较少，积累的经验也比较少，在沸腾氯化法生产四氯化钛的工艺过程中存在很多难题。为了保证氯化炉长时间稳定高负荷运行，保证急冷塔的通畅利于有效控制沸腾氯化炉的烟气温度，从而保证生产的连续稳定运行，提高四氯化钛产量和质量起着至关重要的作用。因此，急冷塔堵塞的问题是沸腾氯化法生产四氯化钛过程中急需解决的问题之一。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种急冷塔堵塞清理组件，适用于中空圆柱体结疤物的清理，清理后内表面光滑。

需要说明的是，本发明是基于发明人的下列工作而完成的：

经过沸腾氯化炉进行氯化反应之后，生成的四氯化钛烟气通过急冷塔喷淋降温，同时去除返喷液中的钒，冷却后的四氯化钛烟气进入后续冷凝系统，喷淋后冷却下来的固体颗粒经过旋风收尘器进行收集后进入渣处理系统。在沸腾氯化法生产四氯化钛过程中，由于物料中有钙、镁、硅、铁等杂质元素，在进行喷淋冷却过程中容易在急冷塔壁上结块，难以除去，造成急冷塔堵塞。

针对沸腾氯化法生产四氯化钛中，急冷塔堵塞的问题，发明人采用直径与急冷塔的直径相当，且带有钻头的钻机，对急冷塔堵塞物料进行清除。为了便于钻机的运行，发明人设置了水平轨道和竖直轨道，使钻机在水平轨道和竖直轨道上运行，便于彻底清理急冷塔内部的堵塞。同时，利用控制器控制转机的运行，在清堵过程中通过控制钻机的转速和正反转来实现结疤物的有效控制清理。

因而，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种急冷塔堵塞清理组件。根据本发明的 实施例，该急冷塔堵塞清理组件包括：钻台，所述钻台具有钻台口；水平轨道，所述水平轨道设置在所述钻台上；竖直轨道，所述竖直轨道的一端与所述水平轨道相连，并可沿所述水平轨道移动；钻机，所述钻机具有钻杆和钻头，所述钻杆与所述竖直轨道相连，并且所述钻杆沿所述竖直轨道运动；以及控制器，所述控制器与所述钻机相连，用于控制所述钻机的运行。

根据本发明实施例的急冷塔堵塞清理组件，可以有效的清理中空圆柱体内结疤物，尤其适用于工业中广泛应用的并且内部堵塞难以清理的急冷塔，堵塞清理速度快，效率高，清理后急冷塔内表面光滑，清理效果好。

另外，根据本发明上述实施例的急冷塔堵塞清理组件还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，利用支架将所述竖直轨道固定在所述水平轨道上。

根据本发明的实施例，所述水平轨道的中心线与所述钻台口的中心线重合。

根据本发明的实施例，所述钻机具有至少3圈不同直径的圆形钻头。

根据本发明的实施例，所述控制器为高压油泵。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种具有清理堵塞功能的急冷塔系统。根据本发明的实施例，该系统包括：急冷塔，所述急冷塔具有顶部进口；以及前述的急冷塔堵塞清理组件。

根据本发明实施例的具有清理堵塞功能的急冷塔系统，可以高效、快捷的进行急冷塔堵塞自清理，清理后急冷塔内表面光滑，有效地解决了急冷塔内部堵塞难以清理的问题，保证急冷塔的内部通畅，从而，有利于有效控制沸腾氯化炉的烟气温度，使氯化炉长时间稳定高负荷运行。

根据本发明的又一方面，本发明提供了一种清理前述的急冷塔系统的堵塞的方法，其特征在于，包括：(1)停止急冷塔进气，并利用氮气置换所述急冷塔内气氛，以便降低所述急冷塔内一氧化碳浓度；(2)将钻机的钻头经顶部进口伸入至所述急冷塔内，利用控制器控制钻头向下运行，以便使所述钻头到达所述急冷塔底部。

根据本发明实施例的清理急冷塔系统的堵塞的方法，可以高效、快捷的进行对急冷塔堵塞进行自清理，清理后急冷塔内表面光滑，有效地解决了急冷塔内部堵塞难以清理的问题，保证急冷塔的内部通畅，从而，有利于有效控制沸腾氯化炉的烟气温度，使氯化炉长时间稳定高负荷运行。

根据本发明的实施例，步骤(1)中，当所述急冷塔内的压力为60-100千帕时，停止所述急冷塔进气，且所述急冷塔内一氧化碳浓度不高于0.3体积％。

根据本发明的实施例，步骤(2)中，所述急冷塔内呈负压状态。

根据本发明的实施例，步骤(2)中，当所述钻头的运行阻力为100-150kg时，利用所述控制器控制所述钻头反向运行。

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显示了根据本发明一个实施例的急冷塔堵塞清理组件的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的具有清理堵塞功能的急冷塔系统的结构示意图；

图3显示了根据本发明一个实施例的具有清理堵塞功能的急冷塔系统的俯视图。

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。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。

需要说明的是，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一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种急冷塔堵塞清理组件。参考图1-3，根据本发明的实施例，对该急冷塔堵塞清理组件进行解释说明，该组件包括：钻台100、水平轨道200、竖直轨道300、钻机400和控制器500。

根据本发明的实施例，钻台100具有钻台口110。钻台为轨道的固定和装置的安装提供平台，钻头通过钻台口进入急冷塔进行清洗。

根据本发明的实施例，水平轨道200设置在所述钻台上。水平轨道使钻机能够在固定的位置上方(即急冷塔正上方)进行水平的左右移动，使钻头的中心线与急冷塔的中心线重合，实现钻机对中。另外，在钻机不使用的情况下，将钻机沿水平轨道移动，把钻机移动到急冷塔边上，防止钻机正对急冷塔顶部。

根据本发明的实施例，该急冷塔堵塞清理组件进一步包括：轨道平台800，该轨道平台800设置在水平轨道上。由于水平轨道间是中空的，操作人员不便进行操作，通过设置轨道平台，为操作人员提供站立空间。

根据本发明的实施例，竖直轨道300的一端与水平轨道相连，并可沿水平轨道200移动。钻机固定在竖直轨道上，竖直轨道沿水平轨道移动，使钻头的中心线与急冷塔的中心线重合，实现钻机对中。另外，在钻机不使用的情况下，将钻机沿水平轨道移动，把钻机移动到急冷塔边上，防止钻机正对急冷塔顶部。

根据本发明的实施例，钻机400具有钻杆410和钻头420，钻杆410与竖直轨道300相 连，并且钻杆410沿竖直轨道300运动。由此，利用竖直轨道的移动带动钻机移动，控制钻机的作业位置。

根据本发明的实施例，控制器500与钻机400相连，用于控制钻机的运行。由此，钻机在运行过程中会遇到相当大的阻力(例如100-150kg阻力)，此时，利用控制器调整钻机的转向，使钻机进行反转，当钻机反转后阻力会变小，此时调整钻机正转并缓慢往下运行，从而，顺利清理堵塞，保证钻机正常运行。

根据本发明的实施例，利用带有钻头的钻机，对急冷塔堵塞物料进行清除，可以高效、快捷地清除难以清理的急冷塔内部的结疤堵塞物。并设置了水平轨道和竖直轨道，使钻机在水平轨道和竖直轨道上运行，便于彻底清理急冷塔内部的堵塞。同时，利用控制器控制转机的运行，在清堵过程中通过控制钻机的转速和正反转来实现结疤物的有效控制清理。由此，该急冷塔堵塞清理组件，可以有效的清理中空圆柱体内结疤物，尤其适用于工业中广泛应用的并且内部堵塞难以清理的急冷塔，堵塞清理速度快，效率高，清理后急冷塔内表面光滑，清理效果好。

根据本发明的实施例，利用支架700将所述竖直轨道固定在所述水平轨道上。由此，利用支架进行固定，保证竖直轨道稳固地固定在水平轨道上，不发生倾斜。

根据本发明的实施例，水平轨道200为平行的两条轨道，在水平轨道的两段由与水平轨道垂直的固定件固定，使水平轨道固定在转台上，不易移动，同时防止竖直轨道在水平轨道上移动时出现脱轨。根据本发明的实施例，水平轨道200的中心线与钻台口110的中心线重合。换句话说，也就是钻台口的中心线与所要清理的塔的中心线是对中的，钻机与水平轨道的中心线是对中的，从而，满足钻机中心线对中急冷塔的中心线根据本发明的实施例，钻机400具有至少3圈不同直径的圆形钻头420。由于急冷塔堵塞物较为坚硬，使用不同直径的钻头，避免物料外圈的清理完后，内圈物料抵住钻机无法继续往下运行清理，因此，采用不同直径的钻头，有利于堵塞物的清理。

根据本发明的实施例，钻头420具有至少4把钻刀。由于堵塞物比较坚硬，刀头越多清理越顺畅，考虑到成本及实际清理情况，经发明人多次实验，综合评价，至少4把钻刀才能满足正常清理的要求。

根据本发明的实施例，钻头为合金钻刀。由此，钻头的耐磨性好，避免清理堵塞物造成钻头损坏。

根据本发明的实施例，钻刀的安装方向相同。由此，钻刀安装方向为同向，使刀头的作用力方向一致，堵塞物清理的速度快，效果好，清理效率更高。

根据本发明的实施例，钻刀的安装方向为顺时针或逆时针。

根据本发明的实施例，所述钻机的直径与所述急冷塔的直径的比例为0.95。由此，钻机的型号与急冷塔相匹配，有利于高效、快速地清理堵塞。

根据本发明的实施例，所述钻头是由合金材料形成的。由此，钻头的耐磨性好，使用寿命长。

根据本发明的实施例，所述控制器为高压油泵。由于堵塞物清理现场具有酸性腐蚀气体 和大量粉尘，不利于使用其他形式的控制器安全、稳定地运行，并且其他控制器安装也较为复杂，需要大功率的电机驱动，不便在钻台上进行操作和安装。本发明采用高压油泵作为控制器，采用液压系统做功，实现钻机左右上下运动，油用油管输送，不容易受到环境污染；另外采用液压的方式，设备占地面积小，安装方便，产生的功率比较大，利于清理堵塞严重且坚硬的堵塞物。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种具有清理堵塞功能的急冷塔系统。参考图2和3，根据本发明的实施例，对具有清理堵塞功能的急冷塔系统进行解释说明，该系统包括：急冷塔600，该急冷塔600具有顶部进口；以及前述的急冷塔堵塞清理组件。

根据本发明实施例的具有清理堵塞功能的急冷塔系统，可以高效、快捷的进行急冷塔堵塞自清理，清理后急冷塔内表面光滑，有效地解决了急冷塔内部堵塞难以清理的问题，保证急冷塔的内部通畅，从而，有利于有效控制沸腾氯化炉的烟气温度，使氯化炉长时间稳定高负荷运行。

根据本发明的又一方面，本发明提供了一种清理前述的急冷塔系统的堵塞的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)停止急冷塔进气，并利用氮气置换所述急冷塔内气氛，以便降低所述急冷塔内一氧化碳浓度；

(2)将钻机的钻头经顶部进口伸入至所述急冷塔内，利用控制器控制钻头向下运行，以便使所述钻头到达所述急冷塔底部。

根据本发明实施例的清理急冷塔系统的堵塞的方法，可以高效、快捷的进行对急冷塔堵塞进行自清理，清理后急冷塔内表面光滑，有效地解决了急冷塔内部堵塞难以清理的问题，保证急冷塔的内部通畅，从而，有利于有效控制沸腾氯化炉的烟气温度，使氯化炉长时间稳定高负荷运行。

根据本发明的实施例，步骤(1)中，当所述急冷塔内的压力为60-100千帕时，停止所述急冷塔进气。由此，当塔内压力高于100千帕或低于60千帕时，生产工艺无法正常运行，只有在此压力值范围内才满足生产工艺的要求，保障清理工作顺利进行。

根据本发明的实施例，步骤(1)中，急冷塔600内一氧化碳浓度不高于0.3体积％。由此，当塔内的一氧化碳浓度过高时，即高于0.3体积％，容易导致一氧化碳中毒。另外，一氧化碳浓度过高时在钻机运行过程中会产生火花，可能会导致爆炸的危险。

根据本发明的实施例，步骤(2)中，急冷塔内呈负压状态。当炉内为正压时，炉内的腐蚀性气体、有毒有害气体将从炉内喷出，容易导致安全事故发生，且一旦有大量气体喷出，不利于现场操作钻机。而急冷塔内呈负压状态，可以有效地避免急冷塔内气体扩散。

根据本发明的实施例，步骤(2)中，当所述钻头的运行阻力为100-150kg时，利用所述控制器控制所述钻头反向运行。当阻力过大时，容易导致高压油泵的压力过高，容易导致设备损坏，油温过高，效率变低，不利于清理，且当阻力过大时，也容易导致钻机卡在塔内，因此当阻力达到100-150kg时，使钻头转向，转向后钻头的阻力减小，简单、高效的降低了阻力，从而，降低油温，有利于钻机长时间连续运行。由此，通过改变钻头运行的方向，简 单、高效的解决了急冷塔内部堵塞物坚硬难以清理的问题。

下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

在沸腾氯化法生产四氯化钛过程中，由于物料中有钙、镁、硅、铁等杂质元素，在进行喷淋冷却过程中容易在急冷塔壁上结块，难以除去。当氯化炉压力升高且判断为急冷塔堵塞导致时，氯化炉内压力在0.8bar左右，此时停止氯化炉进料进气，通氮气置换氯化炉内的气氛，保证氯化炉内一氧化碳浓度低于0.3％，拆除急冷塔内的喷头，利用塔盖摇手柄打开急冷塔顶部封盖，利用操作平台上的操作界面控制冷凝系统，保证氯化炉内压力为微负压状态，此时，在操作界面启动钻机从急冷塔顶部往下钻，并利用水平轨道和竖直轨道调节转机的运行位置，使钻头可以清理急冷塔内各部位的堵塞，从而彻底清除急冷塔内的堵塞物。钻机平稳缓慢的往下运行，当钻机在运行过程中的阻力达到100-150kg时，利用高压油泵调整钻机钻头的转向，使钻头进行反转，当钻头反转后，阻力会变小，此时调整钻机正转并缓慢往下运行，当钻机根部贴于急冷塔底部时，急冷塔清理工作完成。

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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。