除去预热器管道内积碳的方法和装置与流程

本发明属于钛白粉生产领域，具体而言，本发明涉及除去预热器管道内积碳的方法和装置。

背景技术：

氯化法钛白生产工艺中TiCl₄需要精制，精制主要时除去粗TiCl₄中的钒，对于精制的工艺目前主要使用的有铜丝除去钒、铝粉除去钒、有机物除去钒，根据经济效益及不同的需求来进行选择，目前就氯化法钛白而言主要使用有机物除去钒，选择的有机物为油类，通过油的还原性使钒生成沸点较高的VOCl₂(钒渣)。

在精制过程中加入油，通过加热到一定温度除去TiCl₄中的钒，部分未反应的油及钒渣将被排出，但是会存在少部分油随精制后的TiCl₄带入到后续工艺中。

在后续工艺，精TiCl₄需要被加热到一定的高温条件，被带入的油此时将被裂解碳化，形成碳层堵塞加热管道，造成换热效果差、流量波动等影响。盘管由三组螺旋型管道缠绕而成，弯管较多很难清洗，如果用水清洗，对盘管的洗涤效果不是很好洗涤时间长，如果用碱液清洗，效果明显但是对盘管腐蚀较大，影响盘管的寿命。

因此，对用于精TiCl₄加热的盘进行清洗除去碳的方法还有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种除去预热器管道内积碳的方法和装置，利用该方法和装置可以有效除去预热器管道内的积碳并不会损坏管道。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种除去预热器管道内积碳的方法，所述预热器管道为氯化钛预热器管道，该方法包括：

(1)将吸碳剂与水进行混合，以便得到洗涤液；

(2)将一部分的所述洗涤液通入到所述预热器管道内，以便对所述预热器管道内积碳进行洗涤，得到含有积碳的第一洗涤后液，并将所述第一洗涤后液返回并通入到所述预热器管道内，并以此循环多次；

(3)测定步骤(2)中每次循环后的洗涤后液中的固含量，当固含量不再增加时，停止循环；

(4)将另一部分的所述洗涤液通入到所述预热器管道内，以便对所述预热器管道内积碳进行洗涤，得到含有积碳的第二洗涤后液，并将所述第二洗涤后液返回并通入到所述预热器管道内，并以此循环多次；

(5)观察步骤(4)中每次循环后的洗涤后液的颜色，当颜色不再加深时，停止循环；

(6)向所述除去积碳的预热器管道内通入水进行清洗；以及

(7)向经过清洗后的预热器管道内通入压缩空气进行干燥。

本发明上述实施例的除去预热器管道内积碳的方法，将吸碳剂配制成洗涤液对预热器管道进行反复冲洗，可以有效除去氯化钛预热器管道内的积碳，进而提高预热器换热效率，稳定生产工艺参数，减少燃料损耗，同时不会对镍铬合金材质的管道发生腐蚀或者造成任何影响。

另外，根据本发明上述实施例的除去预热器管道内积碳的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，将所述吸碳剂与所述水按照1:1的质量比进行混合。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)和步骤(4)中，所述洗涤液的用量均为所述预热器管道内容积的1.5倍。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述循环进行4-5小时。

在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，所述循环进行1-2小时。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，将一部分的所述洗涤液以0.2-0.4Mpa的压力通入到所述预热器管道内；

步骤(4)中，将另一部分的所述洗涤液以0.2-0.4Mpa的压力通入到所述预热器管道内；

步骤(6)中，采用0.2-0.4Mpa的压力向所述除去积碳的预热器管道内通入水进行清洗。

根据本发明的第二方面，本发明还提出了一种除去预热器管道内积碳的装置，包括：

洗涤液配制槽，所述洗涤配制槽具有吸碳剂入口、水入口和洗涤液出口；

储液槽，所述储液槽适于盛装洗涤液、洗涤后液或水，所述储液槽具有洗涤液入口、清洗水入口、循环液入口和出口，所述洗涤液入口与所述洗涤液出口相连；

加压泵，所述加压泵设置在所述储液槽的出口和所述预热器管道的入口之间，且适于对通入所述预热器管道内洗涤液、洗涤后液或水进行加压；

第一管道，所述第一管道连通所述储液槽的出口和所述加压泵，且适于将洗涤液、洗涤后液或水通入所述加压泵内进行加压；

第二管道，所述第二管道连通所述加压泵和所述预热器管道的入口，且适于将经过所述加压泵加压后的洗涤液、洗涤后液或水通入所述预热器管道内进行除去积碳；

第三管道，所述第三管道连通所述预热器管道的出口和所述循环液入口，且适于将所述洗涤后液返回所述储液槽内。

由此，通过采用上述装置并具体通过上述步骤可有效地除去预热器管道内的积碳。采用该装置并配合使用含有吸附碳的洗涤液可以进一步提高除积碳效率，并且还可以避免对预热器造成腐蚀或者其他影响。另外，通过设置加压泵可以使得洗涤液不断循环并以一定的压力对预热器管道进行冲洗，进而可以进一步提高除积碳效率。

在本发明的一些实施例中，所述加压泵为工程塑料泵。

在本发明的一些实施例中，所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道均为塑料软管。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的除去预热器管道内积碳的方法的流程图。

图2是根据本发明一个实施例的除去预热器管道内积碳的装置的结构示意图。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种除去预热器管道内积碳的方法，包括：

(1)将吸碳剂与水进行混合，以便得到洗涤液；

(2)将一部分的所述洗涤液通入到所述预热器管道内，以便对所述预热器管道内积碳进行洗涤，得到含有积碳的第一洗涤后液，并将所述第一洗涤后液返回并通入到所述预热器管道内，并以此循环多次；

(3)测定步骤(2)中每次循环后的洗涤后液中的固含量，当固含量不再增加时，停止循环；

(4)将另一部分的所述洗涤液通入到所述预热器管道内，以便对所述预热器管道内积碳进行洗涤，得到含有积碳的第二洗涤后液，并将所述第二洗涤后液返回并通入到所述预热器管道内，并以此循环多次；

(5)观察步骤(4)中每次循环后的洗涤后液的颜色，当颜色不再加深时，停止循环；

(6)向所述除去积碳的预热器管道内通入水进行清洗；以及

(7)向经过清洗后的预热器管道内通入压缩空气进行干燥。

本发明上述实施例的除去预热器管道内积碳的方法，将吸碳剂配制成洗涤液对预热器管道进行反复冲洗，可以有效除去氯化钛预热器管道内的积碳，进而提高预热器换热效率，稳定生产工艺参数，减少燃料损耗，同时不会对镍铬合金材质的管道发生腐蚀或者造成任何影响。

根据本发明的具体实施例，下面参考图1详细描述本发明具体实施例的除去预热器管道内积碳的方法。

S100：配制洗涤液

根据本发明的具体实施例，(1)将吸碳剂与水进行混合，以便得到洗涤液。由此，采用吸附剂本身为中性，不会与管道造成腐蚀。但是单独采用吸附剂有无法达到盘管式的预热器管道内。通过将吸附剂与水配制成洗涤液反复对对管道冲洗，可以有效发挥吸碳剂的吸碳功能，同时以液态冲洗方式，不会留有死角，进而提高除积碳效率。

根据本发明的具体实施例，将可以吸碳剂与水按照1:1的质量比进行混合。由此配制该浓度的吸碳剂可以进一步提高除积碳的效率。在吸碳剂的使用案例中，一般不配备清洗液，直接使用纯吸碳剂进行清洗。本发明针对预热器管道具有清洗容积大、结构复杂、死角多等特点，若使用大量的纯吸碳剂清洗将增大清洗成本，经过水与吸碳剂不同配比下试用，发现在吸碳剂与水按照1:1的质量比进行配制洗涤溶液的情况下清洗效果最佳，清洗效率最高。

S200：洗涤液除积碳

根据本发明的具体实施，下面采用上述配制得到的洗涤液对预热器管道进行除积碳。具体地：

(2)将一部分的所述洗涤液通入到所述预热器管道内，以便对所述预热器管道内积碳进行洗涤，得到含有积碳的第一洗涤后液，并将所述第一洗涤后液返回并通入到所述预热器管道内，并以此循环多次；

(3)测定步骤(2)中每次循环后的洗涤后液中的固含量，当固含量不再增加时，停止循环；

(4)将另一部分的所述洗涤液通入到所述预热器管道内，以便对所述预热器管道内积碳进行洗涤，得到含有积碳的第二洗涤后液，并将所述第二洗涤后液返回并通入到所述预热器管道内，并以此循环多次；

(5)观察步骤(4)中每次循环后的洗涤后液的颜色，当颜色不再加深时，停止循环。

由此，通过两次对预热器管道进行冲洗，可以完全除去预热器管道内的积碳。每次通入的洗涤液都进行反复循环冲洗，进而显著提高洗涤液的利用率，提高吸附碳的利用率，降低成本。

根据本发明的具体实施例，两次洗涤采用的洗涤液的用量均为预热器管道内容积的1.5倍。由此可以充分满足循环冲洗的连续性，提高除去积碳的效率。

根据本发明的具体实施例，步骤(2)中，循环可以进行4-5小时。由此可以进一步提高吸附碳的利用率，有效地除去预热器管道内大部分的积碳，提高除去积碳的效率。在4-5小时内循环洗涤可使洗涤液与管道内的积碳充分混合。

根据本发明的具体实施例，步骤(4)中，循环可以进行1-2小时。由此可以充分地除去剩余积碳。进行1-2小时的洗涤使得管道内未清洗到的死角得到清洗。

根据本发明的具体实施例，步骤(2)中和步骤(4)中，洗涤液均是经过加压后通入预热器管道内的，具体地，每次均是将洗涤液以0.2-0.4Mpa的压力通入到预热器管道内。在此压力条件下能迅速移出管道内的积碳，防止碳粉堵塞。

S300：清洗和干燥

根据本发明的具体实施例，通过上述步骤(2)-(5)可以充分除去预热器管道内的积碳。最后，(6)向所述除去积碳的预热器管道内通入水进行清洗；以及(7)向经过清洗后的预热器管道内通入压缩空气进行干燥。进而可以有效除去残余吸附碳和水分，避免对后续氯化钛的加热造成污染。

根据本发明的具体实施例，步骤(6)中，同样可以采用0.2-0.4Mpa的压力向所述除去积碳的预热器管道内通入水进行清洗。进而可以有效除去残余吸附碳，避免对后续氯化钛的加热造成污染。

根据本发明的第二方面，本发明还提出了一种除去预热器管道内积碳的装置。根据本发明的具体实施例，下面参考图2详细描述本发明具体实施例的除去预热器管道内积碳的装置。

根据本发明具体实施例的除去预热器管道内积碳的装置包括：洗涤液配制槽10、储液槽20、加压泵30、第一管道40、第二管道50和第三管道60。

其中，洗涤配制槽10具有吸碳剂入口11、水入口12和洗涤液出口13；储液槽20适于盛装洗涤液、洗涤后液或水，储液槽20具有洗涤液入口21、清洗水入口22、循环液入口23和出口24，洗涤液入口21与洗涤液出口13相连；加压泵30设置在储液槽20的出口和预热器管道70的入口71之间，且适于对通入预热器管道内洗涤液、洗涤后液或水进行加压；第一管道40连通储液槽20的出口24和加压泵30，且适于将洗涤液、洗涤后液或水通入加压泵内进行加压；第二管道50连通加压泵30和预热器管道70的入口71，且适于将经过加压泵加压后的洗涤液、洗涤后液或水通入预热器管道内进行除去积碳；第三管道60连通预热器管道70的出口72和循环液入口23，且适于将洗涤后液返回储液槽内。

由此，通过采用上述装置对预热器管道内积碳进行清理，具体步骤包括：

(1)在洗涤配制槽10内，将吸碳剂与水进行混合，以便得到洗涤液；

(2)将一部分的洗涤液通入储液槽20内，并由出口24通入加压泵30进行加压后通入到预热器管道70内，以便对所述预热器管道内积碳进行洗涤，从预热器管道出口排出的含有积碳的第一洗涤后液返回储液槽20内，并再次通入到所述预热器管道内，并以此循环多次；

(3)测定步骤(2)中每次循环后的洗涤后液中的固含量，当固含量不再增加时，停止循环；

(4)将另一部分的洗涤液储液槽20内，并由出口24通入加压泵30进行加压后通入到预热器管道70内，以便对预热器管道内积碳进行洗涤，得到含有积碳的第二洗涤后液，并将第二洗涤后液返回储液槽20内，并再次通入到预热器管道内，并以此循环多次；

(5)观察步骤(4)中每次循环后的洗涤后液的颜色，当颜色不再加深时，停止循环；

(6)通过清洗水入口22向洗涤液储液槽20内通入清洗水，可以是无杂质清澈的工艺水，并由出口24通入加压泵30进行加压后通入到预热器管道70内，对除去积碳的预热器管道进行清洗；以及

(7)向经过清洗后的预热器管道内通入压缩空气进行干燥。

由此，通过采用上述装置并具体通过上述步骤可有效地除去预热器管道内的积碳。采用该装置并配合使用含有吸附碳的洗涤液可以进一步提高除积碳效率，并且还可以避免对预热器造成腐蚀或者其他影响。另外，通过设置加压泵可以使得洗涤液不断循环并以一定的压力对预热器管道进行冲洗，进而可以进一步提高除积碳效率。

根据本发明的具体实施例，加压泵30可以为工程塑料泵。由此可以有效地通入预热器管道内的洗涤液或者清洗水进行预加压，进而有效提高除积碳的效率。并且选择工程塑料泵还可以进一步提高适用性，并降低成本。

根据本发明的具体实施例，第一管道40、第二管道50和第三管道60均为塑料软管。由此连接更加方便随意，进而使得装置的使用不受场地的限制，并且可以进一步降低成本。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除去非另有明确具体的限定。

在本发明中，除去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。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。