一种脉冲式铝粉加料系统

技术领域

本发明涉及氯化法钛白粉技术领域，具体涉及一种脉冲式铝粉加料系统。

背景技术

氯化法钛白粉生产工艺技术在我国已得到广泛应用，其工艺中所需的AlCl

目前，国内使用的螺旋和星型阀铝粉加入装置，虽然能够向三氯化铝发生器中加入铝粉，但却无法实现小剂量精确地改变铝粉的加入量，且加料过程中时常会出现铝粉被输送部件碾实呈饼块状，严重时加料装置会被饼块状物料卡停出现断料现象，严重影响了TiO

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉冲式铝粉加料系统，该系统能够顺畅地将铝粉连续稳定地加入到三氯化铝发生器中，且铝粉的加入量可实现小剂量精确控制，保障了氯化法钛白生产工艺最终产品质量的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种脉冲式铝粉加料系统，该系统包括铝粉加料罐、氮气缓冲罐、电磁阀一、电磁阀二、切断元件一、切断元件二和三氯化铝发生器。

所述切断元件一和切断元件二的结构相同，均包括切断元件主体和开设在切断元件主体内的通道一与通道二；所述通道一与通道二在切断元件主体内相交后形成通道三。

所述铝粉加料罐的出料口与切断元件一通道一的入口相连，铝粉加料罐的进气口通过电磁阀一与氮气缓冲罐的出气口一相连；所述切断元件一通道二的入口接电磁阀二的出口一，切断元件一通道三的出口接切断元件二通道一的入口；所述电磁阀二的入口接氮气缓冲罐的出气口二，电磁阀二的出口二接切断元件二通道二的入口；所述切断元件二通道三的出口通过进料管线接三氯化铝发生器的入口。

进一步的，所述铝粉加料罐上安装有压力变送器一；所述三氯化铝发生器上安装有压力变送器二；所述氮气缓冲罐上安装有压力变送器三。

进一步的，所述切断元件一通道三的出口通过下料管线接切断元件二通道一的入口，所述下料管线上安装有视镜。

进一步的，所述铝粉加料罐的排气口通过球阀连接有电磁阀三。

进一步的，所述进料管线的中段与氮气缓冲罐的出气口三相连通。

进一步的，所述铝粉加料罐的加料口、铝粉加料罐的出料口、铝粉加料罐与压力变送器一之间、切断元件二通道三的出口与三氯化铝发生器的入口之间、氮气缓冲罐的各出气口、氮气缓冲罐与压力变送器三之间均安装有一球阀。

由以上技术方案可知，本发明能够顺畅地将铝粉连续稳定地加入到三氯化铝发生器中，且铝粉的加入量可实现小剂量精确控制，保障了氯化法钛白生产工艺最终产品质量的稳定性。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

其中：

1、压力变送器一，2、电磁阀三，3、加铝控制箱，4、铝粉加料罐，5、切断元件一，6、电磁阀一，7、下料管线，8、电磁阀二，9、进气管线，10、视镜，11、载气管线，12、切断元件二，13、氮气缓冲罐，14、压力变送器二，15、三氧化铝发生器，16、压力变送器三。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的一种脉冲式铝粉加料系统，该系统包括铝粉加料罐4、氮气缓冲罐13、电磁阀一6、电磁阀二8、切断元件一5、切断元件二12和三氯化铝发生器15。所述电磁阀二8为两位三通电磁阀。该系统还包括加铝控制箱3，压力变送器一1、压力变送器二14、压力变送器三16的输出端均与加铝控制箱3的输入端相连，电磁阀一6、电磁阀二8及电磁阀三2的控制端均与加铝控制箱3的输出端相连。压力变送器一1、压力变送器二14、压力变送器三16分别用于获取铝粉加料罐4、三氧化铝发生器15及氮气缓冲罐13内部的压力值，加铝控制箱3为PLC控制器，采用现有技术对铝粉加料罐4、三氧化铝发生器15及氮气缓冲罐13内部的压力进行调节，同时根据各压力变送器获取的压力值，采用现有技术对电磁阀一6、电磁阀二8和电磁阀三1的工作状态进行控制，通过调节气料比来实现对铝粉下料量的调节。

所述切断元件一5和切断元件二12的结构相同，均包括切断元件主体和开设在切断元件主体内的通道一与通道二；所述通道一与通道二在切断元件主体内相交后形成通道三。通道一，作为铝粉流动的通道。通道二，作为气体(即氮气)流动的通道。当通道二中通入氮气时，由于氮气的压力大，通道二中的氮气会先进入到通道三中。当通道三中有氮气流动时，通道一中的铝粉就无法进入到通道三中继续向前流动。当通道二中没有氮气流动时，通道一中的铝粉就能够顺利流动到通道三中，继而接着向前流动。本发明采用电磁阀二对切断元件一和切断元件二中的管道的通断进行脉冲式调节，向通道一和通道三中同一段铝粉料栓，再向通道二和通道三中通一段氮气气栓，一段料栓、一段气栓交替排列，料栓在气流推动下向前运行，从而达到输送的目的。通过对电磁阀二的两个出口的通断进行调节，能够对通过切断元件一与切断元件二的气体与料体的比例进行调节，从而实现铝粉下料量的小剂量精确调节。

所述铝粉加料罐4的出料口位于铝粉加料罐4的底部，该出料口通过一球阀与切断元件一5通道一的入口相连。铝粉加料罐4的进气口开设在铝粉加料罐4下端的侧壁上，该进气口与电磁阀一6的出气口相连，电磁阀一6的进气口与氮气缓冲罐13的出气口一相连。通过铝粉加料罐的进气口向铝粉加料罐中通入氮气，当铝粉加料罐内的压力过大时，就关闭电磁阀一，停止向铝粉加料罐中通气，同时打开电磁阀三，通过排气口向外排气，使铝粉加料罐内部的压力保持在0.5～1.0MPa。脉冲加铝系统压力降恒定控制方式，实时以三氯化铝发生器15压力为基础，铝粉加料罐4压力以压力降设定值为目标值调节。铝粉加料罐4补压时，电磁阀一6打开，电磁阀三2关闭，此状态为铝粉加料罐4补压；降压时，电磁阀三2打开，电磁阀一6关闭，此状态为铝粉加料罐4降压。

所述切断元件一5通道二的入口接电磁阀二8的出口一，切断元件一5通道三的出口通过下料管线7接切断元件二12通道一的入口。所述下料管线7上安装有视镜10。改变铝粉加入量的根本措施是改变铝粉下料管线的规格，料气比可在一定范围内对下料量进行调整，如果要较大幅度的改变铝粉加入量，需要调整下料管线的规格，即可得到满足不同铝粉加入量的工艺需求。

所述电磁阀二8，其入口接氮气缓冲罐13的出气口二，其出口一通过进气管线9与切断元件一通道二的入口相连，其出口二接切断元件二12通道二的入口。所述切断元件二12通道三的出口通过进料管线接三氯化铝发生器15的入口。所述进料管线的中段与氮气缓冲罐的出气口三之间设有载气管线11，载气管线的末端与进料管线具有一定的夹角，氮气缓冲罐13通过载气管线11向进料管线中通入氮气，氮气在进料管线中会产生一个由切断元件二指向三氧化铝发生器的冲击力，氮气作为载气，驱动进料管线中的铝粉只能沿着进料管线流动至三氧化铝发生器中，不能反向流动，可保证安全性。

进一步的，所述铝粉加料罐4上安装有压力变送器一1；所述三氯化铝发生器15上安装有压力变送器二14；所述氮气缓冲罐13上安装有压力变送器三16。

进一步的，所述铝粉加料罐4的排气口通过球阀连接有电磁阀三2。

进一步的，所述铝粉加料罐4的加料口、铝粉加料罐4的出料口、铝粉加料罐4与压力变送器一1之间、切断元件二12通道三的出口与三氯化铝发生器15的入口之间、氮气缓冲罐13的各出气口、氮气缓冲罐13与压力变送器三16之间均安装有一球阀。

由铝粉加料罐4的加料口向铝粉加料罐4中加入铝粉，铝粉的纯度大于99％，铝粉粒径范围100±50μm。在本发明所述的系统中，铝粉采用脉冲式加入到铝粉加料罐4中，采用氮气作为脉冲输送动力源。通过调整料气比可实现100g/min的小剂量铝粉连续均匀地加入，其加入量调节精度可控制在＜1.0±0.5g。料气比的最小分度值是0.1％，调节范围是1～100％，可根据不同的铝粉量需求来调节料气比。采用脉冲加入铝粉，具有输送速度快、输送效率高、输送距离远，结构简单，操作方便，自动化程度高、可作水平的、垂直的或倾斜方向的输送，而且脉冲式加料的投资及维护费用明显低于其它加料方式。采用氮气作为脉冲加入铝粉的工作介质，使输送过程更加安全可靠，且能很好地保持物料干燥度。

如图1所示，本发明的工作过程为：

(1)通过铝粉加料罐4的加料口向铝粉加料罐中充装铝粉，铝粉纯度＞99％，铝粉粒径范围100±50μm。

(2)电磁阀一6打开进气补压(氮气)，当铝粉加料罐和三氯化铝发生器的压力值符合要求后，电磁阀一6关闭，当铝粉加料罐和三氯化铝发生器的压力值符合降压要求时，电磁阀三2打开、电磁阀一6关闭，进行铝粉加料罐4降压，如此往复循环，保证系统压力恒定。

(3)进行脉冲加铝粉，料气比给到基础低值如2％(按所需铝粉量标定基础低限值)，电磁阀二8按料气比如2％的切换比例向切断元件一5和切断元件二12提供切刀气流，然后打开铝粉加料罐4底部排料手阀(即铝粉加料罐出料口处的球阀)，即开始下料。

(4)通过观察视镜10，观察下料管线中的铝粉下料是否顺畅，按标定好的料气比分度值所对应的铝粉下料量调整料气比，通过视镜确认下料状况。

物料在铝粉加料罐内压力作用下沿出料口排出，进入输送管道，同时物料在电磁阀二的控制下被两个切断元件切割成一段段料栓，料栓在气流推动下向前运行，从而达到输送目的。铝粉出料罐和受料罐始终处于一个设定的平衡状态，稳定的压降保证了脉冲加入铝粉的均匀稳定。铝粉加料采用脉冲式加入，采用氮气作为脉冲加入铝粉的工作介质，物料在管道中为一段料栓、一段气栓交替排列，物料在下料管内与气体不是混合状态，脉冲加料方式料气比高耗气量较低，因而进入三氯化铝发生器的氮气量很少对生产工艺带来的负面影响可以忽略不计。铝粉加入量可调节范围可达到5～65kg/h的变化范围，可满足单线产能≤10万吨/年的氯化法钛白生产线铝粉加入量的工艺要求。本发明能够让铝粉在脉冲气流作用下处于均匀稳定，有效提高TiO2产品晶型转化率的铝粉加料装置。通过电磁阀二的两个出气口切换接通，使所连接的两个切断元件交替通过气流切断物料，通过调节料气比准确均匀稳定地控制铝粉加入量。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。