專利名稱：活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活性炭加工領(lǐng)域，特別是涉及活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
活性炭作為一種優(yōu)良的多孔吸附劑和催化劑載體，用途極為廣泛，自從問世一百年來，其應(yīng)用領(lǐng)域日益擴展，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化工、冶金、石化、醫(yī)藥、食品、輕工、兵工等領(lǐng)域。我國生產(chǎn)制造活性炭雖然只有30余年歷史，但已成為國民經(jīng)濟的主要組成部分，目前國內(nèi)企業(yè)活性炭炭化、活化生產(chǎn)過程控制的方法是采用人工手動控制和簡單儀表控制，大部分工廠只能憑經(jīng)驗控制，造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品得率低，勞動強度大，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述缺點而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)炭化溫度，活化溫度、蒸汽流量、活化時間、加熱和冷卻兩個半爐相互轉(zhuǎn)換進行自動化控制的活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案如下一種活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)計算機根據(jù)由檢測元件采集的炭化爐溫度、活化爐溫度、活化爐蒸汽流量工藝參數(shù)信號，并按照一定的控制程序，驅(qū)動炭化爐供風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門、活化爐電動調(diào)節(jié)閥、活化爐電動蒸汽閥、活化爐排料閥門、活化爐空氣和煙道閘閥作相應(yīng)動作來實現(xiàn)炭化爐溫度、活化爐溫度、活化爐蒸汽流量、活化時間、加熱和冷卻兩個半爐相互轉(zhuǎn)換的自動控制。
上述炭化爐溫度控制，是當炭化爐某點的溫度低于或高于控制溫度時，控制系統(tǒng)計算機得到熱電偶經(jīng)變送器送來的溫度信號后，自動開啟或關(guān)閉供風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門，對炭化爐燃燒室增加供氧量，用調(diào)節(jié)燃燒室的溫度來實現(xiàn)對炭化爐溫度的控制。
上述活化爐溫度控制，是控制系統(tǒng)計算機根據(jù)活化爐內(nèi)的熱電偶經(jīng)變送器送來的溫度信號，向安裝于檢測點的電動調(diào)節(jié)閥給出開啟或關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥開啟度大小的信號，用調(diào)節(jié)各檢測點的供氧量實現(xiàn)調(diào)節(jié)溫度。
上述蒸汽流量控制，是指在活化爐的蒸汽進口安裝有流量計，控制系統(tǒng)計算機根據(jù)流量計送來的蒸汽流量信號，控制電動蒸汽閥門的開啟或關(guān)閉來調(diào)節(jié)進入活化爐的蒸汽流量。
上述活化時間控制，是指控制系統(tǒng)計算機根據(jù)活化爐內(nèi)各料道的具體指標，驅(qū)動氣動活塞氣缸排料機構(gòu)的開啟或關(guān)閉，來控制活性炭在活化爐內(nèi)的停留時間。
上述加熱和冷卻兩個半爐的自動轉(zhuǎn)換，是指通過控制系統(tǒng)計算機將控制信號傳輸給電動機的電閘閥，通過打開或關(guān)閉蒸汽、空氣和煙道閘閥，完成加熱和冷卻兩個半爐的定時切換。
上述控制系統(tǒng)計算機按照一定的程序?qū)ιa(chǎn)過程進行監(jiān)控，對出現(xiàn)的問題能及時診斷并自動報警。
本發(fā)明利用檢測元件采集生產(chǎn)過程中溫度、流量等重要的工藝參數(shù)信號并傳送給計算機，計算機按照一定的控制程序，驅(qū)動電動閥門、氣動閥門等執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動控制，本發(fā)明的優(yōu)點在于避免了人工控制的隨意性，用科學(xué)的、程序化的控制替代了人工的、憑經(jīng)驗的控制方法，有效地控制了活性炭生產(chǎn)過程中的炭化和活化條件，減少了燒失率，提高了產(chǎn)品的得率，產(chǎn)品指標的波動率由原來的±3％，提高到±1.6％，產(chǎn)品的活化得率增加5.8％，勞動效率提高17.2％，本發(fā)明設(shè)計合理，運行可靠，適合推廣應(yīng)用。
圖1為本發(fā)明控制流程圖；圖2為本發(fā)明炭化爐示意圖；圖3為本發(fā)明活化爐示意圖。
具體實施例方式
對本發(fā)明作進一步的說明在公知技術(shù)中，計算機為自動化控制的最主要組成部分，其包括CPU、存儲器及多個輸入/輸出口，存儲器存儲指令及數(shù)據(jù)，指令為用戶編制的指導(dǎo)CPU動作編碼的部分，數(shù)據(jù)是由CPU處理過的信息編碼部分，存儲在存儲器中的一組邏輯關(guān)系的指令被稱為程序。因此CPU從存儲器以邏輯順序“讀”每個指令，并用它起動處理操作。在實際工作中，CPU能迅速存取任何存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)，但是經(jīng)常需要處理的數(shù)據(jù)是事先所不知道的或者是由所存在的信息中不能得到的。這一問題是由配置具有一個或多個輸入/輸出口的計算機解決，然后CPU編址這些端口，并將來自與其耦合的外部設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入或?qū)?shù)據(jù)輸入到該外部設(shè)備。例如，可輸出數(shù)據(jù)到由人工操作的顯示器上或到存儲設(shè)備或者該輸出可以構(gòu)成程控信號指導(dǎo)其它執(zhí)行機構(gòu)運行。
針對以上所述，本發(fā)明就是由配置具有多個輸入/輸出口的控制系統(tǒng)計算機，根據(jù)溫度、流量檢測元件得到的數(shù)據(jù)，結(jié)合用戶預(yù)先編制并保存在存儲器中的程序(其流程如圖1所示)，控制炭化爐供風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門、活化爐電動調(diào)節(jié)閥、活化爐電動蒸汽閥作相應(yīng)動作來實現(xiàn)炭化爐溫度、活化爐溫度、活化爐蒸汽流量自動控制?？刂葡到y(tǒng)計算機還可根據(jù)用戶編制的程序，定時控制活化爐排料閥門、活化爐空氣和煙道閘閥，實現(xiàn)活化時間、加熱和冷卻兩個半爐相互轉(zhuǎn)換的自動控制。
本發(fā)明具體實施如下如圖2所示，回轉(zhuǎn)炭化爐依據(jù)炭化工藝的要求，應(yīng)控制爐頭1燃燒室內(nèi)的氧氣含量小于7％，保證爐頭1炭化溫度800±50℃，爐中2溫度500±50℃，爐尾3溫度200～280℃。在炭化爐的爐頭1、爐中2、爐尾3部位分別安裝有溫度測量范圍200-1000℃，K分度號的三個熱電偶4、5、6做為溫度信號檢測元件，每一個熱電偶配一個溫度變送器，將熱電偶的微小信號轉(zhuǎn)換成便于運輸、抗干擾能力強的4-20mA大電流信號送入控制系統(tǒng)計算機，當炭化爐某點的溫度低于或高于控制溫度時，控制系統(tǒng)計算機根據(jù)變送器輸入的溫度信號，自動開啟或關(guān)閉供風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門，對炭化爐燃燒室增加或減少供氧量，用調(diào)節(jié)燃燒室的溫度來實現(xiàn)對炭化爐溫度的控制。
如圖3所示，斯列普活化爐分為左半爐7和右半爐8，在活化爐左右兩個半爐7、8內(nèi)共設(shè)有12個配風(fēng)點，對應(yīng)爐內(nèi)的每個配風(fēng)點9都安裝有500～1300℃，K分度號的熱電偶10采集溫度信號，每個熱電偶10配一個溫度變送器，將電流信號輸入控制系統(tǒng)計算機，控制系統(tǒng)計算機對各配風(fēng)點采集的溫度輸出信號進行計算后，按照一定的控制程序，向安裝于各配風(fēng)點的電動調(diào)節(jié)閥給出開啟或關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥開啟度大小的信號，通過調(diào)節(jié)配風(fēng)點的供氧量調(diào)節(jié)各配風(fēng)點的溫度，來實現(xiàn)對活化爐溫度的控制。
在活化爐的蒸汽進口安裝有孔板流量計，水蒸汽經(jīng)孔板流量計進入蓄熱室，控制系統(tǒng)計算機根據(jù)孔板流量計送來的蒸汽流量信號，控制電動蒸汽閥門的開啟或關(guān)閉來調(diào)節(jié)進入活化爐蓄熱室的蒸汽流量，控制蒸汽流量為1000±50Kg/h。
控制活化的時間是通過控制活性炭在活化爐內(nèi)的停留時間，通過定時定量出料來實現(xiàn)的，因活性炭的制造是一個緩慢活化的過程，全程約在72小時左右，且各料道的指標差異性較大，因此，可以依據(jù)由用戶輸入的各料道的具體指標而控制系統(tǒng)計算機分別排出不同的排料時間，單獨進行排料。各料道的排料時間采用倒計時，當距設(shè)計的排料時間3分鐘時，控制系統(tǒng)計算機自動閉合中間繼電器啟動空氣壓縮機，以產(chǎn)生足夠的氣壓，當排料時間到時，控制系統(tǒng)計算機向氣缸推力為6Kg/cm2的氣動活塞氣缸輸出執(zhí)行信號，氣動活塞氣缸即開始開啟、關(guān)閉的全過程，實現(xiàn)物料活化時間的自動控制。
活化爐分為左右兩個半爐，按操作及化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)將加活化劑—水蒸汽半爐為冷卻半爐，加助燃劑—空氣半爐為加熱半爐。在生產(chǎn)過程中，每30分鐘加熱和冷卻半爐都要進行一次互換，以保證活化爐的自然熱平衡。控制系統(tǒng)計算機根據(jù)預(yù)設(shè)程序，兩個半爐自動切換時完成下列動作打開加熱半爐空氣閘閥，關(guān)閉冷卻半爐空氣閘閥；打開冷卻半爐蒸汽閘閥，關(guān)閉加熱半爐蒸汽閘閥；打開加熱半爐煙道閘閥，關(guān)閉冷卻半爐煙道閘閥。切換周期為30分鐘。
如圖1所示，控制系統(tǒng)計算機不僅完成上述控制，按照一定的程序，還能對系統(tǒng)運行中的檢測元件和炭化爐供風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門、活化爐電動調(diào)節(jié)閥、活化爐電動蒸汽閥、活化爐排料閥門、活化爐空氣和煙道閘閥等執(zhí)行機構(gòu)進行監(jiān)測，出現(xiàn)異常情況時自動報警和診斷，并提示故障發(fā)生的部位和故障類型，并自動進行記錄；對出現(xiàn)停電、停汽等情況可使上述執(zhí)行機構(gòu)能自動進入安全狀態(tài)；還可自動存儲記錄歷史數(shù)據(jù)，并自動繪制和打印工藝曲線記錄。
權(quán)利要求
1.一種活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)計算機根據(jù)由檢測元件采集的炭化爐溫度、活化爐溫度、活化爐蒸汽流量工藝參數(shù)信號，并按照一定的控制程序，驅(qū)動炭化爐供風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門、活化爐電動調(diào)節(jié)閥、活化爐電動蒸汽閥、活化爐排料閥門、活化爐空氣和煙道閘閥作相應(yīng)動作來實現(xiàn)炭化爐溫度、活化爐溫度、活化爐蒸汽流量、活化時間、加熱和冷卻兩個半爐相互轉(zhuǎn)換的自動控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于上述炭化爐溫度控制，是當炭化爐某點的溫度低于或高于控制溫度時，控制系統(tǒng)計算機得到熱電偶經(jīng)變送器送來的溫度信號后，自動開啟或關(guān)閉供風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門，對炭化爐燃燒室增加供氧量，用調(diào)節(jié)燃燒室的溫度來實現(xiàn)對炭化爐溫度的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于上述活化爐溫度控制，是控制系統(tǒng)計算機根據(jù)活化爐內(nèi)的熱電偶經(jīng)變送器送來的溫度信號，向安裝于檢測點的電動調(diào)節(jié)閥給出開啟或關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥開啟度大小的信號，用調(diào)節(jié)各檢測點的供氧量實現(xiàn)調(diào)節(jié)溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于上述蒸汽流量控制，是指在活化爐的蒸汽進口安裝有流量計，控制系統(tǒng)計算機根據(jù)流量計送來的蒸汽流量信號，控制電動蒸汽閥門的開啟或關(guān)閉來調(diào)節(jié)進入活化爐的蒸汽流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于上述活化時間控制，是指控制系統(tǒng)計算機根據(jù)活化爐內(nèi)各料道的具體指標，驅(qū)動氣動活塞氣缸排料機構(gòu)的開啟或關(guān)閉，來控制活性炭在活化爐內(nèi)的停留時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于上述加熱和冷卻兩個半爐的自動轉(zhuǎn)換，是指通過控制系統(tǒng)計算機將控制信號傳輸給電動機的電閘閥，通過打開或關(guān)閉蒸汽、空氣和煙道閘閥，完成加熱和冷卻兩個半爐的定時切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任一種活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制系統(tǒng)計算機按照一定的程序?qū)ιa(chǎn)過程進行監(jiān)控，對出現(xiàn)的問題能及時診斷并自動報警。
全文摘要
本發(fā)明涉及活性炭加工領(lǐng)域，特別是涉及活性炭加工制備過程自動控制系統(tǒng)。其特征在于控制系統(tǒng)計算機根據(jù)由檢測元件采集的炭化爐溫度、活化爐溫度、活化爐蒸汽流量工藝參數(shù)信號，并按照一定的程序，驅(qū)動炭化爐供風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門、活化爐電動調(diào)節(jié)閥、活化爐電動蒸汽閥、活化爐排料閥門、活化爐空氣和煙道閘閥作相應(yīng)動作來實現(xiàn)炭化爐溫度、活化爐溫度、活化爐蒸汽流量、活化時間、加熱和冷卻兩個半爐相互轉(zhuǎn)換的自動控制。本發(fā)明避免了人工控制的隨意性，用科學(xué)的、程序化的控制替代了人工的、憑經(jīng)驗的控制方法，有效地控制了生產(chǎn)過程中的炭化和活化條件，減少燒失率，提高了產(chǎn)品的得率和勞動效率，本發(fā)明設(shè)計合理，運行可靠，適合推廣應(yīng)用。
文檔編號C01B31/00GK1559893SQ20041000577
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者霍煥儒, 祁寶安, 劉志洪 申請人:太西集團公司活性炭廠