本說明書涉及固廢資源化循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體地說，本技術(shù)涉及一種電石渣生產(chǎn)氧化鈣短流程節(jié)能系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、電石渣是電石法pvc行業(yè)生產(chǎn)過程中，電石水解產(chǎn)生的廢渣。每年全國電石法pvc行業(yè)產(chǎn)生約3500萬噸電石渣。電石渣的主要成分是氫氧化鈣，占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)的90%左右，剩余部分為硅、鋁、鐵、鎂等氧化物或化合物，這些雜質(zhì)降低了電石渣的活性，使其利用困難。

2、目前，電石渣的主要利用方向是水泥生產(chǎn)，每年約1200萬噸電石渣用于此用途，占總產(chǎn)生量的40%左右。電石渣還被用于脫硫及其他酸性水、氣體的中和，但由于其活性差，在這些領(lǐng)域的推廣使用較為困難。每年有超過1000萬噸的電石渣被堆存，造成了環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。

3、在另一方面，電石法pvc行業(yè)需要大量的氧化鈣，這些氧化鈣通常通過石灰石開礦生產(chǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)電石渣在該行業(yè)中的鈣資源循環(huán)利用，既符合綠色低碳發(fā)展的要求，又能減少二氧化碳排放，每噸氧化鈣的生產(chǎn)可減少0.78噸的二氧化碳排放。

4、電石渣粉體粒度分布廣，煅燒溫度和時(shí)間難以控制，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差；鈣基材料高溫黏性增強(qiáng)，導(dǎo)致懸浮預(yù)熱器環(huán)節(jié)容易掛料、堵料、燒結(jié)；流態(tài)化煅燒時(shí)間短，需要更高溫度，造成能耗高且煙氣余熱利用困難；物料在煅燒爐內(nèi)分散不均，導(dǎo)致沉降積料問題。

5、目前電石渣生產(chǎn)氧化鈣面臨工藝簡單但技術(shù)挑戰(zhàn)較大的局面，需解決的問題主要集中在粉體物料處理、煅燒溫度控制、系統(tǒng)能耗優(yōu)化及防堵塞等方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本技術(shù)的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

2、第一方面，本技術(shù)提出一種電石渣生產(chǎn)氧化鈣短流程節(jié)能系統(tǒng)，上述系統(tǒng)包括：

3、上料單元，用于定量注入預(yù)設(shè)質(zhì)量的電石渣原料，并將預(yù)設(shè)質(zhì)量的電石渣進(jìn)行除鐵除硅操作，以獲取初篩電石渣；

4、干燥單元，上述干燥單元的物料入口連接上述上料單元的出口端，上述干燥單元用于將上述初篩電石渣進(jìn)行烘干操作，以獲取烘干電石渣；

5、混流器，上述混流器的物料入口連接上述干燥單元的出口端，上述混流器用于將上述烘干電石渣和第一余熱輸出氣流進(jìn)行混合操作，以獲取第一混流電石渣；

6、煅燒單元，上述煅燒單元的入料口連接上述混流器的出料口，上述煅燒單元的入風(fēng)口用于接收第二余熱輸出氣流，上述第二余熱輸出氣流用于與上述第一混流電石渣形成第二混流電石渣，上述煅燒單元用于將上述第二混流電石渣進(jìn)行煅燒操作和保溫操作，以獲取氧化鈣第一成品；

7、余熱回收單元，上述余熱回收單元的輸入端連接上述煅燒單元的熱氣流輸出端，上述余熱回收單元的第一輸出端連接上述混流器，上述余熱回收單元的第一輸出端用于給上述混流器提供上述第一余熱輸出氣流，上述余熱回收單元的第二輸出端連接上述煅燒單元的入風(fēng)口，上述余熱回收單元的第二輸出端用于為上述煅燒單元通第二余熱輸出氣流。

8、在一種可行的實(shí)施方式中，上述上料單元包括原料中間倉、定量皮帶和除鐵除硅裝置，上述原料中間倉、上述定量皮帶和上述除鐵除硅裝置在電石渣原料的移動(dòng)路徑上依次設(shè)置，上述除鐵除硅裝置的出料口與上述干燥單元的入料口對(duì)應(yīng)設(shè)置。

9、在一種可行的實(shí)施方式中，上述干燥單元包括干燥器、干燥旋風(fēng)分離器、第一中間倉、第一旋轉(zhuǎn)卸料器、第一干燥布袋除塵器、第二中間倉和第二旋轉(zhuǎn)卸料器；

10、上述干燥器的物料入口端與上述除鐵除硅裝置的出料口端對(duì)應(yīng)設(shè)置；

11、上述干燥器的出口端連接上述干燥旋風(fēng)分離器的入口端；

12、上述干燥旋風(fēng)分離器的出口管道連接上述第一干燥布袋除塵器；

13、上述干燥旋風(fēng)分離器的流料管道、上述第一中間倉和上述第一旋轉(zhuǎn)卸料器依次連接；

14、上述第一干燥布袋除塵器的流料管道、上述第二中間倉和上述第二旋轉(zhuǎn)卸料器依次連接；

15、上述第一干燥布袋除塵器的氣體輸出端與系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)連接。

16、在一種可行的實(shí)施方式中，上述煅燒單元包括低氮燃燒機(jī)、熱風(fēng)爐、動(dòng)態(tài)煅燒裝置、循環(huán)恒溫爐和第三旋轉(zhuǎn)卸料器；

17、上述低氮燃燒機(jī)與上述熱風(fēng)爐的第一輸入口連接，上述熱風(fēng)爐的第二輸入口接收上述第二余熱輸出氣流，上述熱風(fēng)爐的輸出口與上述動(dòng)態(tài)煅燒裝置的氣體輸入口連接；

18、上述動(dòng)態(tài)煅燒裝置的物料輸入口與上述混流器的出口端連接，上述動(dòng)態(tài)煅燒裝置的出口端與上述循環(huán)恒溫爐的入口端連接，上述循環(huán)恒溫爐的物料出口端與上述第三旋轉(zhuǎn)卸料器連接，上述循環(huán)恒溫爐的氣流出口端與上述余熱回收單元連接。

19、在一種可行的實(shí)施方式中，上述余熱回收單元包括余熱分配器、鼓風(fēng)機(jī)、第二布袋除塵器和內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)；

20、上述循環(huán)恒溫爐的氣流出口端與上述余熱分配器的管程入口連接，上述鼓風(fēng)機(jī)的輸出端與上述余熱分配器的殼程入口，上述余熱分配器的殼程第一出口連接上述混流器，上述余熱分配器的殼程第二出口連接上述熱風(fēng)爐的輸入端，上述余熱分配器的管程出口連接上述第二布袋除塵器；

21、上述第二布袋除塵器的氣流輸出端、上述內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)和上述干燥器依次連接，上述干燥器的熱量入口連接上述內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)的出口，上述第二布袋除塵器的物料輸出端用于輸出第二氧化鈣第二成品。

22、在一種可行的實(shí)施方式中，上述干燥器的溫度大于或等于300攝氏度且小于或等于500攝氏度；和/或，

23、上述混流器與上述動(dòng)態(tài)煅燒裝置之間的管道風(fēng)速大于或等于5米每秒且小于或等于10米每秒，在上述動(dòng)態(tài)煅燒裝置之前的溫度為大于或等于200攝氏度且小于或等于400攝氏度。

24、在一種可行的實(shí)施方式中，上述動(dòng)態(tài)煅燒裝置內(nèi)的溫度大于或等于850攝氏度且小于或等于1200攝氏度，上述動(dòng)態(tài)煅燒裝置內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度大于或等于7米每秒且小于或等于20米每秒；和/或，

25、上述循環(huán)恒溫爐內(nèi)的溫度大于或等于500攝氏度且小于或等于850攝氏度。

26、第二方面、本技術(shù)提出一種控制方法，用于第一方面上述的電石渣生產(chǎn)氧化鈣短流程節(jié)能系統(tǒng)，包括：

27、獲取生產(chǎn)緊急程度信息、當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)信息和環(huán)境信息，其中，上述當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)信息包括溫度信息、壓力信息和設(shè)備狀態(tài)信息，上述環(huán)境信息包括外部環(huán)境信息和原料供應(yīng)信息；

28、將上述生產(chǎn)緊急程度信息、上述當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)信息和上述環(huán)境信息輸入至生產(chǎn)調(diào)度控制模型，以獲取定量皮帶控制信號(hào)、第一旋轉(zhuǎn)卸料器控制信號(hào)、第二旋轉(zhuǎn)卸料器控制信號(hào)、第一比例調(diào)節(jié)閥開度信號(hào)和第二比例調(diào)節(jié)閥開度信號(hào)，其中，第一比例調(diào)節(jié)閥用于控制上述第一余熱輸出氣流，第二比例調(diào)節(jié)閥用于控制上述第二余熱輸出氣流，上述生產(chǎn)調(diào)度控制模型是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯相結(jié)合的混合模型。

29、在一種可行的實(shí)施方式中，上述生產(chǎn)調(diào)度控制模型包括輸入層、處理層和輸出層，上述處理層包括多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊部分和模糊邏輯模塊，上述多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊部分包括第一隱藏層和第二隱藏層，上述模糊邏輯模塊連接上述第二隱藏層；

30、上述生產(chǎn)調(diào)度控制模型使用均方誤差確定預(yù)測輸出與實(shí)際控制信號(hào)之間的誤差，上述生產(chǎn)調(diào)度控制模型使用adam優(yōu)化器進(jìn)行優(yōu)化。

31、在一種可行的實(shí)施方式中，上述生產(chǎn)緊急程度信息的具體確定步驟，包括：

32、根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度的差異、訂單交付時(shí)間、設(shè)備狀態(tài)與維護(hù)情況、原材料供應(yīng)情況、市場需求波動(dòng)及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)確定上述生產(chǎn)緊急程度信息。

33、綜上，本技術(shù)方案通過優(yōu)化電石渣的處理流程，將上料、干燥、混流、燃燒和余熱回收等單元有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了一個(gè)高效節(jié)能的系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)復(fù)雜的多級(jí)預(yù)熱和煅燒流程，簡化的工藝流程能夠有效減少系統(tǒng)的能耗，提高了整體的能效。本技術(shù)提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)了余熱回收單元，能夠高效回收煅燒單元產(chǎn)生的余熱，并將其分配給混流器和煅燒單元。通過對(duì)余熱的多次利用，最大程度地減少了能量損失，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的能源消耗。這種設(shè)計(jì)有助于解決傳統(tǒng)工藝中煙氣余熱難以完全利用的問題。通過混流器的設(shè)計(jì)，電石渣與余熱氣流進(jìn)行充分混合，使得進(jìn)入煅燒單元的物料溫度更加均勻，把容易造成掛料、燒結(jié)、堵料的懸浮預(yù)熱器去掉，系統(tǒng)堵料風(fēng)險(xiǎn)大大降低。避免了高溫黏性增強(qiáng)導(dǎo)致的掛料、堵料等問題。優(yōu)化后的溫度和時(shí)間控制，提高了煅燒過程的穩(wěn)定性，進(jìn)而改善了氧化鈣產(chǎn)品的質(zhì)量。相比于傳統(tǒng)的流態(tài)化煅燒系統(tǒng)，本技術(shù)方案中的煅燒單元經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少了物料分散不均和沉降積料等問題，降低了系統(tǒng)堵塞和停機(jī)的頻率，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率。此外，簡化的工藝流程也減少了系統(tǒng)維護(hù)的復(fù)雜性。本方案通過改進(jìn)煅燒工藝，生產(chǎn)出的氧化鈣含量和活性顯著提高，能夠滿足電石生產(chǎn)的需求，避免了因產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而影響下游生產(chǎn)的情況。

34、本技術(shù)提出的電石渣生產(chǎn)氧化鈣短流程節(jié)能系統(tǒng)，本技術(shù)的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本技術(shù)的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。