CN101968660B - 氧化铝计量控制处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化铝计量控制处理系统，用于电解铝净化系统进料环节，包括：除砂装置，设置于氧化铝计量控制处理系统的进料端，包括至少两个除砂通道，除砂通道内的中低速风使氧化铝流态化以进行除砂；渣滤装置，连接于除砂装置的出料端，包括渣滤器，渣滤器内具有滤网以滤除氧化铝中的残渣；称量装置，设置于氧化铝计量控制处理系统的出料端，用以对通过称量装置的氧化铝进行动态流量计量；流量控制装置，设置于渣滤装置与称量装置之间，流量控制装置的控制器接收控制指令与称量装置传来的称量数据，以对从渣滤装置流向称量装置的氧化铝流量实施控制。本发明连续运行效率高且流量计量精确。

Description

氧化铝计量控制处理系统

技术领域

本发明涉及电解铝工艺中的干法净化技术领域，尤其涉及干法净化进料环节的一种氧化铝计量控制处理系统。

背景技术

我国从八十年代开始引入预焙槽生产电解铝技术，配套引入干法净化技术，利用生产原料氧化铝本身作为吸附剂对烟气当中的氟化氢(HF)进行吸附净化处理，同时通过粉尘预附层过滤技术保证袋式除尘器粉尘过滤精度，达到对电解铝生产过程中产生的主要有害污染物HF、粉尘净化处理回收目的。并将回收后的粉尘与氟化盐返回电解铝生产循化利用，变废为宝，既降低了生产原料消耗又保护了环境。

作为吸附剂的氧化铝在进料环节需要进行进料量的实时计量(又称在线计量)、流量控制与进行除砂等多项处理，因此，计量控制处理系统在技术上的先进性以及计量控制处理精度决定着干法净化系统连续运行效率。电解铝生产需要连续进行，其净化系统也需要连续运行，因此要求其进料环节要具有良好的连续运行效率。

多年以来，我国的电解铝行业虽然在规格与规模方面有了突飞猛进的发展，但净化系统吸附剂的进料环节的在线计量、控制、处理各环节缺乏完整性，没有形成一套完整的且能够不停料运行且计量精度高的氧化铝计量控制处理系统。现有技术的氧化铝进料环节的装置或设备，其在线连续处理、物料流量精确计量控制等方面，一直处在比较落后的阶段，满足不了电解铝行业技术应用方面快速发展的需要。

授权公告号为CN201255646Y的中国实施新型专利(申请人为北京天凯华尊科技有限公司，授权公告日2009年6月10日，以下称上述实用新型专利)公开了一种固体流态化动态流量计量装置，其能够在有系统风压干扰工况下实现固体物料流量的动态连续计量，且流量计量精确可靠。上述实用新型专利的技术方案对净化系统的氧化铝进料环节的物料流量精确计量控制具有借鉴意义。

发明内容

本发明的目的为提供一种氧化铝计量控制处理系统，以解决现有技术中净化系统的氧化铝进料环节缺乏完整性、连续运行效率不高、物料流量不能精确计量的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种氧化铝计量控制处理系统，用于电解铝净化系统进料环节，所述氧化铝计量控制处理系统包括：除砂装置，设置于所述氧化铝计量控制处理系统的进料端，包括至少两个除砂通道，所述除砂通道内的中低速风使所述氧化铝流态化以进行除砂；渣滤装置，连接于所述除砂装置的出料端，包括渣滤器，所述渣滤器内具有滤网以滤除所述氧化铝中的残渣；称量装置，设置于所述氧化铝计量控制处理系统的出料端，用以对通过所述称量装置的氧化铝进行动态流量计量；流量控制装置，设置于所述渣滤装置与所述称量装置之间，所述流量控制装置的控制器接收控制指令与所述称量装置传来的称量数据，以对从所述渣滤装置流向所述称量装置的氧化铝流量实施控制。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述氧化铝计量控制处理系统还包括远程的一上位机，所述流量控制装置的所述控制器与所述上位机相连接，所述控制指令包括本地设备的控制指令与所述上位机的控制指令。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述渣滤器侧下方还连接于一备用通道的一端，所述备用通道的另一端能够连接于所述净化系统的输料风动溜槽，以使所述氧化铝能够通过所述备用通道输出于所述输料风动溜槽。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述备用通道上具有流量调节装置。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述渣滤装置还包括堵料报警器。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述除砂装置与所述渣滤装置之间通过L型的下料箱相连接。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述称量装置的流量计为固体流态化流量计，包括对进入的氧化铝进行流态化的流化箱、与所述流化箱连通的整流料斗，位于所述整流料斗下方的称量冲板，所述称量装置还包括一杠杆和一荷重传感器，所述杠杆包括水平部分和倾斜部分，所述倾斜部分与所述称量冲板部分连接，所述荷重传感器固接于所述杠杆的水平部分。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述下料箱与所述渣滤装置的管路之间连接有减震器。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述除砂通道底部还具有另一压缩空气管路，用以在完成清砂操作之前对料砂进一步分离。

本发明的氧化铝计量控制处理系统，优选的，所述除砂装置包括分料器、两个除砂通道及集料器。

本发明的有益效果在于，本发明的氧化铝计量控制处理系统，是一种采用固体流态化技术针对电解铝烟气干法净化系统吸附剂，即新鲜氧化铝在线不停料进行除砂、除渣、计量、流量控制的连续运行、综合应用的系统。本发明的氧化铝计量控制处理系统，具有结构简单、传动部件少、免维护、不受电磁场与粉尘影响、操作简单、计量与控制精度高等优点，并且首次实现了设备系统统一化、操作自动化，且运行过程实现了自动监控与故障报警功能。本发明的氧化铝计量控制处理系统，提升了氧化铝计量控制处理系统的运行效率，也相应的提高了净化系统的运行效率。

附图说明

图1为本发明实施例的氧化铝计量控制处理系统的主视示意图。

图2为图1所示的本发明实施例的氧化铝计量控制处理系统中的除砂装置省略了快开孔的部分结构俯视放大示意图。

图3为本发明实施例的氧化铝计量控制处理系统的上位机的监控界面。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例的氧化铝计量控制处理系统，其起始端(进料端)为进料口，通过进料装置(如进料阀、进料管道)与氧化铝的储存装置相连接。其尾端(出料端)与净化系统的输料风动溜槽相连接。本说明书中所描述的氧化铝计量控制处理系统及其各部件的进料端、出料端，是指按照氧化铝在整个系统或各部件中的走向上的进料一端与出料一端。

如图1所示，本发明优选实施例的氧化铝计量控制处理系统，用于电解铝净化系统进料环节，主要包括除砂装置、渣滤装置、流量控制装置、称量装置和备用通道。下面依次进行详细介绍：

一、除砂装置

如图1和图2所示，本发明优选实施例的氧化铝计量控制处理系统，其中除砂装置设置于氧化铝计量控制处理系统的进料端，包括分料器1、除砂通道29、30、集料器5、下料箱9等部件；除砂装置内具有供风管路，除砂通道29、30内的中低速风使所述氧化铝流态化以进行除砂。其中的分料器1和集料器5分别为一个控制氧化铝通过的一对多和多对一开关，其中，分料器1通过管道与阀门将进料口进来的氧化铝引入其中的一个或者多个除砂通道，集料器5通过管道与阀门汇集一个或者多个除砂通道流出的氧化铝。

所述除砂通道内底部为气室，气室上方设置有流化床，流化床上方的空间为氧化铝流动的空间。除砂装置内的中低速风的风源由所述净化系统的高压离心机供风管路引进，并通过控风阀19、23及控风阀19、23所连接的管网自气室进入除砂通道内形成中低速风，将氧化铝流化，流化后的氧化铝呈流体向比进料端略低的出料端流动，由于氧化铝粉末和氧化铝原料中掺杂的砂粒的比重相差较大，在流动过程中砂粒被沉降下来，实现料砂分离，达到料砂分离的目的。

除砂装置的出料端设置有排风口8，工作后的含尘中低速风由此排入净化系统进行净化处理，通过操作控风阀7进行风量调控以保证系统平稳运行。

在除砂通道的所述流化床中设置有一个或多个锥形下沉部，锥形下沉部的底端设置有料控阀21，通过操作设置于除砂通道29、30顶部的快开孔4与除砂通道29、30底部与快开孔4相对位置的料控阀21，进行砂粒清理作业，即打开快开孔4，由工作人员将除砂通道内所沉积的砂粒清扫于锥形下沉部的料控阀21附近，并打开料控阀21将砂粒排出。

由于通过流态化进行除砂之后，所沉积下来的砂粒中还会含有一部分氧化铝，因此通过除砂通道29、30底部的另一路压缩空气管路中的压缩空气流，将所述砂粒再一次吹起，用以在完成除砂操作之前料砂进一步分离。在进行砂粒的二次分离后，氧化铝重新进入系统流向出料端，砂粒依照前述的方法进行清理。所述压缩空气流可与所述中低速风使用相同的风源，也可以使用单独的风源。所述压缩空气流由控风阀20与控风阀22引入并进行风压控制，所述压缩空气流与所述中低速风都是通过所述气室进入所述除砂通道。

本实施例中的除砂通道是两个，但并不以此为限。除砂通道也可以为三个、四个等。在其中一个进行除砂作业时，其余的除砂通道可以正常运行，并不影响净化系统的正常运行。并且，各除砂通道可并不限制于在除砂装置中就通过集料器5进行会合，也可分别通入所述渣滤装置。

二、渣滤装置

如图1所示，本发明优选实施例的氧化铝计量控制处理系统，渣滤装置连接于所述除砂装置的出料端，渣滤装置包括减震器10、渣滤器11、堵料报警器25。

渣滤器11内一定高度处(例如1/2处、1/3处等，但并不以此为限)设置有滤网以滤除所述氧化铝中的残渣，所述残渣包括比重与氧化铝相似但体积(或者颗粒度)明显大于氧化铝的纸片、塑料、线头等物质，需定期开启滤网上方的侧开孔26以清理所滤除的残渣。

为了防止在渣滤器11中氧化铝堆积过多形成堵料，在渣滤器11的顶部设置堵料报警器25，堵料报警器25为一种接触式传感器，当渣滤器11内的氧化铝堆积并接触到堵料报警器25的接触触头时，堵料报警器25即可进行报警，以提醒工作人员进行相应的处理，例如打开滤网上方的侧开孔26清理残渣，或者打开滤网下方的侧开孔26取出一部分氧化铝。侧开孔26的设置，并不以图1所示为限。

渣滤器11的顶端也设置有排风口，通过操作控风阀24以进行风量调控以保证渣滤器11的平稳运行。

所述除砂装置与所述渣滤装置之间通过L型的下料箱9相连接，除砂装置整体上是呈水平的，而渣滤装置及后续的称量装置等整体上是竖直的，除砂装置与渣滤装置垂直连接，充分的利用了除砂装置的氧化铝的流态化特性和渣滤装置与后续的称量装置中需要依靠氧化铝自身的重力进行向下运动的特性，不需再为氧化铝的流动施加外力，节省了相应的动力装置。

减震器10为安装在下料箱9与渣滤器11之间一段或几段弹性材质的管路，减震器的作用是减缓连接于减震器侧上方的除砂装置与连接于减震器下方的渣滤装置、称量装置之间的相互影响，保证称量装置的称量准确性。

三、流量控制装置

本发明实施例的氧化铝计量控制处理系统，流量控制装置设置于渣滤装置与称量装置之间，包括控制阀和一个系统控制箱12，所述系统控制箱内的控制器(或称控制芯片)对系统进行控制。所述控制器接收控制指令与所述称量装置传来的称量数据(包括实时流量数据与累积流量数据)，以对从所述渣滤装置经过所述控制阀流向所述称量装置的氧化铝流量实施控制。通过对所述控制阀的开度进行调节以实施流量控制。所述的流量控制既包括根据称量装置的实时称量数据所进行的流量修正，也包括根据控制指令进行的流量调节。

本发明实施例的氧化铝计量控制处理系统，还可以包括远程的一上位机，所述控制器与所述上位机相连接，接收所述上位机发出的对氧化铝流量进行调节的控制指令，因此，流量控制装置所接收的控制指令包括本地设备(系统控制箱内的控制器)的控制指令与所述上位机的控制指令。

所述的控制指令，对于控制器而言，可以按照一定周期内氧化铝的需求量由预先写入的一个控制程序进行控制；而对上位机而言，可以根据净化系统的运行情况临时调整氧化铝的流量；所述指令的内容可为控制阀的开度需要增加或者减少的具体量值。

所述上位机可以设置于本发明氧化铝计量控制处理的单独的中心控制室，也可以设置于净化系统整体的中心控制室，如图3所示，上位机所连接的显示装置(如监控屏)可以实时显示流过所述控制阀的瞬时流量、累积流量值、瞬时流量曲线、流量设定、设定流量修改值和阀门开度等信息。所述堵料报警器25也连接于所述上位机，因此堵料报警器25的报警信息既可以现场显示，也可以在上位机的显示装置同时进行显示。上位机还可以提供瞬时流量曲线的查询与报表查询功能。

系统控制箱的相应参数可为如下：通信采用以太网口支持EPA协议、ModbusTCP/UDP协议标准；系统控制箱的RS485通讯接口支持ModbusRTU/ASCII协议、自由通讯协议，其标准波特率为1200～115200，采用高速MB+总线500K、1M波特率。电源电压220VAC±10％50Hz；平均功率100W。

四、称量装置

称量装置，设置于所述氧化铝计量控制处理系统的出料端，用以对通过所述称量装置的氧化铝进行动态流量计量；

本实施例的氧化铝计量控制处理系统的称量装置采用上述实用新型专利的固体流态化流量计，但并不以此为限。即所述固体流态化流量计15包括对进入的氧化铝进行流态化的流化箱、与所述流化箱连通的整流料斗，位于所述整流料斗下方的称量冲板，所述称量装置还包括一杠杆和一荷重传感器，所述杠杆包括水平部分和倾斜部分，所述倾斜部分与所述称量冲板部分连接，所述荷重传感器固接于所述杠杆的水平部分。

固体流态化流量计15的型号为：HMP-30L。

固体流态化流量计15的主要技术指标为：计量范围0.5～30t/h，计量准确度±2％；电源电压220VAC±10％50Hz；平均功率100W；环境湿度≤90％(无凝露)；环境温度-25℃～55℃；供风风源2500～3500Pa(与工况对应)干燥稳压气体与1MPa压缩空气。

固体流态化流量计9通过对物料进行流态化锁风、以及称量与信号采集一体化，并且无机械传动结构，实现了固体物料流量在无系统风压干扰，并且密封性好的前提下的动态连续可靠计量。流量计的顶端也设置有排风口13，通过操作控风阀14以进行风量调控以保证流量计15的平稳运行。

所述称量装置也具有现场显示装置(例如LED显示屏)，以进行现场显示。

五、备用通道

本发明实施例的氧化铝计量控制处理系统，还包括与称量装置相平行的备用通道28。所述渣滤器11侧下方连接于备用通道28的一端(进料端)，备用通道28的另一端(出料端)能够连接于所述输料风动溜槽，以使所述氧化铝能够通过备用通道28输出于所述输料风动溜槽。使用所述备用通道的场合，包括称量装置的流量计15需进行校准的场合及其他称量装置的主通道不能使用的场合。

备用通道28上具有流量调节装置27，用于对备用通道28的启动/停止及流量大小进行控制。备用通道28的设置，保证了净化系统的连续运行。且在使用备用通道28的情况下，虽然其流量没有被计量，对累计流量的计量产生一定的误差，但通常备用通道28的使用是短暂的，并不会对整个系统的运行产生不利影响。

下面再介绍本发明实施例的氧化铝计量控制处理系统的工作流程：

如图1所示，新鲜氧化铝由进料口方向进入本发明的氧化铝计量控制处理系统，通过分料器1将物料分为两路后分别进入除砂通道29和除砂通道30，以便在除砂通道29、30内进行料砂分离；由除砂通道29或除砂通道30出来后分别进入集料器5，由集料器5汇集后进入L型的下料箱9，从此氧化铝由流化的水平方向的运动转为重力作用下的垂直方向的运动，再经过减振器10进入渣滤器11，由滤网滤除氧化铝中存在的残渣；通过控制阀在线对物料进行调控处理、经过流量计15对物料流量进行检测后由输料风动溜槽输出进入所述净化系统，完成进料环节。

另外，在流量计因故不能投入运行情况下，通过调控设备27对物料进行启动/停止与流量大小控制。从而可保证净化系统连续运行。即物料由渣滤器11出来在流量调节装置27的控制下，通过备用通道28进入净化系统。

通过分别操控控风阀14、24、8完成对应排风口的排风量调控以保证系统平稳运行。通过各排风口出来的余风排入净化负压收尘管路，在保证系统正常运行前提下，使含尘气体通过净化除尘器净化处理。

本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氧化铝计量控制处理系统，用于电解铝净化系统进料环节，其特征在于，所述氧化铝计量控制处理系统包括：

除砂装置，设置于所述氧化铝计量控制处理系统的进料端，包括至少两个除砂通道，所述除砂通道内的中低速风使所述氧化铝流态化以进行除砂；

渣滤装置，连接于所述除砂装置的出料端，包括渣滤器，所述渣滤器内具有滤网以滤除所述氧化铝中的残渣；

称量装置，设置于所述氧化铝计量控制处理系统的出料端，用以对通过所述称量装置的氧化铝进行动态流量计量；

流量控制装置，设置于所述渣滤装置与所述称量装置之间，所述流量控制装置的控制器接收控制指令与所述称量装置传来的称量数据，以对从所述渣滤装置流向所述称量装置的氧化铝流量实施控制；

其中，所述渣滤器侧下方还连接于一备用通道的一端，所述备用通道的另一端能够连接于所述净化系统的输料风动溜槽，以使所述氧化铝能够通过所述备用通道输出于所述输料风动溜槽；所述备用通道上具有流量调节装置。

2.如权利要求1所述的氧化铝计量控制处理系统，其特征在于，所述氧化铝计量控制处理系统还包括远程的一上位机，所述流量控制装置的所述控制器与所述上位机相连接，所述控制指令包括本地设备的控制指令与所述上位机的控制指令。

3.如权利要求1所述的氧化铝计量控制处理系统，其特征在于，所述渣滤装置还包括堵料报警器。

4.如权利要求3所述的氧化铝计量控制处理系统，其特征在于，所述除砂装置与所述渣滤装置之间通过L型的下料箱相连接。

5.如权利要求4所述的氧化铝计量控制处理系统，其特征在于，所述称量装置的流量计为固体流态化流量计，包括对进入的氧化铝进行流态化的流化箱、与所述流化箱连通的整流料斗，位于所述整流料斗下方的称量冲板，所述称量装置还包括一杠杆和一荷重传感器，所述杠杆包括水平部分和倾斜部分，所述倾斜部分与所述称量冲板部分连接，所述荷重传感器固接于所述杠杆的水平部分。

6.如权利要求4所述的氧化铝计量控制处理系统，其特征在于，所述下料箱与所述渣滤装置的管路之间连接有减震器。

7.如权利要求4所述的氧化铝计量控制处理系统，其特征在于，所述除砂通道底部还具有另一压缩空气管路，用以在完成清砂操作之前对料砂进一步分离。

8.如权利要求1所述的氧化铝计量控制处理系统，其特征在于，所述除砂装置包括分料器、两个除砂通道及集料器。

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