CN102370239A - 氧含量检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种氧含量检测系统，其主要包括一氧化锆氧分析仪及一连接该氧化锆氧分析仪的PID控制回路；该氧化锆氧分析仪还连接一气流干燥塔，该气流干燥塔连接一热交换器，该热交换器与所述气流干燥塔的进料管道、一出料管道相接形成一气流运动回路；所述的PID控制回路由一蒸汽注入量控制回路和一排潮风量控制回路组成。与现有技术相比，本发明提供一种氧含量检测系统有效减小有氧条件下烟丝燃烧的危险性，同时降低烟丝在高温工艺气流中的氧化反应程度，提高烟丝的感官质量。
Description
技术领域
本发明涉及烟草加工领域制丝过程高温气流干燥设备，包括C02膨胀设备、HXD等在内的工艺气流中氧气含量的检测与控制技术。
背景技术
烟草加工领域制丝过程高温工艺气流是蒸汽与空气的混合体，空气中氧气含量占20.95％，理论上工艺气流中氧气含量(％)＝(1-工艺气流中蒸汽浓度)*20.95％。
目前烟草加工行业对制丝生产过程度工艺气流蒸汽浓度的检测可采用电子元件传感器进行检测，目前的技术力量还无法对高温工艺气流用温湿度传感器进行检测，也就是说当气体温度高于180℃时，就无法用温湿度传感器在线检测工艺气流的蒸汽浓度。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种氧含量检测系统。该系统氧含量检测系统有效减小有氧条件下烟丝燃烧的危险性，同时降低烟丝在高温工艺气流中的氧化反应程度，提高烟丝的感官质量。
为实现上述目的，本发明技术方案为：
氧含量检测系统，特征在于：其主要包括一氧化锆氧分析仪及一连接该氧化锆氧分析仪的PID控制回路；所述的氧化锆氧分析仪还连接一气流干燥塔，该气流干燥塔连接一热交换器，该热交换器与所述气流干燥塔的进料管道、一出料管道相接形成一气流运动回路；所述的PID控制回路由一蒸汽注入量控制回路和一排潮风量控制回路组成，所述的蒸汽注入量控制回路由一蒸汽施加调节器控制蒸汽的注入量，所述的排潮风量控制回路由一排潮风门调节器控制排潮风量；所述的蒸汽施加调节器和一排潮风门调节器设置于热交换器与气流干燥塔出料口相接的管路上。
上述技术方案的有益之处在于：
本发明氧含量检测元件采用一氧化锆氧分析仪来测量高温气流样品氧气含量，通过其检测气流干燥塔中的氧含量反馈给PID控制回路。PID控制回路为一PID双回路，其中之一的蒸汽注入量控制回路通过控制蒸汽施加调节器的蒸汽注入量，实现系统内氧含量的自动控制；另一排潮风量控制回路通过排潮风门调节器控制排潮风量，调节进料气锁中的空气注入量，实现系统内氧含量的自动控制。如图3所示，该双回路控制系统在自动状态下工作时，PID控制系统将氧含量检测元件检测的实际氧含量与在人机界面中输入的氧含量设定值进行比较，通过计算输出电流控制信号给蒸蒸汽施加调节器和排潮风门调节器调整蒸汽注入量和排潮风量，从而达到氧含量自动控制的目的。
本发明氧含量检测系统通过检测分析高温工艺气流氧含量的变化和烟丝质量的关系，确定合理的氧含量(2-4％)控制条件，对提高产品质量具有重要的意义。如：当收集的工艺气流中的氧含量高于4％时，按理论公式计算：工艺气流中氧气含量(％)＝(1-工艺气流中蒸汽浓度)*20.95％，工艺气流中蒸汽浓度就低于80％(工艺气流的蒸汽浓度包括烟丝蒸发出来的水分)，如果这个值低于80％，会降低工艺气流中的热量向烟丝中转移，这样会阻止烟丝的正常膨胀，同时也有可能增加在有氧条件下烟丝燃烧的危险性。本发明提供的高温工艺气流氧含量的控制方法，有效减小有氧条件下烟丝燃烧的危险性，同时降低烟丝在高温工艺气流中的氧化反应程度，提高烟丝的感官质量。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明氧含量控制流程示意图；
图3是本发明氧含量控制逻辑示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例说明本发明。
随着烟草科技的不断发展，烟草在制品加工工艺的要求愈来愈高，通过对烟草在制品过程工艺参数的控制逐渐取代烟草在制品的结果检验。要实现卷烟产品内在质量的稳定性，不仅要在原料上保证配方的准确性，而且要保证加工过程工艺参数的稳定，只有这样才能保证最终产品质量的稳定。通过对叶丝在线全配方膨胀的制丝新工艺技术——高温气流式叶丝干燥工艺气流理论的探讨，阐述高温工艺气流干燥原理和高温气流中氧含量实际定量检测技术。通过对工艺气流中氧含量变化与各项参数的实验探索，探讨氧含量参数对烟丝感官质量的重要性和相互关联。认为在实际生产过程中工艺气流中氧含量控制尤为重要；适宜的氧含量可以有效的去除烟草的杂气，减小刺激性，如果氧含量发生变化则影响产品的内在质量。工艺气流中氧含量变大则可能造成烟草的香气损失过大、刺激变大等，同时会降低工艺气流中的热量向烟丝中转移，这样会阻止烟丝的正常膨胀，也有可能增加在有氧条件下烟丝燃烧的危险性。
本发明提供的氧含量检测系统如图1所示，其主要由一氧化锆氧分析仪3连接-PID控制回路组成。所述的氧化锆氧分析仪3连接一气流干燥塔1，该气流干燥塔1还连接一热交换器7，该热交换器7与所述气流干燥塔1的进料管道2、一出料管道8相接形成一气流运动回路。氧化锆氧分析仪3用来测量高温气流样品氧气含量，通过其氧化锆氧分析仪3检测气流干燥塔1中的氧含量反馈给PID控制回路。
如图2所示，所述的PID控制回路由一蒸汽注入量控制回路和一排潮风量控制回路组成，所述的蒸汽注入量控制回路由一蒸汽施加调节器控制蒸汽的注入量，所述的排潮风量控制回路由一排潮风门调节器控制排潮风量；所述的蒸汽施加调节器5和一排潮风门调节器6设置于热交换器7与气流干燥塔出料口4相接的管路上。
本发明PID控制系统采用高温干燥系统中本身自带的西门子S7400系列的PLC，在其内部功能块中应用其功能语言设计出PID双回路进行控制；人机界面采用通过PROFIBUS-DP总线与S7400PLC直接通讯的西门子TP27触控面板；所述的氧含量检测元件采用ZR22G/ZR402G分离型氧化锆氧分析仪。
PID双回路的控制以蒸汽注入量控制回路为优先，在排潮风量相对稳定的前提下通过控制蒸汽注入量来实现系统内氧含量的稳定性，当蒸汽注入量调节范围超出设定上下限时，通过控制排潮风量来实现系统内氧含量的稳定性。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (1)
1.氧含量检测系统，特征在于：其主要包括一氧化锆氧分析仪及一连接该氧化锆氧分析仪的PID控制回路；所述的氧化锆氧分析仪还连接一气流干燥塔，该气流干燥塔连接一热交换器，该热交换器与所述气流干燥塔的进料管道、一出料管道相接形成一气流运动回路；所述的PID控制回路由一蒸汽注入量控制回路和一排潮风量控制回路组成，所述的蒸汽注入量控制回路由一蒸汽施加调节器控制蒸汽的注入量，所述的排潮风量控制回路由一排潮风门调节器控制排潮风量；所述的蒸汽施加调节器和一排潮风门调节器设置于热交换器与气流干燥塔出料口相接的管路上。
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- 2010-08-06 CN CN2010102469805A patent/CN102370239A/zh active Pending
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