CN102527487B - 含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉碎过程中防止燃爆的含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺。解决了现有技术中超细粉碎过程中缺少探测报警系统的缺点，首先在粉碎设备内设置检测传感器；（2）在控制器的数据库中设定燃爆上限参数和安全参数；（3）传感器将检测到的数据传输到控制器，判断粉碎过程时候是否处于燃爆危险范围；（4）控制器判断出燃爆危险后，根据不同的燃爆条件同时启动相应的燃爆危险解除装置，将实际状况恢复到安全状态；采用控制器提高了监控精确性，可以实时观察传感器检测到的设备的运行状况，针对不同的物料的燃爆性质选用不同的燃爆危险解除装置，针对性强，解除方式到位，控制器监控整个设备的运行状态，实现自动化，有效提高操作安全性。

Description

含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺

技术领域

本发明属于含碳材料干法超细粉碎的技术领域，尤其是一种粉碎过程中防止燃爆的含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺。

背景技术

超细粉碎技术是一门跨学科跨行业的高新技术，是物料深加工中的难题，也是粉体技术中的关键，对现代工程技术的发展起着重要的推动作用。粉碎的任务是提供具有合适粒径及粒度组成的原料，满足进一步加工和使用的需要。

超细粉碎技术是从 20 世纪 40 年代逐步发展起来的，至今已成为重要的非金属矿及其它高新原材料深加工技术之一。

物料细化后，往往会出现许多新的优良性能。由于超细粉体粒度极细、比表面积大，且分布均匀，加之缺陷少，因而其表面活性高、 化学反应速度快、溶解度大、烧结温度低且烧结体强度高、填充补强性能好，又具有独特的光、电、磁性能等，故被广泛应用于高档涂料、 医药、高技术陶瓷、微电子及信息材料、高级耐火及保温材料、填料和新材料产业。因此，提高超细粉碎技术对现代高技术新材料产业的发展有着极其重要的意义。

然而，目前超细粉体加工工艺在进行含碳材料（尤其是高含碳材料）干法超细加工时，存在严重的安全隐患。如：面粉厂、纺织厂、饲料加工厂、塑料加工厂、糖厂、煤矿、石油焦、裂解油渣等存在可燃气体或粉尘的工厂，在产品超细粉碎过程中均可能发生粉尘爆炸。粉尘粒径越小，表面积越大，燃烧越完全，燃烧速度越快，升压速度越快，爆炸压力越大。

超细粉碎过程中的燃爆要素主要有：粉尘浓度、挥发性气体浓度、温度、静电（火花）、氧气含量等，研究生产过程中粉尘爆炸的特点，有效控制燃爆要素，有针对性地采取相应措施，是预防粉尘爆炸，安全生产的重要内容。

分析目前国内用于含碳材料（尤其是高含碳材料）干法超细加工的设备工艺存在的问题，主要表现在以下几点：

功能不够完备，缺少探测报警系统；

无法有效预防、处理燃爆隐患。

发明内容

本发明解决了现有技术中超细粉碎过程中缺少探测报警系统的缺点，提供一种能对超细粉碎过程进行探测并能对燃爆危险进行报警的含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺。

本发明还解决了现有技术中对燃爆隐患无法有效预防的缺点，提供一种检测超细粉碎燃爆危险的隐患并能提前控制并降低危险系数的含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺，其特征在于包括如下步骤： （1）首先在粉碎设备内设置检测传感器，再将传感器连接到控制器上；

（2）在控制器的数据库中设定燃爆上限参数和安全参数；

（3）传感器将检测到的数据传输到控制器，并与控制器内设定的参数相对比，判断粉碎过程时候是否处于燃爆危险范围；

（4）控制器判断出燃爆危险后，将信息传输给报警系统，报警系统工作，根据不同的燃爆条件同时启动相应的燃爆危险解除装置，将实际状况恢复到安全状态；

（5）如果燃爆条件降低到安全范围，粉碎设备照常工作；

（6）如果燃爆危险解除装置工作属于破坏性质，粉碎设备停止工作。

超细粉碎具有各种粉碎设备，包括料仓、缓冲仓、粉碎仓、存储仓等，在对物料进行超细粉碎时，各个设备的状态各不相同，比如温度、压力或者内部物质浓度，有些状态涉及到爆炸的范围，比如温度过高可能造成内部物料燃烧，或者对设备造成影响，爆炸是能量的释放，温度变化会引起能量变化，从而导致系统内部压力增大，压力增加就会对设备造成影响，如果达到设备的抗压强度则会引发爆炸，因此在超细粉碎时需要对设备进行实时监控，检测传感器就可以将粉碎设备的工作状态实时反映出来，控制器可以将传感器检测到的数值进行处理分析得出设备是否处于燃爆的危险状态，同时控制器还要控制各燃爆危险解除装置在设备处于危险状态动作，解除危险，或者降低到安全范围，有些燃爆是破坏式，有些是可控式，破坏式的燃爆方式，通过报警系统可以得知，接着可以马上做出反应，比如疏散或者人工解除危险，控制器实时收到传感器测得的数据并可以通过显示器显示，对比后确定设备的运行状态，正常状态也能显示，危险状态也能显示，经过控制器的处理实现自动化燃爆控制。

作为优选，传感器分成温度传感器、CO浓度传感器、压力传感器。传感器检测的种类根据不同物料的燃爆性质来选择，根据燃爆性质一般选择温度、气体压力和浓度，不同的传感器设置在不同燃爆危险点的设备内，同一个设备可能只设置一种传感器，也可能设置多种，而且一种传感器也可能是多个，这样对设备内部的状态检测更加准确。

作为优选，燃爆危险解除装置包括冷却水循环系统、惰性气体保护系统和防爆装置，温度传感器检测到危险温度时启动冷却水循环系统进行降温，CO浓度传感器检测到CO浓度危险时启动惰性气体保护系统。燃爆危险解除装置要针对不同的危险性质的设置，温度超高引起的燃爆，采用冷却降温的方式解除，CO浓度超高引起的燃爆采用注入惰性气体降低CO浓度的方式解除，压力过高引起的燃爆采用防爆或者停机降低压力的方式解除。

作为优选，燃爆危险解除装置还包括与冷却水循环系统并行的强风降温输送系统，惰性气体保护系统连接有压力控制器。冷却水循环系统对设备降温，为增加冷却效果，采用强风降温输送系统直接对物料同时进行冷却降温。

作为优选，防爆装置包括防爆膜、阀及爆破接管，防爆膜、阀设置在粉碎设备的防爆口处，爆破接管连接防爆口。防爆膜可以用防爆板、防爆门代替，压力达到一定高度时，防爆膜破裂或者防爆门开启，爆炸压力沿着爆破接管迅速释放，保护了设备，同时有效预防对现场人员造成伤害。

作为优选，粉碎设备使用跨线连接并多点接地，粉碎设备的粉尘收集器使用防静电处理滤袋。多点接地和防静电处理滤袋可以防止静电在设系统中残留，将静电释放，从而避免静电产生火花，防止燃爆。

本发明的有益效果是：采用控制器提高了监控精确性，可以实时观察传感器检测到的设备的运行状况，针对不同的物料的燃爆性质选用不同的燃爆危险解除装置，针对性强，解除方式到位，控制器监控整个设备的运行状态，实现自动化，有效提高操作安全性。

附图说明

图1是本发明一种结构示意图；

图中：1、进料器，2、除铁器，3、粉碎系统主机，4、内置分级机，5、旋风收集器，6、除尘器，7、引风机。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制系统（参见附图1），系统加工石油焦超细粉，本系统由原料仓、进料器1、除铁器2、粉碎系统主机3、内置分级机4、旋风收集器5、除尘器6，引风机7及附属管道等零部件组成。

一种含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺，包括如下步骤： （1）首先在粉碎设备内设置检测传感器，原料仓安装有上下料位计、温度传感器、半封闭式原料仓安装CO浓度传感器、惰性气体注入口；粉碎系统主机安装温度传感器、冷却水循环系统、防爆口；旋风收集器安装温度传感器、CO浓度传感器、（下部）冷却水循环系统；除尘器安装上下料位计、温度传感器、CO浓度传感器、惰性气体注入口、防爆口，粉体物料输送管路安装温度传感器、CO浓度传感器，并在管道关键部位设置惰性气体注入口，再将传感器连接到控制器上；

（2）在控制器的数据库中设定燃爆上限参数和安全参数，设定正常生产温度范围为≤120℃，CO正常浓度范围为0~80ppm，超出报警；

（3）传感器将检测到的数据传输到控制器，并与控制器内设定的参数相对比，判断粉碎过程时候是否处于燃爆危险范围；

（4）控制器判断出燃爆危险后，将信息传输给报警系统，报警系统工作，根据不同的燃爆条件同时启动相应的燃爆危险解除装置，将实际状况恢复到安全状态，系统自动关闭相应单元的进出料口，启动氮气注入阀，充入压力为0.05—0.2MP的氮气，直至温度恢复到80度以内或是CO浓度下降到40ppm以下，由于系统非闭路循环系统，因此充入氮气后，氮气压力会慢慢释放，同时将相邻单元空间中空气氧含量稀释，最终系统中氮气压力将保持在正常大气压范围；

对于设备内部由于爆炸引起的压力上升，达到设备防爆口承压范围，则防爆口处的防爆膜破裂（或防爆阀开启），压力沿着防爆接管传递到外部，迅速降低设备内部的压力，确保设备安全；

超微细的石油焦产品通防静电处理过滤袋的过滤被收集在除尘器内，产品经由卸料器排出收集，产品在防静电处理过滤袋内，通过接地的引线将产品携带的静电导出，从而防止产品内部的静电引发火花造成燃爆；

（5）如果燃爆条件降低到安全范围，粉碎设备照常工作；

（6）如果燃爆属于破坏性质，粉碎设备停止工作。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺，其特征在于包括如下步骤： （1）首先在粉碎设备内设置检测传感器，再将传感器连接到控制器上，传感器分成温度传感器、CO浓度传感器、压力传感器；

（2）在控制器的数据库中设定燃爆上限参数和安全参数；

（3）传感器将检测到的数据传输到控制器，并与控制器内设定的参数相对比，判断粉碎过程时候是否处于燃爆危险范围；

（4）控制器判断出燃爆危险后，将信息传输给报警系统，报警系统工作，根据不同的燃爆条件同时启动相应的燃爆危险解除装置，将实际状况恢复到安全状态；

（5）如果燃爆条件降低到安全范围，粉碎设备照常工作；

（6）如果燃爆危险解除装置工作属于破坏性质，粉碎设备停止工作。

2.根据权利要求1所述的含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺，其特征在于燃爆危险解除装置包括冷却水循环系统、惰性气体保护系统和防爆装置，温度传感器检测到危险温度时启动冷却水循环系统进行降温，CO浓度传感器检测到CO浓度危险时启动惰性气体保护系统。

3.根据权利要求2所述的含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺，其特征在于燃爆危险解除装置还包括与冷却水循环系统并行的强风降温输送系统，惰性气体保护系统连接有压力控制器。

4.根据权利要求2所述的含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺，其特征在于防爆装置包括防爆膜、阀及爆破接管，防爆膜、阀设置在粉碎设备的防爆口处，爆破接管连接防爆口。

5.根据权利要求1所述的含碳材料干法超细粉碎过程燃爆控制工艺，其特征在于粉碎设备使用跨线连接并多点接地，粉碎设备的粉尘收集器使用防静电处理滤袋。

Images