CN102674404B - 曼海姆反应炉精准投料方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种曼海姆反应炉精准投料方法及装置，为解决现有曼海姆反应炉投料比例无法保证问题，其通过在氯化钾投料仓出料口配置供料机保证供料，在供料机与曼海姆炉氯化钾投料口之间配置电子皮带称来实时精确计量氯化钾投料量或者投料速度，在曼海姆炉硫酸投料管上配置电控计量阀来实时精确控制硫酸投料量或者硫酸投料速度，利用自动控制器实时提取电子皮带称计量的氯化钾投料量或者投料速度，自动控制器再根据氯化钾投料量或者投料速度实时控制电控计量阀，使氯化钾投料量与硫酸投料量始终控制在一个规定比例范围内。其具有能保证投料比例，保证产品质量，提高产品收率和生产效率，更使得产品质量稳定不变的优点。

Description

曼海姆反应炉精准投料方法及装置
技术领域
本发明涉及曼海姆炉的投料设备，特别是涉及一种曼海姆反应炉精准投料方法及装置。
背景技术
现有曼海姆炉是由高温耐火砖，重质、轻质保温砖，普通红砖砌筑而成，整台炉以钢结构为支架，以砖为实体，以保温材料为关键。炉子由燃烧室(加热室)、反应室、烟道、搅拌耙、燃烧器(两个)，氯化钾投料口，硫酸投料管，出料口等组成，氯化钾投料口下方为搅拌耙上的布料器，硫酸投料管下方为位于反应段中心位置的环形硫酸导槽。炉子具有两个空腔：中间椭圆形空腔为反应室，腔内带有搅拌耙，反应时耙子以1-2r/min转动，将物料不断混合并逐渐推向炉膛周围。包围在反应室外周的空腔为上下联通的燃烧室和烟道。反应室在燃烧室下方，烟道在反应室下方，燃烧室产生的热量辐射给反应室中物料，烟道余热还供反应物料吸收。
硫酸钾的生产是以氯化钾和硫酸为原料，经过炉体加热和搅拌生成硫酸钾，同时副产氯化氢气体。氯化钾和硫酸由反应炉上部经计量后进入反应室，由耙齿带动搅拌，逐步向外推出。
现有曼海姆反应炉原料氯化钾经过带变频器的螺旋输送机进行加料，由于原料氯化钾的干湿度度不同，粒度粗细不均匀，导致下料不稳定，从而造成了产品中控不稳定，甚至有时出现较大的浮动，造成产品不合格和影响生产效率。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能保证投料比例，产品质量好且稳定的曼海姆反应炉精准投料方法，本发明目的还在于提供用于实施该方法的装置。
为实现上术目的，本发明曼海姆反应炉精准投料方法是通过在氯化钾投料仓出料口配置供料机保证供料，在供料机与曼海姆炉氯化钾投料口之间配置电子皮带称来实时精确计量氯化钾投料量或者投料速度，在曼海姆炉硫酸投料管上配置电控计量阀来实时精确控制硫酸投料量或者硫酸投料速度，利用自动控制器实时提取电子皮带称计量的氯化钾投料量或者投料速度，自动控制器再根据氯化钾投料量或者投料速度实时控制电控计量阀，使氯化钾投料量与硫酸投料量始终控制在一个规定比例范围内。能够做到：氯化钾投料量与硫酸投料量始终控制在一个规定比例范围内，从而保证产品收率，产品质量和产量，甚至高含量低残氯量的高等级产品都能轻松生产出来，并且稳定性好，可靠性强。
作为优化，曼海姆炉投料口配置进料斗；所述进料斗通过配有旋转驱动装置和内腔制有或者装有螺旋状排列的送料齿或者螺旋送料板或者螺旋送料凸棱来保证氯化钾顺利投入；或者进料斗内腔通过配有旋转驱动装置驱动的螺旋送料器来保证氯化钾顺利投入。
作为优化，旋转驱动装置为变速旋转驱动装置，进料斗上配置堆料传感器，自动控制器通过采集到的堆料传感器信号来调整旋转驱动装置速度或者自动控制器通过采集到的堆料传感器信号来调整旋转驱动装置速度和通过自动控制器控制的堆料报警器发出堆料警报。还可以自动采集原料硫酸温度通过(装有温度修改模块的)自动控制器对硫酸投料量进行温度修正，即以硫酸20℃的比重为基准，高于20℃相应增流量，低于20℃减流量。还可以通过配置自动硫酸比重计或者在线硫酸浓度计和在自动控制器中配置硫酸比重或者浓度修正模块进行硫酸投料量修正，更具体是投放体积量进行修正。
用于实施本发明所述方法的装置是在氯化钾投料仓下端配置供料机，在供料机与曼海姆炉投料口之间配置电子皮带称，进行实时精准计量供料；曼海姆炉硫酸投料管上配置电控计量阀，利用自动控制器实时采集氯化钾投料量或者投料速度和实时调控电控计量阀，使氯化钾投料量与硫酸投料量或者投料速度始终控制在一个规定比例范围内。更具体是电子皮带称的计量结果信号输出端连接自动控制器的氯化钾投料重量信号输入端，电子皮带称的计量结果信号输出端连接自动控制器的氯化钾投料重量信号输入端，自动控制器的硫酸投料量控制信号输出端连接电控计量阀的控制信号输入端。生产时，供料机将来自氯化钾投料仓氯化钾原料供给电子皮带称，经过电子皮带称称重的氯化钾原料供给曼海姆炉氯化钾投料口，自动控制器根据氯化钾原料供给量和设定氯化钾与硫酸原料配比，实时控制和调整电控计量阀的硫酸投料量，使氯化钾投料量与硫酸投料量始终保持在一个合理的配比范围内，从而保证完全反应，保证产品质量，提高产品收率和生产效率，更使得产品质量稳定不变。电子皮带称对氯化钾投料量的采集可以采取定时间隔采样积分法，经计算得到规定时间段的投料量或者规定时间段的投料速度。
作为优化，供料机出料口配置电子皮带称，电子皮带称出料端下方为与曼海姆炉氯化钾投料口配合的进料斗；所述进料斗配置有振动驱动装置或旋转驱动装置或旋转和振动驱动装置，或者所述进料斗的进料腔内配置旋转驱动装置驱动的螺旋送料器。如此设计，能够避免氯化钾物料在进料斗上存积和堵塞。其中：进料斗在旋转驱动装置带动下旋转时，能够通过螺旋状排列的送料齿或者螺旋送料板或者螺旋送料凸棱将氯化钾料强制向下输送，保证进料平稳，并且避免堵料。
作为优化，所述进料斗配置旋转驱动装置时，所述进料斗内周制有或者装有螺旋状排列的送料齿或者螺旋送料板或者螺旋送料凸棱。
作为优化，所述螺旋送料器为中心制有竖向通孔的空心螺旋送料板、或者为实心板式螺旋送料板、或者为固装有中心轴的螺旋送料板、或者为固装在中心轴上的螺旋状排列的送料齿。
作为优化，所述进料斗在其喇叭口的中下部和中上部配置有堆料传感器，堆料传感器通过信号线连接自动控制器堆料信号输入端；所述旋转驱动装置为堆料信号经自动控制器控制的变频驱动装置。如此设计，让氯化钾在进料斗中在可控的范围内堆积，即堆积不低于喇叭口中下部，堆积不高于喇叭口中上部，始终使料堆能够封堵喇叭口进料腔，减少环境空气进入反应室内的机会，有利于提高效率；即喇叭口内料堆低于中下部堆料传感器时，即提高螺旋送料器旋转速度，喇叭口内料堆高于中上部堆料传感器时，即降低螺旋送料器旋转速度。
作为优化，所述自动控制器还连接有中上部堆料传感器信号控制的堵料警报器。靠两级堆料传感器，来控制料不在喇叭口内堆积。中下部堆料传感器测到喇叭口内堆料时，即提高螺旋送料器旋转速度，当中上部堆料传感器测到喇叭口内堆料时，既提高旋转速度，发出警报。还可以所述进料斗上端相对的两侧安装对视的一组红外传感器(红外发射器和红外接收器组合)，红外传感器再连接自动控制器，自动控制器再连接红外传感器(阻断)信号控制(更具体是启动)的积料警报器。红外传感器阻断信号是指红外发射器和红外接收器之间传递的红外线信号被氯化钾积料阻挡时，自动控制器接收到的信号。
作为优化，所述进料斗中上部或者上部配装有向自动控制器传送控制信号的堆料传感器，自动控制器连接有该堆料传感器输出信号控制的堵料警报器。
还可以在硫酸投料管或者与硫酸投料管相连的硫酸储罐上配置电子温度计、自动比重计、在线硫酸浓度计，并在自动控制器中配置相应的硫酸温度、比重、浓度修正模块，对硫酸投料量进行修正，更具体是通过对电控计量阀的调整，来实现对硫酸投料量的修正。
更可以将氯化钾投料量与硫酸投料量进行时差平衡，即先投入的氯化钾量与后投入的硫酸投料量进行等反应量平衡，而不是同时投入的氯化钾量与硫酸量进行等反应量平衡，更具体是硫酸投入量与10秒-5分钟前投入的氯化钾量进行反应量平衡，这里提前时间更优选15秒-2分钟，最优选提前1分钟。
进一步可以：在一个设定的等时间隔期限计量氯化钾的总投料量，再接着根据这个间隔期间的氯化钾投料量对硫酸投料量或者速度进行等反应量调整，使氯化钾与硫酸进行平。
附图说明
图1是本发明用于实施曼海姆反应炉精准投料方法的装置第一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明用于实施曼海姆反应炉精准投料方法的装置第二种实施方式的结构示意图；
图3是本发明用于实施曼海姆反应炉精准投料方法的装置第三种实施方式的结构示意图；
图4是本发明用于实施曼海姆反应炉精准投料方法的装置第四种实施方式的结构示意图
图5是本发明用于实施曼海姆反应炉精准投料方法的装置第五种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本发明曼海姆反应炉精准投料方法是通过在氯化钾投料仓出料口配置供料机保证供料，在供料机与曼海姆炉氯化钾投料口之间配置皮带称来实时精确计量氯化钾投料量，曼海姆炉硫酸投料管上配置电控计量阀来实时精确控制硫酸投料量，利用自动控制器实时提取皮带称计量的氯化钾投料量，自动控制器再根据氯化钾投料量实时控制电控计量阀，使氯化钾投料量与硫酸投料量始终控制在一个规定比例范围内。曼海姆炉投料口配置进料斗；所述进料斗通过配有旋转驱动装置和内周制有或者装有螺旋状排列的送料齿或者螺旋送料板或者螺旋送料凸棱来保证氯化钾料顺利投入；或者进料斗内腔通过配有旋转驱动装置驱动的螺旋送料器来保证氯化钾料顺利投入。旋转驱动装置为变速旋转驱动装置，进料斗上配置堆料传感器，自动控制器通过采集到的堆料传感器信号来调整变速旋转驱动装置速度及送料速度/或者和通过自动控制器控制的堆料报警器发出堆料警报。本发明用于实施曼海姆反应炉精准投料方法的装置实例如下：电子皮带称的计量结果信号输出端连接投料自动控制器的氯化钾投料重量信号输入端，投料自动控制器的硫酸投料量控制信号输出端连接电控计量阀的控制信号输入端。
所述进料斗4优选配置有振动驱动装置或者旋转驱动装置或者旋转和振动驱动装置。
实施例二，如图2所示，本实用新型自动精准型曼海姆反应炉投料装置是在氯化钾投料仓1下端配置供料机2，供料机2下方配置电子皮带称3，电子皮带称3的出料端下方配置与曼海姆炉氯化钾投料口配合的进料斗4；连接曼海姆硫酸投料管5上配置电控计量阀6，电子皮带称3的计量结果信号输出端连接投料自动控制器7的氯化钾投料重量信号输入端，投料自动控制器7的硫酸投料量控制信号输出端连接电控计量阀6的控制信号输入端。
所述进料斗4配置有旋转驱动装置。所述进料斗4内周制有或者装有螺旋送料板41(或者螺旋状排列的送料齿或者螺旋送料凸棱)。所术螺旋送料板41为延伸整个进料斗4内腔的实心螺旋送料板，这里实心是与中心制有竖向通孔的空心螺旋送料板相对的概念。
实施例三，如图3所示，本实用新型自动精准型曼海姆反应炉投料装置与实施例2的区别在于：所术螺旋送料板41为制有竖向中心通孔40的中空螺旋送料板。
实施例四，如图4所示，本实用新型自动精准型曼海姆反应炉投料装置与实施例二的区别在于：所述进料斗4的进料腔内配置旋转驱动装置驱动的螺旋送料器，所述螺旋送料器为固装有中心轴44的螺旋送料板41(或者为中心制有竖向通孔的空心螺旋送料板、或者为实心板式螺旋送料板、或者为固装在中心轴上的螺旋状排列的送料齿)。螺旋输送板也可称为搅笼。所述旋转驱动装置包括由自动控制器控制的变频电机82，变频电机82通过减速传动机构驱动所述螺旋送料器。更具体是：所述中心轴44和螺旋送料板41(或者搅笼)上端固连被动大齿轮81，被动大齿轮81啮合变频电机82输出轴端的主动小齿轮83，被动大齿轮81及变频电机82配装在支撑座84上，被动大齿轮81通过轴承座与支撑座84配装。
实施例五，如图5所示，本实用新型自动精准型曼海姆反应炉投料装置与实施例三的区别在于：所述进料斗4在其喇叭口的中下部和中上部配置有堆料传感器47，堆料传感器47通过信号线连接自动控制器堆料信号输入端；所述旋转驱动装置为堆料信号控制的变频驱动装置。

Claims (7)

1.一种曼海姆反应炉精准投料方法，其特征在于通过在氯化钾投料仓出料口配置供料机保证供料，在供料机与曼海姆炉氯化钾投料口之间配置电子皮带称来实时精确计量氯化钾投料量或者投料速度，在曼海姆炉硫酸投料管上配置电控计量阀来实时精确控制硫酸投料量或者硫酸投料速度，利用自动控制器实时提取电子皮带称计量的氯化钾投料量或者投料速度，自动控制器再根据氯化钾投料量或者投料速度实时控制电控计量阀，使氯化钾投料量与硫酸投料量始终控制在一个规定比例范围内； 
曼海姆炉投料口配置进料斗；所述进料斗通过配有旋转驱动装置和内腔制有或者装有螺旋状排列的送料齿或者螺旋送料板或者螺旋送料凸棱来保证氯化钾顺利投入；或者进料斗内腔通过配有旋转驱动装置驱动的螺旋送料器来保证氯化钾顺利投入。 
2.根据权利要求1所述投料方法，其特征在于旋转驱动装置为变速旋转驱动装置，进料斗上配置堆料传感器，自动控制器通过采集到的堆料传感器信号来调整旋转驱动装置速度或者自动控制器通过采集到的堆料传感器信号来调整旋转驱动装置速度和通过自动控制器控制的堆料报警器发出堆料警报。 
3.用于实施权利要求1所述方法的装置，其特征在于在氯化钾投料仓下端配置供料机，在供料机与曼海姆炉投料口之间配置电子皮带称，进行实时精准计量供料；曼海姆炉硫酸投料管上配置电控计量阀，利用自动控制器实时采集氯化钾投料量或者投料速度和实时调控电控计量阀，使氯化钾投料量与硫酸投料量或者投料速度始终控制在一个规定比例范围内； 
供料机出料口配置电子皮带称，电子皮带称出料端下方为与曼海姆炉氯化钾投料口配合的进料斗；所述进料斗配置有振动驱动装置或旋转驱动装置或旋转和振动驱动装置，或者所述进料斗的进料腔内配置旋转驱动装置驱动的螺旋送料器；所述进料斗配置旋转驱动装置时，所述进料斗内周制有或者装有螺旋状排列的送料齿或者螺旋送料板或者螺旋送料凸棱。 
4.根据权利要求3所述装置，其特征在于所述螺旋送料器为中心制有竖向通孔的空心螺旋送料板、或者为实心板式螺旋送料板、或者为固装有中心轴的螺旋送料板、或者为固装在中心轴上的螺旋状排列的送料齿。 
5.根据权利要求3所述装置，其特征在于所述进料斗在其喇叭口的中下部和中上部配 置有堆料传感器，堆料传感器通过信号线连接自动控制器堆料信号输入端；所述旋转驱动装置为堆料信号经自动控制器控制的变频驱动装置。 
6.根据权利要求5所述装置，其特征在于所述自动控制器还连接有中上部堆料传感器信号控制的堵料警报器。 
7.根据权利要求3或者4或者5所述装置，其特征在于所述进料斗中上部或者上部配装有向自动控制器传送控制信号的堆料传感器，自动控制器连接有该堆料传感器输出信号控制的堵料警报器。 
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