CN103713600B - 一种生产钾肥的自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产钾肥的自动控制系统，包括计算机，以及与计算机信号连通并对应连接在曼海姆炉相应位置上的燃料流量传感器、燃烧室温度控制阀、烟气排出压力传感器、燃烧室压力控制阀、硫酸流量传感器、硫酸流量控制阀、氯化钾质量测量器、氯化钾进料控制阀、燃烧室温度传感器和燃烧室压力传感器。通过计算机对各传感器信息进行采集，以及对各阀门的自动开、关控制，使整个生产过程可在计算机控制下自动完成，消除了人为因素对生产的影响，产品质量稳定，生产效率显著提高，大大降低了生产成本以及对操作人员的依赖，完全适合用于钾肥的工业化生产过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动控制系统，特别涉及一种利用计算机对仪器、仪表、阀门进行综合协调控制的钾肥生产自动控制系统，属于化工产品加工设备领域。
背景技术
在化工领域中，硫酸钾生产主要在曼海姆炉内进行，其反应方程式为：
2KCl+H2SO4=K2SO4+2HCl
其中，氯化钾与浓硫酸在曼海姆炉内混合加热后反应产生硫酸钾和氯化氢，硫酸钾作为钾肥被回收使用，氯化氢作为一种副产品回收待用。曼海姆炉主要包括一个燃烧室、一个位于燃烧室内相对封闭的碟形室作为反应室、设置在燃烧室上的两个进气通道，以及设置在反应室上的两个进料通道、排气通道和排出通道。原料在反应室内边加热、边混合搅拌，生成硫酸钾后被混合搅拌刮刀从中心向周边推动，最终由排出通道流出反应室，并经冷却汇总后形成反应主产品硫酸钾，同时，反应产生的副产品氯化氢气体从排气通道排出反应室，进入尾气回收系统后等待进一步回收处理。
上述过程中，传统硫酸钾生产工艺采用人工投料的控制方式，将原料氯化钾和硫酸按一定比例进行投料，其过程主要依靠操作人员的工作经验进行顺序投放，不但浪费大量的人力资源，增加了劳动强度，提高了生产成本，而且投料配比和混合过程也存在很大差异，使产品质量得不到保障。其中，反应室温度及副产品盐酸的生产质量还需要工作人员随时进行测量和检验，消耗了大量人力，而且产品质量跟踪、调控较慢，使工艺准确性遭到重大考验。
如何改变这一情况，消除人工投料、人工监控过程对钾肥生产的影响，就成为本发明想要解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有情况和不足，本发明旨在提供一种可以自动投料、自动监控、自动管理的钾肥生产自动控制系统，以提高钾肥生产的生产效率，保证生产质量，提高产品生产的稳定性。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种生产钾肥的自动控制系统，包括计算机，以及与计算机信号连通的燃料流量传感器、燃烧室温度控制阀、烟气排出压力传感器、燃烧室压力控制阀、硫酸流量传感器、硫酸流量控制阀、氯化钾质量测量器、氯化钾进料控制阀、燃烧室温度传感器和燃烧室压力传感器；燃料流量传感器和燃烧室温度控制阀分别连接在曼海姆炉燃烧室的燃料进气通道上；烟气排出压力传感器和燃烧室压力控制阀分别连接在曼海姆炉燃烧室的废气排出通道上；硫酸流量传感器和硫酸流量控制阀分别连接在曼海姆炉反应室的其中一个进料通道上；氯化钾质量测量器和氯化钾进料控制阀分别连接在曼海姆炉反应室的另外一个进料通道上；燃烧室温度传感器和燃烧室压力传感器分别对应连接在曼海姆炉的燃烧室上。
一种生产钾肥的自动控制系统，还包括硫酸钾质量测量器，硫酸钾质量测量器连接在曼海姆炉反应室的排出通道上，硫酸钾质量测量器与计算机信号连通。
所述硫酸钾质量测量器为一个电子量称。
一种生产钾肥的自动控制系统，还包括氯化氢气体温度测量传感器，氯化氢气体温度测量传感器连接在曼海姆炉反应室的排气通道上，氯化氢气体温度测量传感器与计算机信号连通。
所述氯化钾质量测量器为一个电子量称。
本发明所述的一种生产钾肥的自动控制系统，其有益效果包括：
1、生产过程由计算机自动控制完成，单条或多条生产线只需1人对计算机自动化操作过程进行监控即可。
2、计算机控制下的自动化生产过程简单、有序，产品质量稳定、可靠，产品品质几乎无任何质量波动。
3、生产中，曼海姆炉的压力、温度、投料量全部由计算机自动控制完成，消除了人为因素带来的影响，避免了可能造成的经济损失，降低了工厂的运行、生产成本，提高了工厂效益。
4、克服了以往生产过程对大量人力资源的使用，操作人员少，生产效率高。
附图说明
图1为本发明所述一种生产钾肥的自动控制系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的中心是：通过在曼海姆炉上相应位置设置监测、控制器件，利用计算机的协调控制实现曼海姆炉反应过程的自动投料、自动监控和自动质量管理，以保障成品质量，降低生产强度，提高生产效率。
下面结合附图1对本发明做进一步的描述：
本发明所述的一种生产钾肥的自动控制系统，包括计算机13以及与计算机13信号连通的燃料流量传感器1、燃烧室温度控制阀2、烟气排出压力传感器3、燃烧室压力控制阀4、硫酸流量传感器5、硫酸流量控制阀6、氯化钾质量测量器7、氯化钾进料控制阀8、燃烧室温度传感器9、燃烧室压力传感器10、硫酸钾质量测量器11和氯化氢气体温度测量传感器16。燃烧室温度控制阀2的开、关与燃烧室温度传感器9的探测信息相关联；燃烧室压力控制阀4的开、关与燃烧室压力传感器10的探测信息相关联。其中，氯化钾质量测量器7为一个电子量称，电子量称用于称量送入反应室15中的氯化钾质量，保证投料数量的准确性。硫酸钾质量测量器11也为一个电子量称，硫酸钾质量测量器11用于测量生产过程中产生的成品硫酸钾的质量。氯化氢气体温度测量传感器16用于测量反应室15产生的氯化氢气体的温度，通过温度反映炉内燃料的燃烧情况，确保是否充分燃烧。
具体连接关系为：燃料流量传感器1和燃烧室温度控制阀2分别连接在曼海姆炉燃烧室12的燃料进气通道上，燃料流量传感器1随时向计算机13反馈燃料流量数据，确保燃烧过程充分进行；燃烧室温度控制阀2用于控制燃烧室12的温度。烟气排出压力传感器3和燃烧室压力控制阀4分别连接在曼海姆炉燃烧室12的废气排出通道上，烟气排出压力传感器3用于反馈排出废气的压力数据，同时，结合燃烧室压力控制阀4的压力控制，使曼海姆炉14的燃烧室12始终处于安全燃烧状态。硫酸流量传感器5和硫酸流量控制阀6分别连接在曼海姆炉反应室15的其中一个进料通道上，其控制硫酸流量的同时还向计算机13反馈硫酸流量信息，为配比投料提供准确依据。氯化钾质量测量器7和氯化钾进料控制阀8分别连接在曼海姆炉反应室15的另外一个进料通道上，氯化钾质量测量器7随时对氯化钾的质量进行称量，同时，在计算机13的协调下，通过氯化钾进料控制阀8控制氯化钾的投料量，确保投料准确、可靠。燃烧室温度传感器9和燃烧室压力传感器10分别对应连接在曼海姆炉14的燃烧室12上，其采集燃烧室12内的温度和压力信息，随时反馈到计算机13中，以便通过计算机13形成相应的控制信号，协调控制各个阀门工作。
为进一步提高检测质量，保证生产过程顺利、安全、可靠进行，硫酸钾质量测量器11被连接在曼海姆炉反应室15的排出通道上，硫酸钾质量测量器11用于测量流水化生产过程中成品硫酸钾的实际质量，并将测量数据反馈到计算机13中，通过在计算机13中与理论计算得出的硫酸钾质量进行比较，随时了解和掌握反应室内的反应情况，确保反应过程在可控、有效范围内进行。而氯化氢气体温度测量传感器16则被连接在曼海姆炉反应室15的排气通道上，氯化氢气体温度测量传感器16用于采集排气通道上的氯化氢气体温度，并将温度信息反馈到计算机13中，通过温度反映炉内的燃烧情况，以便计算机13自动判断燃料燃烧是否充分，避免过多热量排出及能源浪费。
实际生产时，首先曼海姆炉14启动，计算机13控制燃烧室温度控制阀2开启，送入天然气和空气混合燃料进行燃烧加热，当炉内温度升至生产所需温度时，计算机13发出控制信号，控制硫酸流量控制阀6和氯化钾进料控制阀开启8，读取硫酸流量传感器5和氯化钾质量测量器7反馈的流量及质量信息，监控反应原料按比例不断投放，同时，计算机13还通过读取燃料流量传感器1反馈的流量信息，准确监测天然气和空气的流量信息，确保燃烧过程可以充分进行。送入的天然气和空气在燃烧室12内混合燃烧，硫酸和氯化钾在反应室15内被加热后发生化学反应，产生硫酸钾和氯化氢，其中，硫酸钾在反应室15中混合搅拌刮刀的作用下被不断搅拌后由中心向周边推出，最终，成品硫酸钾由排出通道送出，氯化氢气体由排气通道逸出，并进入后续的回收装置进行回收。整个生产过程中，计算机13通过随时采集燃烧室温度传感器9的温度信息和燃烧室压力传感器10的压力信息，对燃烧室温度控制阀2和燃烧室压力控制阀4不断进行开、关控制调节，并通过燃料流量传感器1和烟气排出压力传感器3进行气体流量及压力数据监控，保证自动调控过程能及时、有效进行。而反应生成的硫酸钾也在硫酸钾质量测量器11的测量下，其质量信息被随时传送到计算机13中，并在计算机13中与理论计算得出的理论硫酸钾质量进行比对，以确保反应过程在可控和有序条件下进行，进而保证了硫酸钾的成品质量；同时，氯化氢气体温度测量传感器16也随时对反应产生的氯化氢气体进行温度测量，以确定混合气体的燃烧效率，通过计算机13的相应调节，保证混合气体燃烧过程充分进行，从而进一步降低了能源消耗，保证了可持续生产过程。
Claims (5)
1.一种生产钾肥的自动控制系统，其特征在于，包括计算机，以及与计算机信号连通的燃料流量传感器、燃烧室温度控制阀、烟气排出压力传感器、燃烧室压力控制阀、硫酸流量传感器、硫酸流量控制阀、氯化钾质量测量器、氯化钾进料控制阀、燃烧室温度传感器和燃烧室压力传感器；所述燃料流量传感器和燃烧室温度控制阀分别连接在曼海姆炉燃烧室的燃料进气通道上；所述烟气排出压力传感器和燃烧室压力控制阀分别连接在曼海姆炉燃烧室的废气排出通道上；所述硫酸流量传感器和硫酸流量控制阀分别连接在曼海姆炉反应室的其中一个进料通道上；所述氯化钾质量测量器和氯化钾进料控制阀分别连接在曼海姆炉反应室的另外一个进料通道上；所述燃烧室温度传感器和燃烧室压力传感器分别对应连接在曼海姆炉的燃烧室上。
2.根据权利要求1所述的一种生产钾肥的自动控制系统，其特征在于，还包括硫酸钾质量测量器，硫酸钾质量测量器连接在曼海姆炉反应室的排出通道上，硫酸钾质量测量器与计算机信号连通。
3.根据权利要求2所述的一种生产钾肥的自动控制系统，其特征在于，所述硫酸钾质量测量器为一个电子量称。
4.根据权利要求1或2所述的一种生产钾肥的自动控制系统，其特征在于，还包括氯化氢气体温度测量传感器，所述氯化氢气体温度测量传感器连接在曼海姆炉反应室的排气通道上，氯化氢气体温度测量传感器与计算机信号连通。
5.根据权利要求1所述的一种生产钾肥的自动控制系统，其特征在于，所述氯化钾质量测量器为一个电子量称。
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