CN104990419A - 一种利用余热的消化系统及其温控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用余热的消化系统及其温控方法，该消化系统包括：热交换器，用于利用余热加热冷水；热水蓄水池，与热交换器的热水出口连接，用于储存热交换后的热水；消化槽，与热水蓄水池的出口连接，用以接收热水并消化石灰；第一温控电磁阀，连接在所述热交换器的冷水进口处；第一温度传感器，用于感测所述热水蓄水池热水进口处的温度信号；第一PID控制器，与第一温控电磁阀和第一温度传感器连接，接收第一温度传感器的温度信号，并根据温度信号来调节第一温控电磁阀的流量开度，以调节流入热交换器的冷水水量。该消化系统回收再利用尾气余热且通过智能调节保持热水蓄水池及消化温度的稳定性，以保证余热利用最大化及提高消化质量。
Description
技术领域
本发明涉及了一种利用余热的消化系统及其温控方法。
背景技术
目前，纳米碳酸钙生产过程中需要进行石灰消化，传统的石灰消化基本是采用自来水或生产用水进行消化，不仅消化时间长，且消化温度低造成石灰乳（氢氧化钙）颗粒粗大及活性差等不足之处。现有的石灰消化采用加热消化装置，达到生产的石灰乳颗粒细腻、含渣率低且活性好等特点，如中国专利申请CN103011627A公开了一种石灰消化装置，包括池式消化槽或转筒消化机，以及向其中通入蒸汽的蒸汽管，在蒸汽管一侧设有向蒸汽管中输送石灰的开口，其利用蒸汽预消化石灰，消化温度始终保持在100℃以上，石灰活性高、反应速度快，再进入池式消化槽或转筒消化机中完成最终消化，虽然消化后的石灰乳性能较好，但其用到蒸汽进行预消化，不仅无形中增加了生产成本，且不利于节能环保。
发明内容
为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种利用余热的消化系统及其温控方法，该消化系统对纳米碳酸钙生产过程中热风炉等产生的尾气余热进行回收再利用，且通过智能调节保持热水蓄水池及消化温度的稳定性，以保证余热利用最大化及消化高效率，不仅降低了生产成本且有利于节能环保，提高消化速度和彻底反应使得生成的石灰乳颗粒更为细腻、含渣率更低、分散性更好及活性更好；解决了现有技术尾气余量利用率不高及人为调节控制消化温度造成的温度不稳定及影响消化效率和质量。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种利用余热的消化系统，用于消化石灰，其包括：
热交换器，用于利用余热加热冷水；
热水蓄水池，与热交换器的热水出口连接，用于储存热交换后的热水；
消化槽，与热水蓄水池的出口连接，用以接收热水并消化石灰；
第一温控电磁阀，连接在所述热交换器的冷水进口处；
第一温度传感器，用于感测所述热水蓄水池热水进口处的温度信号；
第一PID控制器，与第一温控电磁阀和第一温度传感器连接，接收第一温度传感器的温度信号，并根据温度信号来调节第一温控电磁阀的流量开度，以调节流入热交换器的冷水水量。
进一步地，所述热交换器顶部设有热废气进口，所述热交换器底部设有换热后的热废气出口，所述热交换器侧面上部设有热水出口，所述热交换器侧面下部设有冷水进口，所述热交换器内设置有盘管，所述盘管两端分别连接热水出口和冷水进口。
进一步地，还包括引风机，其与所述热交换器的热废气进口连接。
进一步地，所述热水蓄水池通过增压水泵与消化槽连接。
进一步地，还包括：
第二温控电磁阀，连接在所述热水蓄水池出口处；
第二温度传感器，用于感测所述消化槽出口浆液的温度信号；
第二PID控制器，与第二温控电磁阀和第二温度传感器连接，接收第二温度传感器的温度信号，并根据温度信号来调节第二温控电磁阀的流量开度，以调节流入消化槽的热水水量。
进一步地，所述热水蓄水池为保温型热水蓄水池。
一种利用余热的消化系统的温控方法，包括以下步骤：（1）控制热水蓄水池温度不低于70℃；（2）控制消化槽出口浆液温度不低于90℃。
进一步地，所述步骤（1）具体包括：通过第一温度传感器感测热水蓄水池的温度信号，与第一设定值进行比较，通过第一PID 控制器运算输出控制量，控制第一温控电磁阀的流量开度大小，以调节流入热交换器的冷水水量，控制热水蓄水池温度不低于70℃。
进一步地，所述第一设定值为70~80℃。
进一步地，所述步骤（2）具体包括：通过第二温度传感器感测消化槽出口浆液的温度信号，与第二设定值进行比较，通过第二PID 控制器运算输出控制量，控制第二温控电磁阀的流量开度大小，以调节流入消化槽的热水水量，控制消化槽出口浆液温度不低于90℃。
本发明具有如下有益效果：该消化系统对纳米碳酸钙生产过程中热风炉等产生的尾气余热进行回收再利用，且通过智能调节保持热水蓄水池及消化温度的稳定性，以保证余热利用最大化及消化高效率，不仅降低了生产成本且有利于节能环保，提高消化速度和彻底反应使得生成的石灰乳颗粒更为细腻、含渣率更低、分散性更好及活性更好；该温控方法通过PID控制器根据温度传感器智能控制调节温控电磁阀的开度大小，以控制热水蓄水池温度高于70℃及消化槽出口浆液温度高于90℃，不仅有效利用余热以节约能源及成本，且保证消化温度的稳定性及提高消化质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
请参考图1，其显示了一种利用余热的消化系统，该消化系统用于消化石灰，应用在碳酸钙生产工艺技术领域，该消化系统包括热交换器1、热水蓄水池2、消化槽3、第一温控电磁阀11、第二温控电磁阀23、第一温度传感器21、第二温度传感器31、第一PID控制器22及第二PID控制器32；其中，
所述热交换器1与产生尾气余量的设备41连接，用于利用余热加热冷水进行冷热水交换；
所述热水蓄水池2与热交换器1的热水出口15连接，用于储存热交换后的热水；
所述消化槽3与热水蓄水池2的出口26连接，用以接收热水并消化石灰；
所述第一温控电磁阀11连接设置在所述热交换器1的冷水进口14处，用于调节流入热交换器1的冷水流量大小；
所述第一温度传感器21优选位于所述热水蓄水池2的热水进口25处，用于感测所述热水蓄水池2热水进口25处的温度信号；
所述第一PID控制器22与第一温控电磁阀11和第一温度传感器21连接，用于接收第一温度传感器21的温度信号，并根据温度信号来调节第一温控电磁阀11的流量开度，以调节流入热交换器1的冷水水量，保证热水蓄水池2的温度稳定且处于预设阈值内；
所述第二温控电磁阀23连接设置在所述热水蓄水池2出口26处，用于调节流入热交换器1的冷水流量大小；
所述第二温度传感器31优选设置在消化槽3浆液出口33处，用于感测所述消化槽3出口33浆液的温度信号；
所述第二PID控制器32与第二温控电磁阀23和第二温度传感器31连接，接收第二温度传感器31的温度信号，并根据温度信号来调节第二温控电磁阀23的流量开度，以调节流入消化槽3的热水水量，保证消化槽3出口33浆液的温度稳定且处于预设阈值内，实现更好的消化效果。
优选但不限定，所述热交换器1顶部设有热废气进口12，其与产生尾气余热的设备4连接；所述热交换器1底部设有换热后的热废气出口13，所述热交换器1侧面上部设有热水出口15，所述热交换器1侧面下部设有冷水进口14，所述热交换器1内设置有盘管16，所述盘管16两端分别连接热水出口15和冷水进口14。所述盘管16为S型盘管16。所述热交换器1的热水出口15和冷水进口14优选相反方向设置。
所述消化系统还包括引风机5和增压水泵24，所述引风机5串接在所述热交换器1的热废气进口12与产生尾气余热的设备4之间；所述热水蓄水池2优选通过增压水泵24与消化槽3连接。
所述热水蓄水池2优选为保温型热水蓄水池2。所述产生尾气余量的设备4可以是热风炉，还可以是锅炉等等。
一种利用余热的消化系统的温控方法，包括以下步骤：（1）控制热水蓄水池温度不低于70℃；（2）控制消化槽出口浆液温度不低于90℃。其中，
所述步骤（1）具体包括：通过第一温度传感器感测热水蓄水池的温度信号，与第一设定值进行比较，通过第一PID 控制器运算输出控制量，控制第一温控电磁阀的流量开度大小，以调节流入热交换器的冷水水量，控制热水蓄水池温度不低于70℃。所述第一设定值为70~80℃。
所述步骤（2）具体包括：通过第二温度传感器感测消化槽出口浆液的温度信号，与第二设定值进行比较，通过第二PID 控制器运算输出控制量，控制第二温控电磁阀的流量开度大小，以调节流入消化槽的热水水量，控制消化槽出口浆液温度不低于90℃。
具体实现时，通过引风机将尾气余热排出设备外并通过热废气进口进入热交换器，冷水进入热交换器进行热交换产生热水并流入热水蓄水池以储存，同时通过第一PID控制器根据第一温度传感器感测的温度信号进行运算以调节第一温控电磁阀的开度，以保证热水蓄水池的温度不低于70℃；进行石灰消化时，通过增压泵将热水蓄水池的热水注入消化槽内，同时通过第二PID控制器根据第二温度传感器感测的温度信号进行运算以调节第二温控电磁阀的开度，以保证消化槽出口浆液的温度不低于90℃，从而实现对石灰进行高温消化获得更好的消化效果，以细化石灰乳颗粒，使得浆液活性更好更细腻。
当热水蓄水池的温度高于70℃，则注入消化槽后消化反应尤为剧热，可使反应温度达到100℃以上，使浆液沸腾同时产生大量蒸汽，使消化反应速度更快，反应更彻底，反应生成物石灰乳Ca(OH)2颗粒更为细腻活性更好。而当热水蓄水池的温度低于70℃，则消化反应缓慢且不完全，在浆液中容易出现粗颗粒的CaO颗粒，且出浆率低，产品的质量下降。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用余热的消化系统，用于消化石灰，其特征在于，包括：
热交换器，用于利用余热加热冷水；
热水蓄水池，与热交换器的热水出口连接，用于储存热交换后的热水；
消化槽，与热水蓄水池的出口连接，用以接收热水并消化石灰；
第一温控电磁阀，连接在所述热交换器的冷水进口处；
第一温度传感器，用于感测所述热水蓄水池热水进口处的温度信号；
第一PID控制器，与第一温控电磁阀和第一温度传感器连接，接收第一温度传感器的温度信号，并根据温度信号来调节第一温控电磁阀的流量开度，以调节流入热交换器的冷水水量。
2.根据权利要求1所述的利用余热的消化系统，其特征在于，所述热交换器顶部设有热废气进口，所述热交换器底部设有换热后的热废气出口，所述热交换器侧面上部设有热水出口，所述热交换器侧面下部设有冷水进口，所述热交换器内设置有盘管，所述盘管两端分别连接热水出口和冷水进口。
3.根据权利要求1所述的利用余热的消化系统，其特征在于，还包括引风机，其与所述热交换器的热废气进口连接。
4.根据权利要求1所述的利用余热的消化系统，其特征在于，所述热水蓄水池通过增压水泵与消化槽连接。
5.根据权利要求1所述的利用余热的消化系统，其特征在于，还包括：
第二温控电磁阀，连接在所述热水蓄水池出口处；
第二温度传感器，用于感测所述消化槽出口浆液的温度信号；
第二PID控制器，与第二温控电磁阀和第二温度传感器连接，接收第二温度传感器的温度信号，并根据温度信号来调节第二温控电磁阀的流量开度，以调节流入消化槽的热水水量。
6.根据权利要求1所述的利用余热的消化系统，其特征在于，所述热水蓄水池为保温型热水蓄水池。
7.一种利用余热的消化系统的温控方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）控制热水蓄水池温度不低于70℃；（2）控制消化槽出口浆液温度不低于90℃。
8.根据权利要求7所述的利用余热的消化系统的温控方法，其特征在于，所述步骤（1）具体包括：通过第一温度传感器感测热水蓄水池的温度信号，与第一设定值进行比较，通过第一PID 控制器运算输出控制量，控制第一温控电磁阀的流量开度大小，以调节流入热交换器的冷水水量，控制热水蓄水池温度不低于70℃。
9.根据权利要求8所述的利用余热的消化系统的温控方法，其特征在于，所述第一设定值为70~80℃。
10.根据权利要求7所述的利用余热的消化系统的温控方法，其特征在于，所述步骤（2）具体包括：通过第二温度传感器感测消化槽出口浆液的温度信号，与第二设定值进行比较，通过第二PID 控制器运算输出控制量，控制第二温控电磁阀的流量开度大小，以调节流入消化槽的热水水量，控制消化槽出口浆液温度不低于90℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518100 Yongfeng Community, Xixiang Street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province, China A-J Charming Times Garden A1418 Patentee after: Guangdong Zhongyuan Jiufeng Material Technology Co.,Ltd. Patentee after: JianXi Nine Peak of Nanometer Calcium Ltd. Address before: 518101 1418, block a, building 1, charming times garden, intersection of Xixiang Avenue and Xinhu Road, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: SHENZHEN JIUFENG NEW MATERIAL Co.,Ltd. Patentee before: JIANGXI JIUFENG NANO CALCIUM CARBONATE CO.,LTD. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |