CN106466581A - 一种高温粉体物料自动加料装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温粉体物料自动加料装置。所述装置包括由上至下相连的料仓和加料系统；还包括温控系统、稳压系统、重量传感器和自动控制系统。本发明提供的装置实现对气固两相流体进行准确计量，可以实现连续或间断加料，稳流量或变流量加料，且粉体输送顺畅、不易堵，自动化程度高。本发明进一步保护所述装置在工业化生产中的应用。

Description

一种高温粉体物料自动加料装置及其应用

技术领域

本发明涉及加料工艺，具体涉及一种高温粉体物料自动加料装置及其应用。

背景技术

在现有的加料工艺中，一般采用流量计直接测量方式，气流输送情况下测量不准。专利文献CN103754658A公开了一种粉体连续加料装置及实时控制方法；所述粉体连续加料装置的料斗安装在位于支架的秤的秤台上；在加料时：通过称量初始加料量、称量加料装置与混合锅连接前后的重量控制加料量；通过调节下料阀开度和振动器的开关，实现加料过程速度控制。

然而，现有的加料工艺对于气固两相流体计量不准确，且不能实现自动化。

发明内容

本发明的第一目的是克服现有技术的缺陷，提供一种高温粉体物料自动加料装置。

本发明所述粉体物料主要是指粉末状固态物料。所述物料的粒径优选为80～300目。所述粉体的温度为300～400℃，优选为345～355℃。

本发明所述装置包括由上至下相连的料仓和加料系统。

所述料仓的顶端为进料口，本发明简称为入口，底端为出料口，本发明简称为出口。

所述加料系统包括加料器，所述加料器入口与料仓出口直接相连。所述加料器优选为星型加料器。

在实际生产过程中，粉体物料从料仓的顶端入口进入料仓，经料仓出口下行至加料器，在加料器的控制下以特定的物料流速进入下游的生产工序中，从而实现工业化生产中对粉体物料加料过程的控制。

本发明所述装置还包括温控系统、稳压系统、重量传感器和自动控制系统。

所述温控系统与料仓连接。所述温控系统控制料仓内温度为300～400℃，优选为345～355℃。温控系统包括分别与料仓直接相连的加热器和温度变送器；所述加热器和温度变送器还分别与自动控制系统相连。所述加热器优选为电加热器，用所述电加热器代替了传统的热媒间接加热，使料仓内保持稳定的高温，解决了与料仓连接的大口径管道的柔性问题。同时，为了确保计量的准确性，所述加热器与料仓之间优选采用小口径管道的软连接。所述温度变送器可以对料仓内温度实时监控，并在将温度信号传送至自动控制系统，当料仓内温度过低或过高时，自动控制系统发出信号，对加热器进行调节，以确保料仓内为恒温。

所述稳压系统包括与料仓入口相连的进料端稳压单元和与加料器出口相连的出料端稳压单元。每个稳压单元均包括压力传感器和设有调节阀的工作气管道。

具体而言，所述进料端稳压单元中，压力传感器的一端与料仓入口相连，另一端与自动控制系统相连，工作气管道向料仓入口输送工作气，调节所述工作气管道中气体流量的调节阀与自动控制系统相连。所述出料端稳压单元中，压力传感器的一端与加料器出口相连，另一端与自动控制系统相连，工作气管道向加料器出口输送工作气，调节所述工作气管道中气体流量的调节阀与自动控制系统相连。

所述压力传感器对压力进行实时监控，并将信号传送至自动控制系统。所述工作气为压缩空气或惰性气体，优选为氮气。设置在工作气道上的调节阀与自动控制系统相连，自动控制系统接收到压力传感器传输的压力信号并对信号进行处理后，向调节阀发出信号对调节阀进行调节，从而控制工作气的流量，实现对料仓入口处压力和加料器出口处压力的调节。所述稳压系统通过以上单元和组件可以确保料仓内气相部分压力的稳定，并使料仓入口与加料器出口的压力形成一定的压力梯度，保证物料输送顺畅。

所述重量传感器的一端与料仓连接，另一端与自动控制系统相连。重量传感器可以对料仓内物料的重量进行实时、准确称量，并将称量所得的重量信号实时传输给自动控制系统。所述重量传感器优选为电子秤。

所述加料系统还包括变频器，所述变频器的一端与自动控制系统相连，另一端与加料器相连，变频器接受来自自动控制系统的信号，改变频率，从而改变加料器的转速。加料器的转速改变后，物料的输出流量随之改变。

所述自动控制系统与温控系统、稳压系统、重量传感器和加料系统分别相连，接收由温控系统、稳压系统、重量传感器和加料系统输送而来的实时信号。所述自动控制系统可预先对温度、压力、物料流量等的数值进行设置，当接收到不同系统传输而来的信号后，自动控制系统对该信号进行处理计算实际值，并与预先设置的设定值进行比较，若实际值偏离设定值，则自动控制系统将调节信号向外传输，实现对各系统的监控以及自动调节，使实际值趋向预设值。

具体而言，当重量传感器将实时重量值传输至自动控制系统后，自动控制系统根据前后两个时间的重量值之差计算出物料流量实际值，并与预先设置的设定值进行比较，若实际值偏离设定值，则自动控制系统将信号传输给变频器，通过变频器自动调节加料器的转速，使输出流量实际值与设定值相符，从而达到自动准确加料的目的。所述物料重量值与物料流量值之间的换算关系为：流量＝重量/时间。重量传感器监测的时间间隔为0.5～2s。由于实际生产中，实际流量与预设值会存在偏差，自动控制系统可以以历史曲线的形式将实际流量与预设值的关系反映出来，从而为实际生产中物料输入提供参考和依据。

在实际生产中，自动控制系统可根据物料流量的设定值与实际值对料仓入口处和加料器出口处的压力进行调节，使固气两相协调，从而实现工业生产的稳定进料。

本发明所述各组件通过管路系统连接。所述管路系统包括管道、管件和软连接。管路系统将各组件彼此连接，在所有与料仓、加料器相连的固体、气体输送管道在与对应的料仓、加料器连接处均设置软连接，具体包括在与料仓入口相连的进料管、工作气管、与加料器出口相连的出料管、工作气管上设置软连接。

本发明同时保护所述高温粉体物料自动加料装置的应用。

本发明提供的高温粉体物料自动加料装置可用于各种高温固体粉状物料的加料，从而应用以所述高温固体粉状物料为原料进行的工业化生产。作为一种具体的应用方案，该装置可应用于苯基氯硅烷单体工业化合成，进一步优选应用于产量为300吨/年的苯基氯硅烷单体工业化合成。

本发明进一步保护采用所述高温粉体物料自动加料装置进行苯基氯硅烷单体工业化合成的方法。

具体的，所述方法包括以下步骤：将包括重量比5～7：3～5的硅粉和铜粉的混合物料输入料仓，重量传感器以0.5～2s为间隔测试物料重量实际值，在自动控制系统的调节下调整加料器转速，使物料流量为50～60kg/h，从加料器出口输出物料，所述物料继续用于苯基氯硅烷单体的工业化合成。

在所述连续步骤中，温控系统在自动控制系统的调节下将料仓内温度控制在345～355℃。稳压系统以氮气为工作气，在自动控制系统的调节下，将料仓入口压力控制在0.05～0.15MpaG，同时将加料器出口压力控制在0.02～0.12MpaG，所述料仓入口压力应大于加料器出口压力。优选地，所述稳压系统以氮气为工作气，在自动控制系统的调节下，将料仓进口端压力控制在0.09～0.11MpaG，同时将料仓出口端压力控制在0.06～0.08MpaG。

本发明提供的方案与现有技术相比，可以取得以下显著效果：本发明采用电子秤连续称重计量，加料流量直观；实现对气固两相流体进行准确计量；该方法可通过编程实现程序加料，可实现连续、间断、稳流量、变流量加料，自动化程度高；采用气流辅助输送，有效克服系统压力，同时确保了粉体输送顺畅，不易堵；采用电加热代替热媒间接加热，避免了大口径连接管道对称重准确度的影响。本发明所述装置已经成功应用于苯基氯硅烷单体工业性试验装置，相应的方法可以满足年产量300吨的需要。

附图说明

图1为实施例1～3所述高温粉体自动加料装置的示意图；其中，1、料仓，2、加料器，3、变频器，4、温度变送器，5、加热器，6、压力传感器，7、调节阀，8、工作气道，9、压力传感器，10、调节阀，11、工作气道，12、重量传感器，13、自动控制系统；a、b、c、d均为软连接。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种高温粉体自动加料装置(部分如图1所示)，包括由上至下相连的料仓1和加料系统；所述加料系统包括加料器2，所述加料器2入口与料仓1出口直接相连；

所述装置还包括温控系统、稳压系统、重量传感器12和自动控制系统13；

所述温控系统包括分别与料仓1相连的加热器5和温度变送器4；所述加热器5和温度变送器4还分别与自动控制系统13相连；

所述稳压系统包括与料仓1入口相连的进料端稳压单元和与加料器2出口相连的出料端稳压单元；所述进料端稳压单元中，压力传感器6的一端与料仓1入口相连，另一端与自动控制系统13相连，工作气道8向料仓1入口输送工作气，调节工作气道8中气体流量的调节阀7与自动控制系统13相连；所述出料端稳压单元中，压力传感器9的一端与加料器2出口相连，另一端与自动控制系统13相连，工作气道11向加料器2出口输送工作气，调节工作气道11中气体流量的调节阀10与自动控制系统13相连；

所述重量传感器12的一端与料仓1相连，另一端与自动控制系统13相连；

所述加料系统还包括变频器3，所述变频器3的一端与加料器2相连，另一端与自动控制系统13相连。

实施例2

一种高温粉体自动加料装置(如图1所示)，与实施例1相比区别仅在于：所述工作气道8和11中均通入氮气，与料仓1入口连接的进料管设置软连接a，与加料器2出口连接的出料管设置软连接d，进料端稳压单元的工作气道8在与料仓1入口连接处设置软连接b，出料端稳压单元的工作气道11在与加料器2出口连接处设置软连接c。

实施例3

一种高温粉体自动加料装置(如图1所示)，与实施例2相比区别仅在于：所述温控系统对料仓内温度进行实时监控，所述稳压系统对料仓入口和加料器出口的压力进行实时监控，所述重量传感器对料仓内物料重量进行实时监控，各组件将监控信号实时传输至自动控制系统；

同时，所述自动控制系统对温度、压力、物料流量设置预设值，接收到温度、压力、物料重量监控信号后，对所述信号进行处理并计算实际值，将实际值与预设值进行比较，若实际值偏离预设值，则自动控制系统向外传输调节信号，对温度、工作气流量、物料流量进行调节，使实际值趋向预设值。

实施例4

将实施例3所述装置应用于300t/a苯基氯硅烷单体工业化合成的生产；所述生产所用原料为温度300～400℃、粒径80～300目的粉末状固体。

实施例5

采用实施例3所述装置进行苯基氯硅烷单体工业化合成，包括以下步骤：

将由60％硅粉和40％铜粉组成的混合物料输入料仓，所述混合物料的粒径为100～150目；重量传感器以1s为间隔测试物料重量实际值，在自动控制系统的调节下调整加料器转速，使物料流量为54kg/h，从加料器出口输出物料，所述物料继续用于苯基氯硅烷单体的工业化合成；

在所述连续步骤中，温控系统在自动控制系统的调节下将料仓内温度控制在350℃左右；稳压系统以氮气为工作气，在自动控制系统的调节下，将料仓入口处压力控制在0.1MpaG左右，同时将加料器出口处压力控制在0.07MpaG左右。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种高温粉体物料自动加料装置，其特征在于，包括由上至下相连的料仓和加料系统；所述加料系统包括加料器，所述加料器入口与料仓出口直接相连；

所述装置还包括温控系统、稳压系统、重量传感器和自动控制系统；

所述温控系统包括分别与料仓相连的加热器和温度变送器；所述加热器和温度变送器还分别与自动控制系统相连；

所述稳压系统包括与料仓入口相连的进料端稳压单元和与加料器出口相连的出料端稳压单元；所述进料端稳压单元和出料端稳压单元还分别与自动控制系统相连；

所述重量传感器的一端与料仓相连，另一端与自动控制系统相连；

所述加料系统还包括变频器，所述变频器的一端与加料器相连，另一端与自动控制系统相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进料端稳压单元和出料端稳压单元均包括压力传感器和设有调节阀的工作气管道；

所述进料端稳压单元中，压力传感器的一端与料仓入口相连，另一端与自动控制系统相连；所述工作气管道向料仓入口输送工作气，调节所述工作气管道中气体流量的调节阀与自动控制系统相连；

所述出料端稳压单元中，压力传感器的一端与加料器出口相连，另一端与自动控制系统相连；所述工作气管道向加料器出口输送工作气，调节所述工作气管道中气体流量的调节阀与自动控制系统相连。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述工作气为压缩空气或惰性气体，优选为氮气。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温控系统、稳压系统和重量传感器分别对温度、压力和物料重量进行实时监控，并将监控信号实时传输至自动控制系统。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述自动控制系统对温度、压力、物料流量设置预设值，接收到温度、压力、物料重量监控信号后，对所述信号进行处理并计算实际值，将实际值与预设值进行比较，若实际值偏离预设值，则自动控制系统向外传输调节信号，对温度、工作气流量、物料流量进行调节。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的装置，其特征在于，与料仓和加料器相连的固体或/和气体输送管道设置软连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高温粉体为温度300～400℃、粒径80～300目的粉末状固体。

8.权利要求1～7任意一项所述高温粉体物料自动加料装置在工业生产中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述装置应用于苯基氯硅烷单体工业化合成。

10.一种苯基氯硅烷单体工业化合成方法，其特征在于，采用权利要求1～7任意一项所述的装置，包括以下连续步骤：将包括重量比5～7：3～5的硅粉和铜粉的混合物料输入料仓，重量传感器以0.5～2s为间隔测试物料重量实际值，在自动控制系统的调节下调整加料器转速，使物料流量为50～60kg/h，从加料器出口输出物料，所述物料用于苯基氯硅烷单体的工业化合成；

在所述连续步骤中，温控系统在自动控制系统的调节下将料仓内温度控制在345～355℃；稳压系统以氮气为工作气，在自动控制系统的调节下，将料仓入口压力控制在0.05～0.15MpaG，同时将加料器出口压力控制在0.02～0.12MpaG。