CN115974435A - 一种dcs自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泥生产技术领域，具体涉及一种DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统及方法，本申请提供的抑硫系统，包括水泥窑本体、DCS控制单元、分解单元、预热单元、原料输送单元、生料输送单元、粉剂输送单元和烟气检测单元；本申请通过设置生料输送单元和粉剂输送单元，以将粉剂配入生料后，再经原料输送单元输送至预热单元，从而在反应过程中，通过化学反应把S固化到水泥熟料晶格中去，使水泥窑系统SO2不产生或少产生，实现抑硫的目的；本申请提供的抑硫方法，其工艺流程简单，动态变化配入粉剂，在生产过程中，通过化学反应把S固化到水泥熟料晶格中去，抑制SO2的形成，防止其随烟气离开水泥窑生产线，从而从源头解决硫污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及水泥生产技术领域，特别是涉及一种DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统及方法。
背景技术
生产水泥熟料所用到的燃料与原料中通常含有单质硫及硫的化合物，这些硫及硫化物在水泥窑的加热与燃烧过程中会生成二氧化硫气体，二氧化硫气体排入大气中会对环境造成危害。目前水泥生产行业常用的脱硫技术有：工艺优化脱硫、湿法脱硫、半干法脱硫以及脱硫剂脱硫等。
但是，现有的脱硫系统，都是等生成硫的化合物后，在进行脱硫，导致脱硫难度增加，脱硫效率降低，无法在源头抑制硫化合物的生成。
因此，本申请旨在提出一种能够动态抑硫系统及方法，抑制SO2岀生产线，从而以更好地解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统及方法，其通过在生产过程中参入化学粉剂，通过化学反应把S固化到水泥熟料晶格中去，使窑SO2不产生或少产生，实现岀窑废气中SO2减少的目的。
本发明采用的技术方案是：
一种DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，包括水泥窑本体、DCS控制单元、分解单元、预热单元、原料输送单元、生料输送单元、粉剂输送单元和烟气检测单元；
所述分解单元分别与所述DCS控制单元、所述水泥窑本体和所述预热单元连接；
所述原料输送单元分别与所述DCS控制单元和所述预热单元连接，用于向所述预热单元供料；
所述生料输送单元分别与所述DCS控制单元和所述原料输送单元连接；
所述粉剂输送单元分别与所述DCS控制单元和所述原料输送单元连接；
所述烟气检测单元分别与所述DCS控制单元和所述预热单元连接，用于实时动态检测所述预热单元的烟气。
进一步地，所述预热单元设有一组五级悬浮预热器，一组所述五级悬浮预热器分别与所述分解单元连接。
进一步地，所述原料输送单元设有入窑提升机和空气斜槽；
所述入窑提升机的顶端与所述预热单元连接，所述入窑提升机的底端与所述空气斜槽连接；
所述空气斜槽还分别与所述生料输送单元和所述粉剂输送单元连接。
进一步地，所述粉剂输送单元设有粉剂罐、计量结构和单管输送机；
所述计量结构分别与所述DCS控制单元和所述粉剂罐连接，用于实时计量所述粉剂罐的粉剂输出量；
所述单管输送机分别与所述DCS控制单元和所述粉剂罐连接，用于将所述粉剂罐输出的粉剂输送至所述原料输送单元。
进一步地，所述单管输送机的输送转速不超过500转/分。
进一步地，
所述烟气检测单元设有烟气收集管路和烟气检测仪；
所述烟气收集管路与所述预热单元连接；
所述烟气检测仪设置于所述烟气收集管路，并与所述DCS控制单元连接，用于实时动态检测烟气。
进一步地，
所述分解单元设有分解炉；
所述生料输送单元设有生料库。
基于同一发明构思，本申请还提供一种使用上述DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统抑硫的方法，包括以下步骤：
S1、准备生料和粉剂，将生料储存于生料输送单元，将粉剂储存于粉剂输送单元；
S2、将生料和粉剂分别输送至原料输送单元，将粉剂配入生料后，形成混合料，并经原料输送单元将混合料输送至预热单元；
S3、将完成预热的混合料送入分解单元进行分解，形成分解料；
S4、将分解料送入水泥窑本体反应，形成水泥熟料；
S5、将预热单元预热过程、分解单元分解过程和水泥窑本体反应过程产生的烟气收集至烟气检测单元，进行动态烟气检测，并将检测结果反馈至DCS控制单元，由DCS控制单元分析并控制粉剂输送单元的粉剂输送量，以实现精准的粉剂添加，抑制硫及硫化合物的产生。
进一步地，所述粉剂由生石灰、熟石灰和烧碱组成，其中生石灰、熟石灰和烧碱的百分含量分别为3～15％、80～85％、2～5％。
进一步地，其中，步骤S2中，预热过程采用多级悬浮预热。
本发明的有益效果如下：
1、本申请提供的抑硫系统，包括水泥窑本体、DCS控制单元、分解单元、预热单元、原料输送单元、生料输送单元、粉剂输送单元和烟气检测单元；所述粉剂输送单元分别与所述DCS控制单元和所述原料输送单元连接；所述烟气检测单元分别与所述DCS控制单元和所述预热单元连接，用于实时动态检测所述预热单元的烟气，本申请通过设置生料输送单元和粉剂输送单元，以将粉剂配入生料后，再经原料输送单元输送至预热单元，从而在反应过程中，通过化学反应把S固化到水泥熟料晶格中去，使水泥窑SO2不产生或少产生，实现岀窑废气中SO2减少的目的，而反应过程中的烟气，通过烟气检测单元动态检测，并经DCS控制单元动态控制配入生料的粉剂量，从而确保整个生产过程的抑硫效果；
2、本申请提供的抑硫方法，通过准备生料和粉剂，将生料和粉剂分别输送至原料输送单元，动态变化将粉剂配入生料，形成混合料，之后将混合料输送至预热单元，完成预热后进行分解，形成分解料，之后将分解料送入水泥窑本体反应，形成水泥熟料，而整个生产过程中产生的烟气收集至烟气检测单元，进行动态烟气检测，并将检测结果反馈至DCS控制单元，由DCS控制单元分析并控制配入生料的粉剂量，以实现精准的粉剂添加，有效抑制硫及硫化合物的产生，其工艺流程简单，制备容易，通过动态变化配入粉剂，在生产过程中，通过化学反应把S固化到水泥熟料晶格中去，使水泥窑SO2不产生或少产生，以抑制SO2的生成，防止其随烟气离开水泥窑生产线，从而从源头解决硫污染问题。
附图说明
图1为本申请一些实施例中的抑硫系统的结构示意图；
图2为本申请一些实施例中的抑硫流程框图；
附图标记说明：水泥窑本体1、分解单元2、预热单元3、五级悬浮预热器31、原料输送单元4、入窑提升机41、空气斜槽42、生料输送单元5、粉剂输送单元6、粉剂罐61、计量结构62、单管输送机63、烟气检测单元7、烟气收集管路71、烟气检测仪72。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将通过实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但本发明可以以多种不同形式来实现，并不只限于本文所描述的实施例。凡是对本发明技术方案进行修改或同等替换，而没有创造性的成果所得到的的其他实施方案，均在本发明的保护范围之中。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
本发明实施例中揭露的数值是近似值，并非确定值。在误差或实验条件允许的情况下，可以包括在误差范围内的所有值而不限于本发明实施例中公开的具体数值。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
如图1所示，本实施例提供的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，包括水泥窑本体1、DCS控制单元、分解单元2、预热单元3、原料输送单元4、生料输送单元5、粉剂输送单元6和烟气检测单元7；
所述分解单元2分别与所述DCS控制单元、所述水泥窑本体1和所述预热单元3连接；
所述原料输送单元4分别与所述DCS控制单元和所述预热单元3连接，用于向所述预热单元3供料；
所述生料输送单元5分别与所述DCS控制单元和所述原料输送单元4连接；
所述粉剂输送单元6分别与所述DCS控制单元和所述原料输送单元4连接；
所述烟气检测单元7分别与所述DCS控制单元和所述预热单元3连接，用于实时动态检测所述预热单元3的烟气。
本实施例结构简单，设计合理，使用时，通过生料输送单元5和粉剂输送单元6，可以将粉剂配入生料，再通过原料输送单元4输送至预热单元3，从而在反应过程中，通过化学反应把S固化到水泥熟料晶格中去，使水泥窑SO2不产生或少产生，实现岀窑废气中SO2减少的目的，而反应过程中的烟气，通过烟气检测单元7动态检测，并经DCS控制单元动态控制配入生料的粉剂量，从而实现从源头抑制硫及硫化合物的产生，确保整个生产过程的抑硫效果。
在上述实施例的基础上，本实施例中，所述预热单元3设有一组五级悬浮预热器31，一组所述五级悬浮预热器31分别与所述分解单元2连接。
本实施例中，通过设置两组五级悬浮预热器31，可在悬浮状态下进行热交换，使混合料得到迅速加热升温，在预热过程中，充分利用水泥窑本体1和分解单元2排出的炽热气流中所具有的热来加热混合料，使混合料进行预热及部分碳酸盐分解，然后进入分解炉或回转窑内继续加热分解，完成生料烧成生产。
具体地，本实施例中，所述原料输送单元4设有入窑提升机41和空气斜槽42；
所述入窑提升机41的顶端与所述预热单元3连接，所述入窑提升机41的底端与所述空气斜槽42连接；
所述空气斜槽42还分别与所述生料输送单元5和所述粉剂输送单元6连接。
本实施例中，具体示出是通过空气斜槽42和入窑提升机41配合，进行送料，其结构简单，送料方便，由于本实施例中是采用两组五级悬浮预热器31进行预热，因此，需要将两组五级悬浮预热器31设置于分解单元2和水泥窑本体1顶端，因此，采用入窑提升机41，便于配合两组五级悬浮预热器31，进行送料。
一些实施例中，所述粉剂输送单元6设有粉剂罐61、计量结构62和单管输送机63；
所述计量结构62分别与所述DCS控制单元和所述粉剂罐61连接，用于实时计量所述粉剂罐61的粉剂输出量；
所述单管输送机63分别与所述DCS控制单元和所述粉剂罐61连接，用于将所述粉剂罐61输出的粉剂输送至所述原料输送单元4。
具体地，所述单管输送机63的输送转速不超过500转/分。
本实施例中，通过设置计量结构62和单管输送机63，可以灵活精准的进行送料，其中的DCS控制单元基于烟气检测单元7反馈的检测数据，根据硫化合物是否生成或生成数量，精准调控粉剂的配入量，实现精准的动态抑硫。
一些实施例中，所述烟气检测单元7设有烟气收集管路71和烟气检测仪72；
所述烟气收集管路71与所述预热单元3连接；
所述烟气检测仪72设置于所述烟气收集管路71，并与所述DCS控制单元连接，用于实时动态检测烟气。
本实施例中，具体地，可以将烟气收集管路71与两组五级悬浮预热器31的顶端连接，由于五级悬浮预热器31是与分解单元2和水泥窑本体1连通的，且五级悬浮预热器31本身就是利用水泥窑本体1和分解单元2排出的炽热气流中所具有的热来加热混合料，因此，从两组五级悬浮预热器31的顶端收集烟气，即可实现实时动态烟气成分数据，本实施例结构简单，便于烟气的收集和准确检测。
一些实施例中，
所述分解单元2设有分解炉；
所述生料输送单元5设有生料库。
本实施例中具体示出是通过分解炉进行预热料的分解，是通过生料库进行生料的放置于输送，其结构简单，实用性强。
下面为本申请提供的抑硫方法的具体实施例：
参见图2所示，本实施例所述的采用上述DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统抑硫的方法，包括以下步骤：
S1、准备生料和粉剂，将生料储存于生料库，将粉剂储存于粉剂罐61，其中，生料为常规生料，粉剂由生石灰、熟石灰和烧碱组成，其中生石灰的百分含量为大致为15％，熟石灰的含量为80％左右，烧碱的含量不超过5％；
S2、将生料输送至空气斜槽42，同时通过单管输送机63将粉剂输送至空气斜槽42，控制单管输送机63的转速不超过500转/分，进入空气斜槽42的粉剂配入生料，形成混合料，通过入窑提升架将混料输送至两组五级悬浮预热器31顶端，其中五级悬浮器从上至下的压力范围为-3.9kpa—-4.0kpa、-3.2kpa—-3.3kpa、-2.7kpa—-2.8kpa、-2.1kpa—-2.0kpa、-1.5kpa—-1.7kpa；
S3、将完成预热的混合料送入分解单元2，于900-950℃，-1000Pa条件下进行分解，形成分解料；
S4、将分解料送入水泥窑本体1反应，形成水泥熟料；
S5、将预热单元3预热过程、分解单元2分解过程和水泥窑本体1反应过程产生的烟气收集至烟气检测单元7，进行动态烟气检测，并将检测结果反馈至DCS控制单元，由DCS控制单元分析并控制粉剂输送单元6的粉剂输送量，以实现精准的粉剂配入量控制，抑制硫及硫化合物的产生。
此处需要说明的是，本实施例中未提供的工艺参数，均为本领域的常规设置，此处不作赘述，本领域技术人员依照实际生产需求，进行常规设置即可。
本实施例中，整个生产过程中产生的烟气收集至烟气检测单元7，进行动态烟气检测，并将检测结果反馈至DCS控制单元，由DCS控制单元分析并动态控制粉剂配入量，以实现精准的粉剂添加，抑制硫及硫化合物的产生，具体地，此处的生料配入量为生料质量的1％以内，其工艺流程简单，制备容易，通过粉剂的配入，在生产过程中，通过化学反应把S固化到水泥熟料晶格中去，使水泥窑SO2不产生或少产生，以抑制SO2的生成，防止其随烟气离开水泥窑生产线，从而从源头解决硫污染问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，其特征在于，包括水泥窑本体、DCS控制单元、分解单元、预热单元、原料输送单元、生料输送单元、粉剂输送单元和烟气检测单元；
所述分解单元分别与所述DCS控制单元、所述水泥窑本体和所述预热单元连接；
所述原料输送单元分别与所述DCS控制单元和所述预热单元连接，用于向所述预热单元供料；
所述生料输送单元分别与所述DCS控制单元和所述原料输送单元连接；
所述粉剂输送单元分别与所述DCS控制单元和所述原料输送单元连接；
所述烟气检测单元分别与所述DCS控制单元和所述预热单元连接，用于实时动态检测所述预热单元的烟气。
2.根据权利要求1所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，其特征在于，所述预热单元设有一组五级悬浮预热器，一组所述五级悬浮预热器分别与所述分解单元连接。
3.根据权利要求1所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，其特征在于，所述原料输送单元设有入窑提升机和空气斜槽；
所述入窑提升机的顶端与所述预热单元连接，所述入窑提升机的底端与所述空气斜槽连接；
所述空气斜槽还分别与所述生料输送单元和所述粉剂输送单元连接。
4.根据权利要求1所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，其特征在于，所述粉剂输送单元设有粉剂罐、计量结构和单管输送机；
所述计量结构分别与所述DCS控制单元和所述粉剂罐连接，用于实时计量所述粉剂罐的粉剂输出量；
所述单管输送机分别与所述DCS控制单元和所述粉剂罐连接，用于将所述粉剂罐输出的粉剂输送至所述原料输送单元。
5.根据权利要求4所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，其特征在于，所述单管输送机的输送转速不超过500转/分。
6.根据权利要求1所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，其特征在于，
所述烟气检测单元设有烟气收集管路和烟气检测仪；
所述烟气收集管路与所述预热单元连接；
所述烟气检测仪设置于所述烟气收集管路，并与所述DCS控制单元连接，用于实时动态检测烟气。
7.根据权利要求1所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统，其特征在于，
所述分解单元设有分解炉；
所述生料输送单元设有生料库。
8.使用权利要求1-7任一项所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫系统抑硫的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备生料和粉剂，将生料储存于生料输送单元，将粉剂储存于粉剂输送单元；
S2、将生料和粉剂分别输送至原料输送单元，将粉剂配入生料后，形成混合料，并经原料输送单元将混合料输送至预热单元；
S3、将完成预热的混合料送入分解单元进行分解，形成分解料；
S4、将分解料送入水泥窑本体反应，形成水泥熟料；
S5、将预热单元预热过程、分解单元分解过程和水泥窑本体反应过程产生的烟气收集至烟气检测单元，进行动态烟气检测，并将检测结果反馈至DCS控制单元，由DCS控制单元分析并控制粉剂输送单元的粉剂输送量，以实现精准的粉剂添加，抑制硫及硫化合物的产生。
9.根据权利要求8所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫的方法，其特征在于，所述粉剂由生石灰、熟石灰和烧碱组成，其中生石灰、熟石灰和烧碱的百分含量分别为3～15％、80～85％、2～5％。
10.根据权利要求8所述的DCS自动控制新型干法水泥窑动态抑硫的方法，其特征在于，其中，步骤S2中，预热过程采用多级悬浮预热。
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2023
- 2023-01-10 CN CN202310034133.XA patent/CN115974435A/zh active Pending
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