CN1559893A - 活性炭加工制备过程自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及活性炭加工领域，特别是涉及活性炭加工制备过程自动控制系统。其特征在于控制系统计算机根据由检测元件采集的炭化炉温度、活化炉温度、活化炉蒸汽流量工艺参数信号，并按照一定的程序，驱动炭化炉供风系统风量调节阀门、活化炉电动调节阀、活化炉电动蒸汽阀、活化炉排料阀门、活化炉空气和烟道闸阀作相应动作来实现炭化炉温度、活化炉温度、活化炉蒸汽流量、活化时间、加热和冷却两个半炉相互转换的自动控制。本发明避免了人工控制的随意性，用科学的、程序化的控制替代了人工的、凭经验的控制方法，有效地控制了生产过程中的炭化和活化条件，减少烧失率，提高了产品的得率和劳动效率，本发明设计合理，运行可靠，适合推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭加工领域，特别是涉及活性炭加工制备过程自动控制系统。
背景技术
活性炭作为一种优良的多孔吸附剂和催化剂载体，用途极为广泛，自从问世一百年来，其应用领域日益扩展，产品广泛应用于化工、冶金、石化、医药、食品、轻工、兵工等领域。我国生产制造活性炭虽然只有30余年历史，但已成为国民经济的主要组成部分，目前国内企业活性炭炭化、活化生产过程控制的方法是采用人工手动控制和简单仪表控制，大部分工厂只能凭经验控制，造成产品质量不稳定，产品得率低，劳动强度大，影响企业的经济效益。
发明内容
本发明的目的是为克服上述缺点而提供一种能够实现炭化温度，活化温度、蒸汽流量、活化时间、加热和冷却两个半炉相互转换进行自动化控制的活性炭加工制备过程自动控制系统
为实现本发明的目的所采用的技术方案如下：
一种活性炭加工制备过程自动控制系统，其特征在于控制系统计算机根据由检测元件采集的炭化炉温度、活化炉温度、活化炉蒸汽流量工艺参数信号，并按照一定的控制程序，驱动炭化炉供风系统风量调节阀门、活化炉电动调节阀、活化炉电动蒸汽阀、活化炉排料阀门、活化炉空气和烟道闸阀作相应动作来实现炭化炉温度、活化炉温度、活化炉蒸汽流量、活化时间、加热和冷却两个半炉相互转换的自动控制。
上述炭化炉温度控制，是当炭化炉某点的温度低于或高于控制温度时，控制系统计算机得到热电偶经变送器送来的温度信号后，自动开启或关闭供风系统中的风量调节阀门，对炭化炉燃烧室增加供氧量，用调节燃烧室的温度来实现对炭化炉温度的控制。
上述活化炉温度控制，是控制系统计算机根据活化炉内的热电偶经变送器送来的温度信号，向安装于检测点的电动调节阀给出开启或关闭电动调节阀开启度大小的信号，用调节各检测点的供氧量实现调节温度。
上述蒸汽流量控制，是指在活化炉的蒸汽进口安装有流量计，控制系统计算机根据流量计送来的蒸汽流量信号，控制电动蒸汽阀门的开启或关闭来调节进入活化炉的蒸汽流量。
上述活化时间控制，是指控制系统计算机根据活化炉内各料道的具体指标，驱动气动活塞气缸排料机构的开启或关闭，来控制活性炭在活化炉内的停留时间。
上述加热和冷却两个半炉的自动转换，是指通过控制系统计算机将控制信号传输给电动机的电闸阀，通过打开或关闭蒸汽、空气和烟道闸阀，完成加热和冷却两个半炉的定时切换。
上述控制系统计算机按照一定的程序对生产过程进行监控，对出现的问题能及时诊断并自动报警。
本发明利用检测元件采集生产过程中温度、流量等重要的工艺参数信号并传送给计算机，计算机按照一定的控制程序，驱动电动阀门、气动阀门等执行机构实现各生产环节的自动控制，本发明的优点在于避免了人工控制的随意性，用科学的、程序化的控制替代了人工的、凭经验的控制方法，有效地控制了活性炭生产过程中的炭化和活化条件，减少了烧失率，提高了产品的得率，产品指标的波动率由原来的±3％，提高到±1.6％，产品的活化得率增加5.8％，劳动效率提高17.2％，本发明设计合理，运行可靠，适合推广应用。
附图说明
图1为本发明控制流程图；
图2为本发明炭化炉示意图；
图3为本发明活化炉示意图。
具体实施方式
对本发明作进一步的说明：
在公知技术中，计算机为自动化控制的最主要组成部分，其包括CPU、存储器及多个输入/输出口，存储器存储指令及数据，指令为用户编制的指导CPU动作编码的部分，数据是由CPU处理过的信息编码部分，存储在存储器中的一组逻辑关系的指令被称为程序。因此CPU从存储器以逻辑顺序“读”每个指令，并用它起动处理操作。在实际工作中，CPU能迅速存取任何存储在存储器中的数据，但是经常需要处理的数据是事先所不知道的或者是由所存在的信息中不能得到的。这一问题是由配置具有一个或多个输入/输出口的计算机解决，然后CPU编址这些端口，并将来自与其耦合的外部设备的数据输入或将数据输入到该外部设备。例如，可输出数据到由人工操作的显示器上或到存储设备或者该输出可以构成程控信号指导其它执行机构运行。
针对以上所述，本发明就是由配置具有多个输入/输出口的控制系统计算机，根据温度、流量检测元件得到的数据，结合用户预先编制并保存在存储器中的程序(其流程如图1所示)，控制炭化炉供风系统风量调节阀门、活化炉电动调节阀、活化炉电动蒸汽阀作相应动作来实现炭化炉温度、活化炉温度、活化炉蒸汽流量自动控制。控制系统计算机还可根据用户编制的程序，定时控制活化炉排料阀门、活化炉空气和烟道闸阀，实现活化时间、加热和冷却两个半炉相互转换的自动控制。
本发明具体实施如下：
如图2所示，回转炭化炉依据炭化工艺的要求，应控制炉头1燃烧室内的氧气含量小于7％，保证炉头1炭化温度800±50℃，炉中2温度500±50℃，炉尾3温度200～280℃。在炭化炉的炉头1、炉中2、炉尾3部位分别安装有温度测量范围200-1000℃，K分度号的三个热电偶4、5、6做为温度信号检测元件，每一个热电偶配一个温度变送器，将热电偶的微小信号转换成便于运输、抗干扰能力强的4-20mA大电流信号送入控制系统计算机，当炭化炉某点的温度低于或高于控制温度时，控制系统计算机根据变送器输入的温度信号，自动开启或关闭供风系统中的风量调节阀门，对炭化炉燃烧室增加或减少供氧量，用调节燃烧室的温度来实现对炭化炉温度的控制。
如图3所示，斯列普活化炉分为左半炉7和右半炉8，在活化炉左右两个半炉7、8内共设有12个配风点，对应炉内的每个配风点9都安装有500～1300℃，K分度号的热电偶10采集温度信号，每个热电偶10配一个温度变送器，将电流信号输入控制系统计算机，控制系统计算机对各配风点采集的温度输出信号进行计算后，按照一定的控制程序，向安装于各配风点的电动调节阀给出开启或关闭电动调节阀开启度大小的信号，通过调节配风点的供氧量调节各配风点的温度，来实现对活化炉温度的控制。
在活化炉的蒸汽进口安装有孔板流量计，水蒸汽经孔板流量计进入蓄热室，控制系统计算机根据孔板流量计送来的蒸汽流量信号，控制电动蒸汽阀门的开启或关闭来调节进入活化炉蓄热室的蒸汽流量，控制蒸汽流量为1000±50Kg/h。
控制活化的时间是通过控制活性炭在活化炉内的停留时间，通过定时定量出料来实现的，因活性炭的制造是一个缓慢活化的过程，全程约在72小时左右，且各料道的指标差异性较大，因此，可以依据由用户输入的各料道的具体指标而控制系统计算机分别排出不同的排料时间，单独进行排料。各料道的排料时间采用倒计时，当距设计的排料时间3分钟时，控制系统计算机自动闭合中间继电器启动空气压缩机，以产生足够的气压，当排料时间到时，控制系统计算机向气缸推力为6Kg/cm2的气动活塞气缸输出执行信号，气动活塞气缸即开始开启、关闭的全过程，实现物料活化时间的自动控制。
活化炉分为左右两个半炉，按操作及化学反应性质将加活化剂—水蒸汽半炉为冷却半炉，加助燃剂—空气半炉为加热半炉。在生产过程中，每30分钟加热和冷却半炉都要进行一次互换，以保证活化炉的自然热平衡。控制系统计算机根据预设程序，两个半炉自动切换时完成下列动作：打开加热半炉空气闸阀，关闭冷却半炉空气闸阀；打开冷却半炉蒸汽闸阀，关闭加热半炉蒸汽闸阀；打开加热半炉烟道闸阀，关闭冷却半炉烟道闸阀。切换周期为30分钟。
如图1所示，控制系统计算机不仅完成上述控制，按照一定的程序，还能对系统运行中的检测元件和炭化炉供风系统风量调节阀门、活化炉电动调节阀、活化炉电动蒸汽阀、活化炉排料阀门、活化炉空气和烟道闸阀等执行机构进行监测，出现异常情况时自动报警和诊断，并提示故障发生的部位和故障类型，并自动进行记录；对出现停电、停汽等情况可使上述执行机构能自动进入安全状态；还可自动存储记录历史数据，并自动绘制和打印工艺曲线记录。
Claims (7)
1、一种活性炭加工制备过程自动控制系统，其特征在于控制系统计算机根据由检测元件采集的炭化炉温度、活化炉温度、活化炉蒸汽流量工艺参数信号，并按照一定的控制程序，驱动炭化炉供风系统风量调节阀门、活化炉电动调节阀、活化炉电动蒸汽阀、活化炉排料阀门、活化炉空气和烟道闸阀作相应动作来实现炭化炉温度、活化炉温度、活化炉蒸汽流量、活化时间、加热和冷却两个半炉相互转换的自动控制。
2、根据权利要求1所述的一种活性炭加工制备过程自动控制系统，其特征在于上述炭化炉温度控制，是当炭化炉某点的温度低于或高于控制温度时，控制系统计算机得到热电偶经变送器送来的温度信号后，自动开启或关闭供风系统中的风量调节阀门，对炭化炉燃烧室增加供氧量，用调节燃烧室的温度来实现对炭化炉温度的控制。
3、根据权利要求1所述的一种活性炭加工制备过程自动控制系统，其特征在于上述活化炉温度控制，是控制系统计算机根据活化炉内的热电偶经变送器送来的温度信号，向安装于检测点的电动调节阀给出开启或关闭电动调节阀开启度大小的信号，用调节各检测点的供氧量实现调节温度。
4、根据权利要求1所述的一种活性炭加工制备过程自动控制系统，其特征在于上述蒸汽流量控制，是指在活化炉的蒸汽进口安装有流量计，控制系统计算机根据流量计送来的蒸汽流量信号，控制电动蒸汽阀门的开启或关闭来调节进入活化炉的蒸汽流量。
5、根据权利要求1所述的一种活性炭加工制备过程自动控制系统，其特征在于上述活化时间控制，是指控制系统计算机根据活化炉内各料道的具体指标，驱动气动活塞气缸排料机构的开启或关闭，来控制活性炭在活化炉内的停留时间。
6、根据权利要求1所述的一种活性炭加工制备过程自动控制系统，其特征在于上述加热和冷却两个半炉的自动转换，是指通过控制系统计算机将控制信号传输给电动机的电闸阀，通过打开或关闭蒸汽、空气和烟道闸阀，完成加热和冷却两个半炉的定时切换。
7、根据权利要求1至6所述的任一种活性炭加工制备过程自动控制系统，其特征在于上述控制系统计算机按照一定的程序对生产过程进行监控，对出现的问题能及时诊断并自动报警。
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