斯列普活化炉自动化控制的探讨

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科 研人 员 的共 同努 力 , 合 我 国 国情 进 行 了 一 系列 的重 大 改 置通 人 空气 。 结 使混 合气 体 中 的可燃 气 体燃烧 放 热 , 以维 持 活化
造, 形成 了 目前 国内绝 大 多 数 生 产厂 家 正 在 运 行 的改 进 型 斯 反 应所 需温 度 。主要反 应式 是 :
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山 西 煤 炭 管 理 干 部 学 院 学 报
20 0 3年 第 4期
斯 列 普 活 化 炉 自动 化 控 制 的 探 讨
王登峰
( 同市 乡镇企 业服 务 中心 , 大 山西 大 同 0 7 0 ) 3 0 3

要 : 讨 了对 斯列 普活 化炉进 行 自动 化 控制 技 术 改 造 的初 步 方 案。通 过 对 活 化 温 度 、 汽流 量 、 化 时 探 蒸 活
表等 ) 测 , 相应 的变送 、 检 经 转换 或 放大后 , 入控 制 站做 实 时 进 处理 , 行各 种逻 辑运 算 ( 补偿 运算 、 警 运 算 等 ) 得 到 相 进 如 报 ,
应 的控制 量 , 再转 换 为电 压或 电流信 号送 至 伺 服放 大 器 , 由执 行器 完成 回路 控制 。操 作站 主要 执行 显 示监 控 、 接 操作 、 直 系 统诊 断 等功能 , 定 点 程 序 和 处 方 , 拟 流 程 , 示 总 貌 、 设 模 显 过 程 、 势 以及报 警信 息 , 录特殊 数据 、 趋 记 统计 结果 。
斯 列 普 炉 的 工 作 原 理 二 、 列 普 炉 自 动 化 控 制 的 内 容 斯
由上述斯 列普 炉的 工 作 原 理 不难 看 出 , 定 活 性 炭 产 量 决 和质 量 的主要 因素 有 : 活化 时 间 、 化 温 度 、 活 活化 压 力 和 物 料 流 量 。经过多 年 的生 产实 践 , 各生 产 厂 家对 这 些 工 艺 参 数 已 烂 熟 于心 , 并形 成 了适合 自身情况 的 工艺 方 案 。但 是 , 于手 由
如 图 3所 示 。
图3
2 蒸 汽 流 量 的 控 制 .
在实 际生 产 中 , 化 时 间指 的是 物 料 在 活 化 炉 内的 停 留 活
决 活化 反 应 时 间 , 影 响 产 品 是 水 蒸汽 作 为活 化剂 , 的 注 量 和 稳定 性 对 产 品 质 量 和产 时 间 , 定物 料的 补 充炭 化 时 间 、 它 量有 重要影 响 。在 实 际生 产 过 程 中 , 蒸 气 压 力 波 动 比较 频 质量 和产 量的 重要 因素 。我们 可 以通 过 自动 定 时定 体积 卸 料 水 繁 , 以采用 压力 补 偿 方式 , 过 对 阀 门开 度进 行 调 节 , 证 来 实现 活化 时间 的 自动 控制 。控 制原 理框 图如 图 5所 示 。 可 通 保
斯列普 炉 自身 的缺 陷 , 高我 国活 性炭 生产 的控 制 水平 , 提 增强 了斯 列普 活化 炉 主要 的控 制 要 素 , 为更 高 水 平 的 自动 化 控 制
我 国活性 炭企 业 的竞 争力 。 奠定 了基 础 , 也预 留 了相 关 的接 口和 空 间 。生 产 企 业 可 根据
环交 替 。
三 、 列普炉 自动 化控 制 的方 案 斯
根据活 性炭 生产 企 业 的设 备状 况 和技 术 水 平 , 列 普 炉 斯
图 l 冷 却半 炉气 体流 程 图
自动 化控 制应 采用 集散 控 制 系 统 , 用 适 合 中小 企 业 的典 型 选 结构 : 制站 +通 信 系统 +操 作 站 。活 化 炉 的各 项 工 艺 参 数 控 ( 温度、 如 压力 等 ) 由各种 现 场 检 测 仪 器 仪 表 ( 热 电偶 、 力 如 压
蒸汽 流量 处 于工艺 要 求 的范 围内 。范汽 流量 控制 原 理框 图 如
图 4所 示 。
图 5 图 4
4 冷 热 两 半 炉 的 自动 切 换 .
两半炉 的 自动切 换 过程 可 以这 样 设 计 : 先 由控 制 器发 首
3 活 化 时 间 的 控 制 .
出启 动信号 , 开启 电磁 阀接 通压 缩空 气 , 过气 缸 打 开或 关 闭 通
间的 自动化 控制 , 以有 效地 提 高 我国 活性炭 生产 的控制 水平 , 高 产 品质量 和 产 品产 量 , 可 提 降低 蒸 汽 消 耗 , 长 活 延
化 炉寿命 。
关键 词 : 斯列 普 活化 炉 ; 自动 化控制 ; 活化 温度 ; 汽流 量 ; 蒸 活化 时 间
中图分 类 号 :6—3 0 文 献标 识码 : A 文 章 编号 :0 8—8 8 (0 3 0 10 8 12 0 )4—0 8 0 5—0 3

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山 西煤炭 管理 干部 学 院 学报
20 0 3年 第 4期
蒸汽、 空气 、 烟道 气 闸阀 , 后将 到位信 号送 入控 制器 , 然 自动完 量 和产 品产 量 , 能减 少 蒸 汽 消 耗 , 能延 长 活化 炉 寿命 ; 又 还 二
图 2 加热 半 炉气体 流程 图 3 活化 时 间的控 制 。根 据 不 同的 产 品 要 求 , 定 不 同 的 . 制
1 活 化 温 度 的 控 制 .
活 化炉 内二氧 化碳 、 氧气 的含 量 和各配 风 口的配 风量 , 直
是 工 艺方 案 , 确定 相应 的 卸 料周 期 , 自动 完 成 一 系 列卸 料 动 作 。 接 关 系到炉 内吸热 和 放 热两 种 化 学 反 应 的 反 应 情 况 , 影 响 对 定 时定 体积 , 确 而均 匀 有 效地 控 制 炉 料 在 活化 炉 内 的停 留 活化 温 度的 主要 因素 。 因此 , 活 化 温 度 的 控 制应 采 用 串级 准 调 节 回路 , 执行 器选 用 气 动 调节 阀 。活 化 温 度 控制 原理 框 图 时间。
成 整个 切换 周期 。
四 、 列普炉 自动 化控 制方 案 的评 价 斯 是可行 。所 采用 的 自动化 系统 和 设备 已在其他 工 业 生产 领 域
得到广 泛应 用 , 能可 靠 , 性 运行 稳 定 , 于操 作 , 便 容易 维 护 ; 三 是经 济 。原有 设 备不 变 , 只增加 少量 的 自动 化设 备 , 就能 起 到 1 对斯 列普 活化 炉 进 行 自动 化控 制 改 造 , . 将有 效 地 克 服 保质 增产 降耗 的功效 , 创造 更 高的经 济 效益 ; 是开 放 。抓住 四
如何 增强 核心 竞争 力 的重 大课题 , 用什 么炉 型 是最 直 接 、 却段 , 后作 为活 性炭 成 品 由活 化 炉 下 部 间 断 卸 出 。具 体工 而采 最
最现 实 的问 题 。 引进 国 际 最 先 进 的炉 型 , 头 赶 上 , 迎 一步 到 作原 理见 图 1 2 .。
位 , 国情 限制 , 乎 不 太 实 际 。我 认 为 , 客 观的 选 择 还是 受 似 最 技 术改 造 , 那就 是传 统 工艺 和现 代信 息技 术 的嫁 接 , 现斯 列 实 普 炉 的 自动 化控 制 。这样 , 斯列 普 炉原有 的优 点依 然 保持 , 而
缺 点 可大大 改善 。
差, 能量 消 耗较 大 , 自动化 程 度很低 。 且
半 炉 如此切 换 , 环交替 。炭化料 从 顶部 间 断加 人 活 化炉 , 循 凭
经 补充 炭 化段 、 化段 、 活 冷 在 国际经 济一 体 化 的大 趋 势 下 , 国活 性 炭 产 业 面临 着 重力 沿产 品道缓 缓下 降 , 过预 热段 、 我
该反 应 是吸热 反 应 , 致使 炉 内温度 不断 下 降 , 因此 左 半 炉 下蒸 汽质 量流 量在 工艺要 求 的范 围内 。
收 稿 日期 :0 3—0 20 3—0 3
作 者简 介 : 王登 蜂( 9 2一) 大 同市 乡镇 企 业服务 中心 信息 科科长 。 16 ,

8 — 5
列普 炉 。
C0 + H +O = C0 + H0 + △
斯 列普 炉 与发 达 国家 目前采 用 的耙式 炉 、 腾 炉 、 沸 回转 炉
该 反应 是放 热反 应 , 此 右半 炉称 为加 热 半 炉 。燃 烧 生 因
相 比 , 有三大 优 点 : 是 一 次 性 投 资少 , 具 一 以单 位产 量 计 算 可 成 的高 温烟 道气 由上 连 烟道 进 入 左 蓄 热 室 的上 部 , 后 自上 然 节约 7 -9 %的投 资 ; 是操 作 简 单 , 修 方便 ; 是适 合 于 而下流 动 , 被水 蒸气冷 却 的蓄热 砖 重新 加热 , 后 由蓄 热室 0 0 二 维 三 把 最 多 品种 、 小批 量 生 产 。缺 点 是 : 品 均 匀 性 和 质 量 稳 定 性 较 底 部进 入烟 囱排 人 大 气 。至 此 , 个 操 作周 期 完 成 。左 右两 产 一
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S A X I A 1 N , A ⅨI U Y A H N I T N G I l G N E U NⅪ J A A I x E 0 B
No. 2 03 4 0 4 冷 热半 炉的 切 换 。按 照 工 艺方 案 的要 求 , 定 冷 热 两 . 确 半炉 的切换 周期 , 自动 完成 系列 切换 动 作 : . a 打开 加 热半 炉 的 空气 闸 阀 ; . 闭冷 却半 炉 的空 气 闸 阀 ; . 开冷 却 半 炉 的蒸 b关 C打 汽 闸阀 ; . 闭加 热半 炉 的蒸汽 闸 阀 ._ 开加 热 半 炉 的烟 道 d关 e打 闸 阀 ;. 闭冷却 半 炉的 烟道 闸 阀 。左 右两 半 炉 如 此切 换 , f关 循


斯 列普 炉 是 由对称 的左 右两 半炉 组成 。活 化过 程 中 水蒸 动控制 的诸 多不 确定性 和滞 后性 , 艺控制 达 不 到 预期 效果 , 工 汽 由左 侧 的蓄 热Leabharlann Baidu 下部 进入 , 与蓄 热室 内的高 温 蓄热 砖 接触 。 致 使斯 列普 炉 的产 品均匀 性和 质量 稳定 性难 以保 证 。通 过 以
1 活化 温度的控制 。监测活化 炉 内气体 的成分 含量 , . 据此 2 蒸汽流 量 的控 制 。蒸汽 流量 的 控制实 质 上 是对 活 化压 . 力 的控制 。通 过对 炉 内蒸 汽 压 力 的校 正 补 偿 , 证 不 同 压力 保
保证 活化 温度在工 艺要求 的范 围内。 凭重 力顺 产 品道缓 慢 下降 的炭 化料 进行 活化 反应 。 主要 反应 调节各 进风点 的配风量 ,
斯 列普 式 活化炉 原 是法 国专 利 , 上世 纪 5 0年代 我 国从 前 称 为冷 却半 炉 。反应生 成 的 水 煤 气 混 合 气 体 , 经过 下 连烟 道
苏联 引进 。在长期 的生 产 实践 中 , 过 广 大 工 程技 术 人 员 和 进 入右半 炉 内 , 经 自下 而上 在活化 炉 内 曲折运 动 , 同时 从 不 同位
2 自动化 控制 , . 避免 了人 工控 制 的随意 性和 不 确定 性 , 可 自身 实 际情况 , 加更 多 的检 测点 和控 制对 象 。 增 以保 证预定 工 艺 方案 的有效 实施 , 高产品 质量 和产 量 。 提 3 自动 化 系统 能够 比较 准 确 地 控 制蒸 汽流 量 , 可 以保 . 既
即可 克服斯 列 普炉 的这 一 固疾 。 蒸汽 温度 提高 成为 过热 蒸 汽 , 由蓄热器 的 顶部 出来 , 入活 下方 面 的 自动化 控制 , 再 进
化炉 上部 。过 热 蒸汽 自上 而 下 在 活 化 炉 内 曲折 运 动 , 时 与 同
式是 :
C +HC = C + H 一 △ 0
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