[发明专利]一种多功能焙烧装置及控制方法

摘要

本发明属于自动化技术领域，特别涉及一种多功能焙烧装置及控制方法。本发明的焙烧装置包括干燥单元、分料单元、预热掺风单元、焙烧单元和停留反应单元，本发明通过多种控制元器件以及控制方法相互作用实现生产多种产品的焙烧装置控制，从而减少占地面积、减少投资、减轻劳动强度、提高企业经济效益，具有实时性、连续性、可追溯性、适应性和统一性。

主权项

一种多功能焙烧装置的控制方法，所述的多功能焙烧装置，包括干燥单元、分料单元、预热掺风单元、焙烧单元和停留反应单元；其中，所述的干燥单元包括电子定量给料机、螺旋给料机、文丘里反应器和干燥热发生器，电子定量给料机给料进入螺旋给料机，螺旋给料机给料进入文丘里反应器，文丘里反应器设有文丘里反应器进风管道和文丘里反应器出料管道，文丘里反应器出料管道上安装有测温元件，所述的干燥热发生器包括燃烧器、燃气流量计、燃气气动调节阀门和燃气管道，给文丘里进风管道供热；所述的分料单元包括一级预热旋风分离器、分料设备和冷却器，其中一级预热旋风分离器设有一级预热旋风分离器出风管道和一级预热旋风分离器分料出料管道，一级预热旋风分离器分料出料管道上设有一级预热旋风分离器分料出料分料支管道，一级预热旋风分离器分料出料分料支管道与分料设备相连，所述的分料设备安装有变频调速电机控制分料量，分料设备与冷却器相连；所述的预热掺风单元包括二级预热旋风分离器和掺风设备，其中二级预热旋风分离器设有二级预热旋风分离器出风管道和二级预热旋风分离器出料管道，二级预热旋风分离器出风管道上安装有测温元件，所述的掺风设备安装有电动调节阀门，用来调节二级预热旋风分离器出风管道温度；所述的焙烧单元包括焙烧炉和主燃烧器，其中焙烧炉上设有焙烧炉进风管道和焙烧炉出料管道，焙烧炉上部安装有测温元件，下部安装有主燃烧器，主燃烧器包括燃气流量计、燃气气动调节阀门和燃气管道；所述的停留反应单元包括三级预热旋风分离器、停留反应器和出料设备，其中三级预热旋风分离器设有三级预热旋风分离器出风管道和三级预热旋风分离器出料管道，出料设备设有出料管道，所述的停留反应器安装有称重传感器，出料设备安装有电动调节阀门；上述测温元件和称重传感器的信号输出端与DCS控制系统的信号输入端相连；其特征在于，所述的控制方法包括以下步骤：当目标产物仅为氢氧化铝产品时，执行步骤(1)～(2)，否则执行步骤(1)～(5)：(1)干燥单元控制：DCS上位机设定文丘里反应器出料管道的出料温度，来自二级预热旋风分离器的热气流从文丘里反应器进风管道进入文丘里反应器，启动电子定量给料机和螺旋给料机，向文丘里反应器内输送含水氢氧化铝，含水氢氧化铝与热气流在文丘里反应器内进行热交换，热交换后从文丘里反应器出料管道出料，文丘里反应器出料管道上的测温元件将出料温度信号反馈到DCS中央控制室，DCS下位机根据文丘里反应器出料管道检测实际温度值与DCS上位机设定温度值反馈偏差来启动或停止干燥热发生器的燃烧器，调节干燥热发生器燃气调节阀门开度，燃气调节阀门开度变化形成燃气流量计流量变化；(2)分料单元控制：来自文丘里反应器出料管道的干燥后物料进入一级预热旋风分离器进行气固分离，分离后的热气流从一级预热旋风分离器出风管道送入除尘装置，预热后物料进入一级预热旋风分离器分料出料管道；当生产目标为冶金级氧化铝或α‑氧化铝时，关闭分料设备，预热后物料经一级预热旋风分离器分料出料管道进入掺风单元的二级预热旋风分离器；当生产目标为氢氧化铝时，开启分料设备，预热后物料经一级预热旋风分离器分料出料管道上的一级预热旋风分离器分料出料分料支管道进入分料设备，调节分料设备中的变频调速电机，使全部预热后物料进入冷却器，冷却后得到氢氧化铝产品；当生产目标为氢氧化铝及冶金级氧化铝或α‑氧化铝时，一部分预热后物料经一级预热旋风分离器分料出料管道上的一级预热旋风分离器分料出料分料支管道进入分料设备，调节分料设备中的变频调速电机控制分料量，分料设备分料后进入冷却器，冷却后得到氢氧化铝产品；剩余的预热后物料经一级预热旋风分离器分料出料管道进入掺风单元的二级预热旋风分离器；(3)掺风单元控制：DCS上位机设定二级预热旋风分离器出风管道的出风温度，来自一级预热旋风分离器的预热后物料与来自三级预热旋风分离器的热气流在二级预热旋风分离器中进行气固分离，分离后的二级预热后物料通过二级预热旋风分离器出料管道进入焙烧单元的焙烧炉，分离后的热气流从二级预热旋风分离器出风管道进入干燥单元的文丘里反应器，二级预热旋风分离器出风管道上的测温元件检测出风温度，将出风温度信号反馈到DCS中央控制室，DCS下位机根据二级预热旋风分离器出风管道检测实际温度值与DCS上位机设定温度值的反馈偏差，调节掺风设备电动调节阀门开度；(4)焙烧单元控制：DCS上位机根据目标产物设定焙烧炉的焙烧温度，启动主燃烧器，来自二级预热旋风分离器的预热后物料与从焙烧炉进风管道进入的热气流混合，在焙烧炉内进行焙烧，焙烧后物料送入三级预热旋风分离器，焙烧炉的测温元件将检测的焙烧温度信号反馈到DCS中央控制室，根据DCS设定的焙烧炉温度与实际检测温度反馈偏差来调节主燃烧器燃气调节阀门开度，燃气调节阀门开度变化形成燃气流量计流量变化；(5)停留反应单元控制：DCS上位机根据目标产物，设定停留反应器称重质量；来自焙烧炉的焙烧后物料进入三级预热旋风分离器进行气固分离，分离后的热气流与一级预热旋风分离器出料管道的物料混合，分离后的焙烧物料经三级预热旋风分离器进入停留反应器，停留反应器的称重传感器将称重信号反快到DCS中央控制室，根据DCS设定的停留反应器称重质量与实际检测质量反馈偏差来调节出料设备电动调节阀门开度，进而实现停留时间变化，得到不同目标产物，从而形成完整的闭环停留反应单元控制。