专利名称：高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢铁厂高炉瓦斯泥处理的一种测量装置，更具体地说，它涉及一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量装置。
背景技术：
在高炉炼铁过程中，产生大量含铁、碳的细微炉尘，经集尘、水洗等过程后会形成瓦斯泥。这种瓦斯泥是很好的炼铁原料，但由于瓦斯泥中锌的含量较高，直接回用会影响高炉的使用寿命。为挖掘其潜在经济效益并且避免因弃置瓦斯泥而造成严重的环境污染，近一、二十年来，国内外发展了一些高炉瓦斯泥脱锌回用的新技术，其中水力旋流法因其具有工艺简单，设备投资少，易于实施，维修方便，运行成本低，无二次污染等特点，受到了普遍关注。该方法对高炉瓦斯泥中的颗粒按粒径进行湿式分级，从而将瓦斯泥分离成含细颗粒的高锌泥(称为顶流)和含粗颗粒的低锌泥(称为底流)，前者经脱水后外送水泥厂等地方再利用，后者经脱水、烧结后作为炼铁的原料，达到废弃物减量和资源化的目的。该方法在炼铁流水线上实际运作时，由于来料的组份、浓度、流量可能经常变化，会影响水力旋流器的分离效果，为此需要对水力旋流器的工作情况进行实时监控，控制底流的含锌率和瓦斯泥的厂内回用率，其中测量炉料颗粒的粒径分布，不仅可以了解水力旋流器的分离效果，而且可以间接估测含锌率。然而旋流分离后的底流和顶流颗粒浓度即含固率仍然很高，必须高倍稀释后即要保证不相关单散射，才能用光散射法测量颗粒，比如用FAM激光衍射散射粒度仪测量时，对浓度和测量区厚度就有一定的要求，一般用遮光率OB＝1-I/I0作为测量时浓度控制的指标。由于既要保证取样的准确性，又要通过高倍稀释来满足遮光率的要求，要实现实时在线测量有相当的难度，目前在水力旋流法高炉瓦斯泥脱锌回用工艺中还没有实时在线测量颗粒粒径分布。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种可实时监控水力旋流法高炉瓦斯泥脱锌回用工艺过程，提高高炉运行安全性，达到最大瓦斯泥厂内回用率，降低生产成本的高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量的装置。
本实用新型的技术方案是一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量装置，它位于旋流器出口和真空压滤机之间，其特征在于，它包括由两个完全相同的自带搅拌装置的调整器和一个引流器组成的采集、分散、浓度调整部分，由光窗、激光器和接收器组成的测量段及带有内控制器、外控制器的计算机控制部分；两个完全相同的调整器交替使用，由计算机顺序控制。调整器上部为柱型，下部为锥型，内置一搅拌器，搅拌器连续工作。来自旋流器出口的瓦斯泥通过两调整器上部的倒Y型三通及三个电磁阀连动控制间断的取样并在两调整器间切换，即倒Y型三通的三个端口分别连接旋流器出口、调整器、真空压滤机。取样口的电磁阀紧靠倒Y型的中心。调整器上部还有管路通过各自设置的电磁阀和工业循环水系统相连接。两调整器下部通过各自管路上的电磁阀与引流器的支管连接，引流器的直管段一端通过电动调节阀与工业循环水系统连接，另一端与光窗的下端连接，光窗的上端和真空压滤机连接，激光器和接收器置于光窗的两侧，接收器的输出和计算机相连接。
本实用新型的有益效果是本实用新型能及时发现因旋流器工作恶化导致的不安全性。通过实时在线监控水力旋流法高炉瓦斯泥脱锌回用工艺的颗粒分布，了解水力旋流器的工作状况，保证了高炉运行的安全性，延长高炉的使用寿命，同时大大提高了瓦斯泥厂内回用率，降低了生产成本。
图1为高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量装置示意图。
具体实施方式
由图1所示，高炉煤气洗涤水系统0产生的瓦斯泥，经过浓度调整槽1稀释后，靠主泵2打入旋流器3。虚框内为本装置全部设备连接示意图，该装置位于旋流器出口与真空压滤机之间，顶流与底流的实时在线测量装置完全一致，图1虚框内表示的是底流的实时在线测量装置，
以下结合附图1对本实用新型作进一步的描述。一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量装置，它位于旋流器3出口和真空压滤机23之间，其特点是，它包括由两个完全相同的自带搅拌装置的调整器9、调整器10和一个引流器14组成的采集、分散、浓度调整部分，由光窗15、激光器17和接收器16组成的测量段及带有内控制器21、外控制器22和计算机20的控制部分；两调整器9、10上部有一管路通过电磁阀7、8和工业循环水系统19连接，两调整器9、10上部另还各有一倒Y型三通，倒Y型的上端口与旋流器3的出口管路相连接，下分岔的一端通过电磁阀6、4与调整器相连接，另一端还通过电磁阀5与真空压滤机23相连接，电磁阀4、5、6实现连动控制间隙取样并在两调整器9、10间切换。两调整器9、10下部有一管路通过各自的电磁阀11、12与引流器14的支管连接，引流器14的直管段上端通过电动调节阀13与工业循环水系统19连接，下端与光窗15的下端连接，光窗15的上端和真空压滤机23连接，激光器17和接收器16置于光窗15的两侧，接收器16的输出和计算机20相连接。
所述的测量段是一个内侧通道为6mm×6mm的玻璃光窗，光窗长15cm，竖立并固定于放置在激光测粒仪的平台上，平台底部有隔震座18，光窗15与管路采用软连接24。激光测粒仪的激光器17与接收器16位于光窗15两侧，激光从侧面垂直穿过光窗15，流体自下而上从光窗15内流过。
所述的内控制器21通过接口与计算机连接，内控制器的模拟量输入通道由信号处理装置、多路转换采样器、采样保持和放大器、A/D转换器、采样控制器等组成，开关量输入通道由信号处理装置、采样开关、读出回路、计数寄存器、采样控制器等组成，模拟量输出通道由D/A转换器、多路转换开关、可控硅调节器、执行控制器等组成，开关量输出通道由接口电路、多路转换开关、继电器、接触器等组成。
本实用新型的工作过程本实用新型在工作时，由计算机20通过内控制器21顺序控制调整器9、调整器10的交替使用，调节各阀的开启、关闭和开度，调整瓦斯泥取样周期和取样时间，调整引流器14出口的瓦斯泥与工业循环水混合后的浓度，通过外控制器22调整旋流器进口浓度及进口压力。因此内控制器21用于测量控制，除了顺序控制调整器9调整器10的交替使用以及激光测粒仪工作状态外，还通过A/D接收来自激光测粒仪中心光电管电流变化信号，作为OB值调节依据，并通过D/A调节阀13的开度以满足不相关单散射的条件；外控制器22依据激光测粒仪光靶电信号经计算得到的颗粒分布特征值结合其他信息如顶流颗粒分布特征值，旋流器分离前来流颗粒分布特征值，底流、顶流和来流实测含锌率来控制旋流器3的工作状态。
测量过程分取样、稀释分散、OB值调整、测量统计、冲洗、储水共6步，构成一个测量周期。更具体地讲，阀4开、阀5、6关，为调整器10取样；阀6开、阀4、5关，为调整器9取样阀5开、阀4、6关，为取样保持，而此时瓦斯泥直接流入真空压滤机23。取样时间的长短决定了样品的多少，由于在等浓度下测量，即决定了测量的次数，又由于结果取平均值，所以取样时间与本次取样总的测量时间和测量精度成正比，但与实时性成反比，即取样时间越长，一个测量周期也越长，实时性越差。采用两个调整器交替使用，就是为了增强实时性。一个测量周期的长短在实际操作时要根据具体情况确定。两个调整器的每个周期顺序一致但相差两步，即一个调整器冲洗完毕开始储水时，光窗段15切换到另一个调整器开始OB值调整，然后各自顺序执行。如调整器9取样后，所取的样品在调整器内的工业循环水中稀释并通过搅拌均匀分散一定时间。在取样和稀释分散阶段，阀7、8、11、12均处在关闭状态。然后打开阀11、13，利用调节阀13水流的抽力带动，使待测试样在引流器14内混合再稀释后流经光窗15，依据激光测粒仪测到的OB值调节阀13的开度，直到OB值合适时，让激光测粒仪开始记录颗粒分布的信息。等到调整器9内的泥浆流完，OB值信号下降到允许值的下限，完全关闭阀13，打开阀7放水冲洗。当OB值为零时，关闭阀11，同时打开阀12、13，光窗段15切换到另一个调整器10开始OB值调整，然后与调整器9一样顺序执行；而此时调整器9开始储水，直到调整器9内的水位传感器指示到预定水位时，关闭阀7，调整器9等待下一周期的取样子。如果根据颗粒分布测量结果估算的底流含锌率偏离允许值范围，由外控制器22控制阀25、26、27、28、29的开度，以调节旋流器进口浓度及进口压力，在底流含锌率不超标的前提下，达到最大瓦斯泥厂内回用率。
权利要求1.一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量装置，它位于旋流器(3)出口和真空压滤机(23)之间，其特征在于，它包括由两个完全相同的自带搅拌装置的调整器(9)、调整器(10)和一个引流器(14)组成的采集、分散、浓度调整部分，由光窗(15)、激光器(17)和接收器(16)组成的测量段及带有内控制器(21)、外控制器(22)和计算机(20)的控制部分；两调整器(9、10)上部有一管路通过电磁阀(7、8)和工业循环水系统(19)连接，两调整器(9、10)上部另还各有一倒Y型三通，倒Y型的上端口与旋流器(3)的出口管路相连接，下分岔的一端通过电磁阀(6、4)与各自的调整器相连接，另一端还通过电磁阀(5)与真空压滤机(23)相连接，电磁阀(4、5、6)实现连动控制间隙取样并在两调整器(9、10间)切换，两调整器(9、10)下部有一管路通过各自的电磁阀(11、12)与引流器(14)的支管连接，引流器(14)的直管段上端通过电动调节阀(13)与工业循环水系统(19)连接，下端与光窗(15)的下端连接，光窗(15)的上端和真空压滤机(23)连接，激光器(17)和接收器(16)置于光窗(15)的两侧，接收器(16)的输出和计算机(20)相连接。
2.根据权利要求1所述的高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量装置，其特征在于，所述的测量段是一个内侧通道为6mm×6mm的玻璃光窗，光窗长15cm，竖立并固定于放置在激光测粒仪的平台上，平台底部有隔震座(18)，光窗(15)与管路采用软连接(24)，激光测粒仪的激光器(17)与接收器(16)位于光窗(15)两侧。
专利摘要本实用新型涉及一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后粒径分布实时在线测量装置，它包括由两个调整器和一个引流器组成的采集、分散、浓度调整部分，由光窗、激光器和接收器组成的测量段及带有内、外控制器的计算机控制部分；来自旋流器出口的瓦斯泥通过两调整器上部的倒Y型三通及三个电磁阀连动控制间隙取样并在两调整器间切换。调整器上部通过电磁阀和工业循环水系统连接。两调整器下部通过电磁阀与引流器的支管连接，引流器的直管段一端通过电动调节阀与工业循环水系统连接，另一端与光窗的下端连接，光窗的上端和真空压滤机连接，激光器和接收器置于光窗的两侧，接收器的输出和计算机相连接。本实用新型通过实时在线监控高炉瓦斯泥脱锌回用工艺的颗粒分布，了解水力旋流器的工况，保证了高炉运行安全性，延长高炉使用寿命，提高瓦斯泥回用率，降低生产成本。
文档编号G01N21/17GK2720430SQ20042003687
公开日2005年8月24日 申请日期2004年6月28日 优先权日2004年6月28日
发明者章立新, 杨茉, 林宗虎, 郑刚, 耿丽萍, 殷俊, 顾建武 申请人:上海理工大学