本发明涉及活性炭生产制备的自动化控制技术，特别是一种活性炭生产制备自动压力控制系统及压力控制方法。
背景技术：
活性炭由于其优异的吸附功能往往带来意想不到的实用效果，因此在环保行业、石化行业、电力行业、化工行业、食品行业以及其它相关行业的应用越来越广泛。活性炭的生产制备主要是通过将含碳原料置于活化炉中，在高温和一定量的活化剂下通过化学反应作用被转换为活性炭。制备活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，例如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳和枣壳等。虽然活性炭的主要原料资源比较丰富，但是目前活性炭的生产制备方式以及生产设备还不完善，例如活性炭的生产设备活化炉，使用寿命短、运行稳定性差、停炉和起炉时间长、操作不方便，燃料成本高，制备的活化产品得率低，含灰量高；并且目前活性炭的生产制备方式方法通常为人工手动控制或半自动控制，因此制备的活性炭品质完全依靠操作者水平和经验，无法实现精确参数控制，也不能实现结合大量历史数据分析控制，导致活性炭品质差、得率低，并且存在生产安全可靠性差、生产周期长、成本高的缺陷。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中活性炭生产制备通常为人工手动控制或半自动控制，导致活性炭得率低，活性炭品质差，并且生产制备安全可靠性差，生产制备周期长和成本高的缺陷或不足，提出一种活性炭生产制备自动压力控制系统，采用预设压力阈值范围以判断控制调整风机转速，并且可以进一步结合预设的活性炭品质参数调整进料速度和/或活化转炉转速，能够实现活性炭生产制备的自动压力控制，实现了精确参数控制下的活性炭生产制备，提高了活性炭得率和品质，以及生产制备安全的可靠性，降低了生产制备周期和成本。本发明还提供一种活性炭生产制备自动压力控制方法。
本发明的技术方案如下：
活性炭生产制备自动压力控制系统，其特征在于，包括活化转炉，所述活化转炉包括内环燃烧通道和外环活化炉膛，所述内环燃烧通道的一端为炉内吸气口，所述内环燃烧通道的另一端伸出炉外为炉外排烟口，所述炉外排烟口连接风机，所述炉内吸气口吸入炭化料活化过程中在所述外环活化炉膛内产生的可燃气和释放的挥发分，所述内环燃烧通道为管体结构，所述管体结构通过热辐射加热所述外环活化炉膛，所述外环活化炉膛内的炉膛压力值或所述内环燃烧通道内的通道压力值通过压力传感器传输给中央控制器，所述中央控制器分别连接阈值设置模块和所述风机，所述阈值设置模块内预设有炉膛压力阈值范围和/或通道压力阈值范围，当所述炉膛压力值不在炉膛压力阈值范围内时或所述通道压力值不在通道压力阈值范围内时，所述中央控制器通过增大或减小所述风机转速来调整炉内压力，直至炉膛压力值落入所述炉膛压力阈值范围内或通道压力值落入所述通道压力阈值范围时保持此时风机转速。
所述中央控制器不仅与压力传感器、阈值设置模块和风机分别相连接，还分别与检测仪、活化转炉、燃烧器、螺旋进料机、出料冷却装置和智能分析模块相连接，所述智能分析模块还与所述阈值设置模块相连接；所述中央控制器根据预设的活性炭品质参数设置螺旋进料机进料速度和/或活化转炉转速和/或风机转速；所述智能分析模块根据预设的活性炭品质参数在所述阈值设置模块中设置压力阈值范围；所述检测仪还分别与出料冷却装置和智能分析模块相连接，通过所述检测仪检测出料冷却装置输出的活性炭品质，并通过智能分析模块判断此时的活性炭品质是否满足预设的活性炭品质参数，如果满足则继续生产制备直至满足活性炭总量要求，否则中央控制器调整螺旋进料机的进料速度和/或活化转炉转速；当满足活性炭总量要求时，中央控制器控制风机停止、活化转炉停止以及螺旋进料机进料停止。
还包括数据采集存储模块，所述数据采集存储模块与中央控制器相连接，所述数据采集存储模块实时采集参数数据输出备份，所述中央控制器根据预设的活性炭品质参数结合通过数据采集存储模块调取的历史参数数据设置螺旋进料机进料速度和/或活化转炉转速和/或风机转速，所述智能分析模块和阈值设置模块根据预设的活性炭品质参数结合通过数据采集存储模块调取的历史参数数据设置压力阈值范围；所述历史参数数据包括历史生产制备数据、历史生产实验数据、历史经验数据和历史生产预设活性炭品质参数数据。
还包括报警装置，所述报警装置与中央控制器相连接，所述报警装置自动生成报警信号并输出。
还包括显示器，所述显示器与中央控制器相连接，所述显示器实时显示数据信息和控制信息。
还包括网络通信模块和远程终端，所述网络通信模块分别与中央控制器和远程终端相连接，所述远程终端通过有线网络或无线网络经由网络通信模块远程控制中央控制器输出控制信息。
活性炭生产制备自动压力控制方法，其特征在于，包括活化转炉，所述活化转炉包括内环燃烧通道和外环活化炉膛，所述内环燃烧通道的一端为炉内吸气口，所述内环燃烧通道的另一端伸出炉外为炉外排烟口，所述炉外排烟口连接风机，所述炉内吸气口吸入炭化料活化过程中在所述外环活化炉膛内产生的可燃气和释放的挥发分，所述内环燃烧通道为管体结构，所述管体结构通过热辐射加热所述外环活化炉膛，通过压力传感器采集所述外环活化炉膛内的炉膛压力值或所述内环燃烧通道内的通道压力值，通过阈值设置模块预设炉膛压力阈值范围和/或通道压力阈值范围，中央控制器分别连接所述压力传感器、所述阈值设置模块和所述风机，当所述炉膛压力值不在炉膛压力阈值范围内时或所述通道压力值不在通道压力阈值范围内时，所述中央控制器通过增大或减小所述风机转速来调整炉内压力，直至炉膛压力值落入所述炉膛压力阈值范围内或通道压力值落入所述通道压力阈值范围时保持此时风机转速。
所述炉膛压力阈值范围为100.35kPa～101.85kPa，所述通道压力阈值范围为99.35kPa～100.85kPa；当所述炉膛压力值不在炉膛压力阈值范围内时或所述通道压力值不在通道压力阈值范围内时，所述中央控制器自动生成报警信号并输出显示，当恢复正常运行时，所述报警信号自动停止输出显示且同时自动复位为正常运行信号。
通过活性炭品质检测仪采集活性炭品质现场参数，中央控制器将活性炭品质现场参数与预设的活性炭品质参数进行比较判断获得品质判断结果，并根据品质判断结果调整螺旋进料机进料速度和/或活化转炉转速；所述活性炭品质参数包括碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、氯化物含量、强度、比表面积、密度、PH值、总铁量百分比、水份百分比、灰份百分比和粒度中的一种或多种。
根据预设的活性炭品质参数结合历史参数数据预设炉膛压力阈值范围和/或通道压力阈值范围；根据预设的活性炭品质参数结合历史参数数据设置螺旋进料机进料速度和/或活化转炉转速；所述历史参数数据包括历史生产制备数据、历史生产实验数据、历史经验数据和历史生产预设活性炭品质参数数据。
本发明的技术效果如下：本发明提出的一种活性炭生产制备自动压力控制系统，采用压力阈值范围以判断控制调整风机转速，能够实现活化转炉的炉内压力值(以外环活化炉膛内的炉膛压力值或内环燃烧通道内的通道压力值作为采集指标，其中炉膛压力值大于通道压力值，通常以炉膛压力值直接表示炉内压力值)保持处于微正压压力状态，也就是说，炉膛压力值大于炉外压力值，即炉膛压力值略高于大气压，并且结合预设的活性炭品质参数调整进料速度和/或活化转炉转速，能够实现活性炭生产制备的自动压力控制，实现了精确参数控制下的活性炭生产制备，并且进一步可以优选结合大量历史数据分析实现精确控制活性炭生产制备，提高了活性炭得率和活性炭品质，提高了生产制备安全可靠性，降低了生产制备周期和成本。
本发明具有以下特点：1.采用预设压力阈值范围以判断控制调整风机转速。2.结合预设的活性炭品质参数调整进料速度和/或活化转炉转速。3.进一步可以优选根据预设的活性炭品质参数结合历史参数数据实现精确控制下的活性炭生产制备。4.自动压力控制系统及方法简洁、操作流程简单。5.活性炭得率高、活性炭品质高。
附图说明
图1是本发明活性炭生产制备自动压力控制系统的一种优选结构示意图。
图2是本发明活性炭生产制备自动压力控制系统的另一种优选结构示意图。
图3是本发明活性炭生产制备自动压力控制方法的一种优选流程图。
图4是本发明活性炭生产制备自动压力控制方法的另一种优选流程图。
具体实施方式
下面结合附图(图1-图4)对本发明进行说明。
图1和图2都是实施本发明活性炭生产制备自动压力控制系统的结构示意图。图1中的活性炭生产制备自动压力控制系统包括与中央控制器分别连接的活化转炉、压力传感器、风机、显示器、阈值设置模块、螺旋进料机、出料冷却装置、检测仪、智能分析模块等；出料冷却装置连接检测仪，检测仪连接智能分析模块，智能分析模块连接阈值设置模块；压力传感器连接活化转炉。图2中的活性炭生产制备自动压力控制系统在图1的基础上还包括与中央控制器分别连接的数据采集存储模块、报警装置、网络通信模块等；网络通信模块连接远程终端。
活性炭生产制备自动压力控制系统，包括活化转炉，所述活化转炉包括内环燃烧通道和外环活化炉膛，所述内环燃烧通道的一端为炉内吸气口，所述内环燃烧通道的另一端伸出炉外为炉外排烟口，所述炉外排烟口连接风机，所述炉内吸气口吸入炭化料活化过程中在所述外环活化炉膛内产生的可燃气和释放的挥发分，所述内环燃烧通道为管体结构，所述管体结构通过热辐射加热所述外环活化炉膛，所述外环活化炉膛内的炉膛压力值或所述内环燃烧通道内的通道压力值通过压力传感器传输给中央控制器，所述中央控制器分别连接阈值设置模块和所述风机，所述阈值设置模块内预设有炉膛压力阈值范围和/或通道压力阈值范围，当所述炉膛压力值不在炉膛压力阈值范围内时或所述通道压力值不在通道压力阈值范围内时，所述中央控制器通过增大或减小所述风机转速来调整炉内压力，直至炉膛压力值落入所述炉膛压力阈值范围内或通道压力值落入所述通道压力阈值范围时保持此时风机转速。在活化炉正常运行时，需要使炉内压力高于炉外压力，即高于大气压，保持微正压运行。通常大气压为100kPa，则以外环活化炉膛内的炉膛压力值或内环燃烧通道内的通道压力值作为采集指标为例，所述炉膛压力阈值范围为100.35kPa～101.85kPa，所述通道压力阈值范围为99.35kPa～100.85kPa。所述中央控制器不仅与压力传感器、阈值设置模块和风机分别相连接，还分别与检测仪、活化转炉、燃烧器、螺旋进料机、出料冷却装置和智能分析模块相连接，所述智能分析模块还与所述阈值设置模块相连接；所述中央控制器根据预设的活性炭品质参数设置螺旋进料机进料速度和/或活化转炉转速和/或风机转速；所述智能分析模块根据预设的活性炭品质参数在所述阈值设置模块中设置压力阈值范围；所述检测仪还分别与出料冷却装置和智能分析模块相连接，通过所述检测仪检测出料冷却装置输出的活性炭品质，并通过智能分析模块判断此时的活性炭品质是否满足预设的活性炭品质参数，如果满足则继续生产制备直至满足活性炭总量要求，否则中央控制器调整螺旋进料机的进料速度和/或活化转炉转速；当满足活性炭总量要求时，中央控制器控制风机停止、活化转炉停止以及螺旋进料机进料停止。
活性炭生产制备自动压力控制系统还包括数据采集存储模块、报警装置和显示器，所述数据采集存储模块与中央控制器相连接，所述数据采集存储模块实时采集参数数据输出备份，所述中央控制器根据预设的活性炭品质参数结合通过数据采集存储模块调取的历史参数数据设置螺旋进料机进料速度和/或活化转炉转速和/或风机转速，所述智能分析模块和阈值设置模块根据预设的活性炭品质参数结合通过数据采集存储模块调取的历史参数数据设置压力阈值范围；所述历史参数数据包括历史生产制备数据、历史生产实验数据、历史经验数据和历史生产预设活性炭品质参数数据。所述报警装置与中央控制器相连接，所述报警装置自动生成报警信号并输出。所述显示器与中央控制器相连接，所述显示器实时显示数据信息和控制信息。还包括网络通信模块和远程终端，所述网络通信模块分别与中央控制器和远程终端相连接，所述远程终端通过有线网络或无线网络经由网络通信模块远程控制中央控制器输出控制信息。
活性炭生产制备自动压力控制方法，其特征在于，包括活化转炉，所述活化转炉包括内环燃烧通道和外环活化炉膛，所述内环燃烧通道的一端为炉内吸气口，所述内环燃烧通道的另一端伸出炉外为炉外排烟口，所述炉外排烟口连接风机，所述炉内吸气口吸入炭化料活化过程中在所述外环活化炉膛内产生的可燃气和释放的挥发分，所述内环燃烧通道为管体结构，所述管体结构通过热辐射加热所述外环活化炉膛，通过压力传感器采集所述外环活化炉膛内的炉膛压力值或所述内环燃烧通道内的通道压力值，通过阈值设置模块预设炉膛压力阈值范围和/或通道压力阈值范围，中央控制器分别连接所述压力传感器、所述阈值设置模块和所述风机，当所述炉膛压力值不在炉膛压力阈值范围内时或所述通道压力值不在通道压力阈值范围内时，所述中央控制器通过增大或减小所述风机转速来调整炉内压力，直至炉膛压力值落入所述炉膛压力阈值范围内或通道压力值落入所述通道压力阈值范围时保持此时风机转速。所述炉膛压力阈值范围为100.35kPa～101.85kPa，所述通道压力阈值范围为99.35kPa～100.85kPa；当所述炉膛压力值不在炉膛压力阈值范围内时或所述通道压力值不在通道压力阈值范围内时，所述中央控制器自动生成报警信号并输出显示，当恢复正常运行时，所述报警信号自动停止输出显示且同时自动复位为正常运行信号。通过活性炭品质检测仪采集活性炭品质现场参数，中央控制器将活性炭品质现场参数与预设的活性炭品质参数进行比较判断获得品质判断结果，并根据品质判断结果调整螺旋进料机进料速度和/或活化转炉转速；所述活性炭品质参数包括碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、氯化物含量、强度、比表面积、密度、PH值、总铁量百分比、水份百分比、灰份百分比和粒度中的一种或多种。根据预设的活性炭品质参数结合历史参数数据预设炉膛压力阈值范围和/或通道压力阈值范围；根据预设的活性炭品质参数结合历史参数数据设置螺旋进料机进料速度和/或活化转炉转速；所述历史参数数据包括历史生产制备数据、历史生产实验数据、历史经验数据和历史生产预设活性炭品质参数数据。
图3至图4所示，本发明涉及一种活性炭生产制备自动压力控制方法，该自动压力控制方法与上述的活性炭生产制备自动压力控制系统相对应，可理解为是实现本发明提出的上述活性炭生产制备自动压力控制系统的方法，其具体步骤如下：通过压力传感器采集活化转炉的炉内压力值，通过阈值设置模块预设压力阈值范围，中央控制器将活化转炉的炉内压力值与预设的压力阈值范围进行比较判断获得判断结果，并根据判断结果指令增大或减小风机转速。优选进一步可以通过活性炭品质检测仪采集活性炭品质现场参数，中央控制器将活性炭品质现场参数与预设的活性炭品质参数进行比较判断获得品质判断结果，并根据品质判断结果调整进料速度和/或活化转炉转速。上述活性炭品质参数包括碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、氯化物含量、强度、比表面积、密度、PH值、总铁量百分比、水份百分比、灰份百分比和粒度中的一种或多种。所述活性炭品质参数包括但不限于上述各具体参数，并且上述各具体参数可以根据实际生产制备需求设置。
如图3所示，本发明提出的活性炭生产制备自动压力控制方法，优选具体包括以下步骤：1)控制进料启动；2)活化转炉启动；3)根据预设的活性炭品质参数设置进料速度和/或活化转炉转速；4)风机启动，根据预设的活性炭品质参数设置风机转速；5)当压力传感器感应活化转炉的炉内压力(例如100kPa以下，或102kPa以上)不在压力阈值范围(例如101.50kPa～101.80kPa)内时增大或减小风机转速对炉内升压或降压，直至到达压力阈值范围(例如101.50kPa～101.80kPa)内时保持此时风机转速。检测并判断此时的活性炭品质是否满足预设的活性炭品质参数，如果满足则继续生产制备直至满足活性炭总量要求，否则调整进料速度和/或活化转炉转速；6)当满足活性炭总量要求时，控制风机停止、活化转炉停止、进料停止。炉内压力阈值范围为100.35kPa～101.85kPa(以炉膛压力值为指标)。
如图4所示，本发明提出的活性炭生产制备自动压力控制方法，优选具体包括以下步骤：1)控制进料启动；2)活化转炉启动；3)根据预设的活性炭品质参数结合调取历史参数数据设置进料速度和/或活化转炉转速；4)风机启动，根据预设的活性炭品质参数结合调取历史参数数据设置风机转速；上述历史参数数据包括历史生产制备数据、历史生产实验数据、历史经验数据和历史生产预设活性炭品质参数数据。5)当压力传感器感应活化转炉的内环燃烧通道(即热辐射加热体)的通道压力(例如99kPa以下或102kPa以上)不在通道压力阈值范围(例如99.50kPa～100.80kPa)内时增大或减小风机转速对炉内升压或降压，直至活化转炉的通道压力值恢复至通道压力阈值范围(例如99.50kPa～100.80kPa)内时保持此时风机转速；检测并判断此时的活性炭品质是否满足预设的活性炭品质参数，如果满足则继续生产制备直至满足活性炭总量要求，否则调整进料速度和/或活化转炉转速；当活化转炉的内环燃烧通道的通道压力值不在压力阈值范围内且同时判断此时生产制备不处于首次活化转炉启动压力增加过程中，自动生成报警信号并输出显示，当活化转炉的通道压力值恢复至通道压力阈值范围内时，所述报警信号自动停止输出显示且同时自动复位为正常运行信号。6)当满足活性炭总量要求时，控制风机停止、活化转炉停止、进料停止；同时采集实时参数数据输出备份。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。