輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)的自動(dòng)化控制

劉麗娟

（石家莊市生態(tài)環(huán)境局井陘縣分局，河北 石家莊 050300）

輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)在我國已有九十多年歷史，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)的清潔化生產(chǎn)等方面，都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但與國際先進(jìn)水平相比，扔存在著很大的差距。最突出的一點(diǎn)就是自動(dòng)、智能化控制水平相對(duì)落后。行業(yè)自動(dòng)、智能化的研發(fā)投入滯后，是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展較薄弱的環(huán)節(jié)。

1 國內(nèi)輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀

輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)的基本工藝是：

煅燒→消化→碳化→增濃→脫水→烘干→篩粉→裝包。

國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模大小，是以烘干能力的大小而定，為提高產(chǎn)量只能提高烘干能力，這樣就形成了單線、雙線、三線乃至四線的基本格局。

從石灰石的煅燒來看，基本消滅了土立窯，大多采用的了機(jī)立窯，窯型、容量、鼓風(fēng)大小不一樣，卸料、布料、溫控其自動(dòng)化控制差別較大。

消化工段均為回轉(zhuǎn)化灰、槽式化灰、輪式化灰，有的有破碎，有的有篩粉，各有不同。消化實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，但還沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，智能化難度更高，難就難在石灰的質(zhì)量，石灰的計(jì)量，水的溫度，水的計(jì)量，不確定性相當(dāng)高，適應(yīng)性較差。

漿液沉化的時(shí)間不是越長(zhǎng)越好，但必要的沉化是肯定的，如何沉化，沉化多長(zhǎng)時(shí)間，要因企而定，因品質(zhì)而定，因石灰石的質(zhì)量而定。

碳化是碳酸鈣生產(chǎn)的核心工段，國內(nèi)這幾年大多采用了羅茨風(fēng)機(jī)碳化，即低塔碳化，但是從注漿、驗(yàn)漿、放漿、風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、窯氣凈化，大都為人工操作，這樣對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性影響很大。

增濃脫水工藝近幾年有了很大變化，一是增濃由自然沉淀改為增濃器，縮短了增濃時(shí)間、保持了漿液溫度，為全自動(dòng)刮刀離心機(jī)的應(yīng)用，創(chuàng)造了條件，極大的改善了操作環(huán)境，濾餅水含量由原來的31%～35%，降到了現(xiàn)在25%—28%之間，烘干成本大幅降低。

烘干工藝經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，從原始的地炕烘干到大回轉(zhuǎn)烘干，再到列管烘干，盤式烘干，傳熱介質(zhì)由煤到焦，再到天然氣。由于濾餅水含量的大幅降低，烘干能力大大增強(qiáng)，單線五萬噸、六萬噸乃至九萬噸的生產(chǎn)線不斷出現(xiàn)，這樣就為規(guī)模化生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

篩粉、裝包是輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)的末端，傳統(tǒng)的方法大多采用框架篩和簡(jiǎn)易人工裝包的方式。近幾年由于環(huán)保力度的加大，大多改用氣流篩和分選機(jī)（南方以氣流篩為主，北方以分選機(jī)為主）。裝包機(jī)也進(jìn)行了改進(jìn)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有了很大改觀。

縱覽國內(nèi)普通碳酸鈣行業(yè)的生產(chǎn)狀況，單體規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)環(huán)境有了質(zhì)的變化，部分工藝單元的自動(dòng)化有了進(jìn)一步的提高。

2 碳酸鈣生產(chǎn)的自動(dòng)化控制

隨著二十一世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)+對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來了提升的極大空間。由過去的不可能變成了可能，從當(dāng)前國內(nèi)碳酸鈣生產(chǎn)的現(xiàn)狀中不難發(fā)現(xiàn)，我們的自動(dòng)化控制仍然是行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。雖然在某些工藝單元上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但整體控制差距較大。如石灰窯煅燒、脫水、增濃系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制較好，但與整個(gè)工藝結(jié)合上就顯得不足。

石灰消化是輕鈣生產(chǎn)中環(huán)境保護(hù)最難控制的一個(gè)環(huán)節(jié)，由于受煅燒、消化、排渣等方面的影響，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必須與消化、沉化、精制、尾氣排放、廢渣收集排放、廢槳控制等全面考慮。

由于消化工藝受外部環(huán)境的影響較多，如水質(zhì)、水溫、石灰的塊徑、石灰的活性度、沉化所需的時(shí)間、精制設(shè)備的處理能力及漿液溫度的要求各不相同。實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化就很難，這也是目前單元控制較弱的原因之一。我們目前僅僅做到了機(jī)械化，自動(dòng)化還差的很多。

碳化自動(dòng)化不論是高塔碳化還是低塔碳化，都是完全可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。從漿液注漿、風(fēng)機(jī)啟動(dòng)到驗(yàn)漿、泄?jié){、閥門切換，只是在控制手段和措施上有所不同。

液位控制可用壓力傳感也可用短路控制，碳化監(jiān)測(cè)用溫度PH 值控制，也可用溫度導(dǎo)電率儀控制。所有的漿液閥門均采用氣動(dòng)閥門。因?yàn)闅鈩?dòng)閥門可在應(yīng)急條件下實(shí)時(shí)關(guān)閉。

從窯氣洗滌到所有動(dòng)力開啟，上漿、驗(yàn)漿、泄?jié){、閥門泄露及應(yīng)急停電處理等方方面面都通過數(shù)據(jù)連接自動(dòng)控制。刮刀離心機(jī)的自動(dòng)化程度完全可以滿足碳酸鈣行業(yè)的需要，只要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并按照設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行設(shè)定和安全保護(hù)，就可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)聯(lián)動(dòng)、系統(tǒng)自動(dòng)。

烘干工藝目前國內(nèi)以兩大烘干設(shè)備為主，一是盤式烘干，二是大回轉(zhuǎn)干燥。傳熱介質(zhì)也有兩種，一種是導(dǎo)熱油，一種是蒸汽。根據(jù)濾餅水含量的大小，產(chǎn)品產(chǎn)量的大小，控制其溫度，控制其轉(zhuǎn)速，控制進(jìn)料均勻，并在排潮口加裝尾氣除塵器，即可實(shí)現(xiàn)烘干自動(dòng)化。

篩粉、計(jì)量、裝包是輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)的末端工藝，也是粉塵控制產(chǎn)量高低、勞動(dòng)強(qiáng)度大小很關(guān)鍵的工藝。首先工藝設(shè)備選型很重要。有的企業(yè)已安裝機(jī)械手，可就是沒有用武之地。為什么會(huì)產(chǎn)生這些問題，其根本問題就是設(shè)備選型沒有匹配好，環(huán)境好就要在密閉負(fù)壓操作上做好文章，效率高就要在自動(dòng)化控制上做好，就要在風(fēng)的動(dòng)能上選擇設(shè)備，只有這樣篩粉、裝包工藝才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3 結(jié)語

總之，輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)的各個(gè)單元控制，乃至設(shè)備自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展，只要我們?cè)诠に嚺c系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)上進(jìn)行有效的結(jié)合就可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化控制。