氧化炉内气体自动监测-连锁控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了氧化炉内气体自动监测

【技术实现步骤摘要】
氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统及控制方法


[0001]本专利技术属于氧化炉气体监测及控制领域，具体涉及一种氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统及控制方法
。

技术介绍

[0002]在碳纤维生产过程中，预氧化过程是生产碳纤维的关键过程，占整个生产过程用时的
80
％
‑
90
％，所以预氧化效果会直接影响后续的碳化过程及碳丝性能
。
首先，在预氧化过程会伴随着环化
、
氧化和脱氢反应以及热裂解反应，其中氧可以促进环化和氧化脱氢，为形成耐热性梯形结构奠定基础，因此氧含量的多少会直接影响到预氧化的效果；其次，空气中的湿度对
PAN
原丝预氧化会产生两个作用：其一为塑化作用，有利于纤维在张力作用下的择优取向，有利于纤维单丝直径的细化，对双扩散有促进作用
。
其二为钝化作用，阻碍大分子链段的构象调整，对预氧化反应有延迟作用，使预氧化反应以反应控制的方式进行，有利于均质预氧化纤维的形成；最后，从微观分子层面来看，预氧化过程中反应副产物过多，其中以氰化氢与氨气居多，而氰化氢与氨气的释放量的也能反应预氧化程度
。
[0003]因此，急需一种能够自动智能监测预氧化过程中氧化炉内氧气含量和湿度的装置
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统及控制方法，解决了现有技术中氧化炉内气体自动监测并控制的问题
。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0006]氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统，包括氧化炉内气体自动监测系统
、
氧气供给装置
、
雾化脱盐水供给装置；所述炉内气体自动监测系统与氧化炉相连接，包括
PLC
连锁控制模块；所述氧气供给装置
、
雾化脱盐水供给装置加装在新风加热器与新风风机之间的管线上；氧气供给装置通过氧气供给调节气动阀门控制氧气的供给量；雾化脱盐水供给装置通过雾化脱盐水供给调节气动阀门控制雾化脱盐水的供给量；所述炉内气体自动监测系统实时检测出氧含量与湿度数据，经由
PLC
连锁控制模块调节氧气供给气动阀门以及雾化脱盐水供给调节气动阀门，控制新风内氧含量与相对湿度
。
[0007]所述炉内气体自动监测系统包括炉内气体引风机
、
炉内气体硅粉过滤装置
、
炉内气体分析装置；炉内气体经引风机增压后，通往炉内气体硅粉过滤装置，炉内气体经过过滤后，通往气体分析装置，此分析装置分为氧含量检测仪器
、
相对湿度检测仪器
、HCN
检测仪器及
NH3
检测仪器，四个气体分析仪器呈并联方式连接，经检测后的气体通向氧化炉排废管道一起通往废气处理系统
。
[0008]所述炉内气体硅粉过滤装置包括除尘布袋
、
压差表
、
气体脉冲系统
、
硅粉收集器
、
星型下灰器
、
气体增压机
、
气体冷却器
、
气体储存储罐及罐顶安全阀；
[0009]所述除尘布袋用于过滤炉内气体中所携带的硅粉；
[0010]所述压差表用于监测布袋两侧压力差，用于判断布袋表面硅粉附着情况，并通过
PLC
连锁控制气体脉冲系统进行吹扫；
[0011]所述硅粉收集仓用于将过滤下来的硅粉进行收集；
[0012]所述星型下灰器用于将收集起来的硅粉通过电机驱动，由星型下灰阀排出装置；
[0013]所述的气体增压机用于将除尘后的气体增压，为后续脉冲提供高压气体；
[0014]所述气体冷却器用于将增压后的炉内气体冷却；
[0015]所述气体储存储罐用于储存高压气体，待需要进行脉冲清理布袋时释放气体，待储罐压力低于设定值时，连锁打开增压机前电磁阀以及启动增压机为储罐储备脉冲气源；
[0016]所述罐顶安全阀用于储罐超压时瞬时泄压
。
[0017]所述冷却器中气体管路呈蛇形盘管，空腔内设置折流板，冷却水流向与气体流向呈逆流状态
。
[0018]所述炉内气体分析装置包括主控装置以及与主控装置连接的氧含量分析仪器
、
气体湿度检测仪器
、HCN
气体检测仪器
、
氨气检测仪器
、
声光报警装置，检测仪器数据通过主控装置上传至
PLC
连锁控制模块，控制氧化炉新风入口处氧气和雾化脱盐水的补给
。
[0019]4台气体检测仪器与主管路呈并联连接，前后均安装有阀门；通过主控装置选择性开启或关闭；出现异常情况时通过声光报警装置向岗位人员发出警报信号
。
[0020]所述氧气供给装置包括稳压阀
、PLC
连锁控制三阀组
、
流量变送器；氧含量分析仪器检测排废气的氧含量数值传输到主控装置，再由
PLC
连锁控制模块计算出所需的氧气用量，通过流量变送器控制
PLC
连锁控制三阀组的开度，稳定供给氧气，其中稳压阀用于稳定进口氧气供给的压力，使流量恒定
。
[0021]所述的雾化脱盐水系统包括
PLC
连锁控制脱盐水三阀组
、PLC
连锁控制雾化空气三阀组
、
雾化喷头
、
若干球阀
、
雾化空气预热器
、
雾化控制装置；气体湿度检测仪器检测炉内气体的湿度数值传输至主控装置，再由
PLC
连锁控制模块计算出所需的脱盐水用量，通过雾化控制装置控制
PLC
连锁控制脱盐水三阀组及雾化空气三阀组的开度，向新风管道内补入雾化脱盐水
。
[0022]氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制方法，包括如下步骤：
[0023]步骤
1、
预先设定炉内气体的痒含量及湿度阈值范围；
[0024]步骤
2、
炉内气体经过滤后，通过炉内气体自动监测系统实时检测
HCN、NH3、
氧气的含量以及湿度数据，并发送至
PLC
连锁控制模块；
[0025]步骤
3、PLC
连锁控制模块判断气体含量及湿度数据是否在阈值范围内，根据实时的气体含量及湿度数据控制相应的装置
。
[0026]所述步骤3的具体过程如下：
[0027]步骤
3.1、
判断氧含量与湿度是否超出阈值范围，如果有超过阈值范围的参数，确定超过范围的具体参数及与阈值范围的关系；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统，其特征在于：包括氧化炉内气体自动监测系统
、
氧气供给装置
、
雾化脱盐水供给装置；所述炉内气体自动监测系统与氧化炉相连接，包括
PLC
连锁控制模块；所述氧气供给装置
、
雾化脱盐水供给装置加装在新风加热器与新风风机之间的管线上；氧气供给装置通过氧气供给调节气动阀门控制氧气的供给量；雾化脱盐水供给装置通过雾化脱盐水供给调节气动阀门控制雾化脱盐水的供给量；所述炉内气体自动监测系统实时检测出氧含量与湿度数据，经由
PLC
连锁控制模块调节氧气供给气动阀门以及雾化脱盐水供给调节气动阀门，控制新风内氧含量与相对湿度
。2.
根据权利要求1所述的氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统，其特征在于：所述炉内气体自动监测系统包括炉内气体引风机
、
炉内气体硅粉过滤装置
、
炉内气体分析装置；炉内气体经引风机增压后，通往炉内气体硅粉过滤装置，炉内气体经过过滤后，通往气体分析装置，此分析装置分为氧含量检测仪器
、
相对湿度检测仪器
、HCN
检测仪器及
NH3
检测仪器，四个气体分析仪器呈并联方式连接，经检测后的气体通向氧化炉排废管道一起通往废气处理系统
。3.
根据权利要求2所述的氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统，其特征在于：所述炉内气体硅粉过滤装置包括除尘布袋
、
压差表
、
气体脉冲系统
、
硅粉收集器
、
星型下灰器
、
气体增压机
、
气体冷却器
、
气体储存储罐及罐顶安全阀；所述除尘布袋用于过滤炉内气体中所携带的硅粉；所述压差表用于监测布袋两侧压力差，用于判断布袋表面硅粉附着情况，并通过
PLC
连锁控制气体脉冲系统进行吹扫；所述硅粉收集仓用于将过滤下来的硅粉进行收集；所述星型下灰器用于将收集起来的硅粉通过电机驱动，由星型下灰阀排出装置；所述的气体增压机用于将除尘后的气体增压，为后续脉冲提供高压气体；所述气体冷却器用于将增压后的炉内气体冷却；所述气体储存储罐用于储存高压气体，待需要进行脉冲清理布袋时释放气体，待储罐压力低于设定值时，连锁打开增压机前电磁阀以及启动增压机为储罐储备脉冲气源；所述罐顶安全阀用于储罐超压时瞬时泄压
。4.
根据权利要求3所述的氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统，其特征在于：所述冷却器中气体管路呈蛇形盘管，空腔内设置折流板，冷却水流向与气体流向呈逆流状态
。5.
根据权利要求2所述的氧化炉内气体自动监测
‑
连锁控制系统，其特征在于：所述炉内气体分析装置包括主控装置以及与主控装置连接的氧含量分析仪器
、
气体湿度检测仪器
、HCN
气体检测仪器
、
氨气检测仪器
、
声光报警装置，检测仪器数据通过主控装置上传至
PLC
连锁控制模块，控制氧化炉新风入口处氧气和雾化脱盐水的补给...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家好，刘勇，李德生，杨瑞，汪荣，
申请(专利权)人：中复神鹰碳纤维西宁有限公司，
类型：发明
国别省市：