山西煤炭管理干部学院学报　斯列普活化炉自动化控制的探讨　王登峰　（大同市乡镇企业服务中心，山西大同０３７００３）　

２００３年第４期　

摘要：探讨了对斯列普活化炉进行自动化控制技术改造的初步方案。通过对活化温度、蒸汽流量、活化时　间的自动化控制，可以有效地提高我国活性炭生产的控制水平，提高产品质量和产品产量，降低蒸汽消耗，延长活　化炉寿命。　关键词：斯列普活化炉；自动化控制；活化温度；蒸汽流量；活化时间　中图分类号：０６—３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—８８８１（２００３）０４—００８５—０３　

斯列普式活化炉原是法国专利，上世纪５０年代我国从前　苏联引进。在长期的生产实践中，经过广大工程技术人员和　科研人员的共同努力，结合我国国情进行了一系列的重大改　造，形成了目前国内绝大多数生产厂家正在运行的改进型斯　列普炉。　斯列普炉与发达国家目前采用的耙式炉、沸腾炉、回转炉　相比，具有三大优点：一是一次性投资少，以单位产量计算可　节约７０－－９０％的投资；二是操作简单，维修方便；三是适合于　多品种、小批量生产。缺点是：产品均匀性和质量稳定性较　差，能量消耗较大，且自动化程度很低。　在国际经济一体化的大趋势下，我国活性炭产业面临着　如何增强核心竞争力的重大课题，而采用什么炉型是最直接、　最现实的问题。引进国际最先进的炉型，迎头赶上，一步到　位，受国情限制，似乎不太实际。我认为，最客观的选择还是　技术改造，那就是传统工艺和现代信息技术的嫁接，实现斯列　普炉的自动化控制。这样，斯列普炉原有的优点依然保持，而　缺点可大大改善。　一、斯列普炉的工作原理　斯列普炉是由对称的左右两半炉组成。活化过程中水蒸　汽由左侧的蓄热室下部进入，与蓄热室内的高温蓄热砖接触。　蒸汽温度提高成为过热蒸汽，再由蓄热器的顶部出来，进入活　化炉上部。过热蒸汽自上而下在活化炉内曲折运动，同时与　凭重力顺产品道缓慢下降的炭化料进行活化反应。主要反应　式是：　Ｃ＋ＨＣ＝Ｃ０＋Ｈ一△　该反应是吸热反应，致使炉内温度不断下降，因此左半炉　称为冷却半炉。反应生成的水煤气混合气体，经过下连烟道　进入右半炉内，自下而上在活化炉内曲折运动，同时从不同位　置通人空气。使混合气体中的可燃气体燃烧放热，以维持活化　反应所需温度。主要反应式是：　Ｃ０＋Ｈ＋Ｏ＝Ｃ０＋Ｈ０＋△　该反应是放热反应，因此右半炉称为加热半炉。燃烧生　成的高温烟道气由上连烟道进入左蓄热室的上部，然后自上　而下流动，把被水蒸气冷却的蓄热砖重新加热，最后由蓄热室　底部进入烟囱排人大气。至此，一个操作周期完成。左右两　半炉如此切换，循环交替。炭化料从顶部间断加人活化炉，凭　重力沿产品道缓缓下降，经过预热段、补充炭化段、活化段、冷　却段，最后作为活性炭成品由活化炉下部间断卸出。具体工　作原理见图１．２。　

二、斯列普炉自动化控制的内容　由上述斯列普炉的工作原理不难看出，决定活性炭产量　和质量的主要因素有：活化时间、活化温度、活化压力和物料　流量。经过多年的生产实践，各生产厂家对这些工艺参数已　烂熟于心，并形成了适合自身情况的工艺方案。但是，由于手　动控制的诸多不确定性和滞后性，工艺控制达不到预期效果，　致使斯列普炉的产品均匀性和质量稳定性难以保证。通过以　下方面的自动化控制，即可克服斯列普炉的这一固疾。　１．活化温度的控制。监测活化炉内气体的成分含量，据此　调节各进风点的配风量，保证活化温度在工艺要求的范围内。　２．蒸汽流量的控制。蒸汽流量的控制实质上是对活化压　力的控制。通过对炉内蒸汽压力的校正补偿，保证不同压力　下蒸汽质量流量在工艺要求的范围内。　

收稿日期：２００３—０３—０３　作者简介：王登蜂（１９６２一），大同市乡镇企业服务中心信息科科长。　

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图ｌ冷却半炉气体流程图　图２加热半炉气体流程图　３．活化时间的控制。根据不同的产品要求，制定不同的　工艺方案，确定相应的卸料周期，自动完成一系列卸料动作。　定时定体积，准确而均匀有效地控制炉料在活化炉内的停留　时间。　

４．冷热半炉的切换。按照工艺方案的要求，确定冷热两　半炉的切换周期，自动完成系列切换动作：ａ．打开加热半炉的　空气闸阀；ｂ．关闭冷却半炉的空气闸阀；Ｃ．打开冷却半炉的蒸　汽闸阀；ｄ．关闭加热半炉的蒸汽闸阀．ｅ＿打开加热半炉的烟道　闸阀；ｆ．关闭冷却半炉的烟道闸阀。左右两半炉如此切换，循　环交替。　

三、斯列普炉自动化控制的方案　根据活性炭生产企业的设备状况和技术水平，斯列普炉　自动化控制应采用集散控制系统，选用适合中小企业的典型　结构：控制站＋通信系统＋操作站。活化炉的各项工艺参数　（如温度、压力等）由各种现场检测仪器仪表（如热电偶、压力　表等）检测，经相应的变送、转换或放大后，进入控制站做实时　处理，进行各种逻辑运算（如补偿运算、报警运算等），得到相　应的控制量，再转换为电压或电流信号送至伺服放大器，由执　行器完成回路控制。操作站主要执行显示监控、直接操作、系　统诊断等功能，设定点程序和处方，模拟流程，显示总貌、过　程、趋势以及报警信息，记录特殊数据、统计结果。　１．活化温度的控制　活化炉内二氧化碳、氧气的含量和各配风口的配风量，直　接关系到炉内吸热和放热两种化学反应的反应情况，是影响　活化温度的主要因素。因此，对活化温度的控制应采用串级　调节回路，执行器选用气动调节阀。活化温度控制原理框图　如图３所示。　

图３　２．蒸汽流量的控制　水蒸汽作为活化剂，它的注量和稳定性对产品质量和产　量有重要影响。在实际生产过程中，水蒸气压力波动比较频　繁，可以采用压力补偿方式，通过对阀门开度进行调节，保证　蒸汽流量处于工艺要求的范围内。范汽流量控制原理框图如　图４所示。　３．活化时间的控制　一８６一　图４　在实际生产中，活化时间指的是物料在活化炉内的停留　时间，决定物料的补充炭化时间、活化反应时间，是影响产品　质量和产量的重要因素。我们可以通过自动定时定体积卸料　来实现活化时间的自动控制。控制原理框图如图５所示。　

图５　４．冷热两半炉的自动切换　两半炉的自动切换过程可以这样设计：首先由控制器发　出启动信号，开启电磁阀接通压缩空气，通过气缸打开或关闭　

维普资讯 http://www.cqvip.com 蒸汽、空气、烟道气闸阀，然后将到位信号送入控制器，自动完　成整个切换周期。　

四、斯列普炉自动化控制方案的评价　１．对斯列普活化炉进行自动化控制改造，将有效地克服　斯列普炉自身的缺陷，提高我国活性炭生产的控制水平，增强　我国活性炭企业的竞争力。　２．自动化控制，避免了人工控制的随意性和不确定性，可　以保证预定工艺方案的有效实施，提高产品质量和产量。　３．自动化系统能够比较准确地控制蒸汽流量，既可以保　证工艺方案的气量要求，又能大幅度降低蒸汽消耗。　４．自动化系统能够及时调控活化炉内各点温度，从而避　免了因局部温度过高造成结焦堵炉的现象，有利于延长活化　炉的使用寿命。　总之，本方案具有以下特点：～是有效。既能提高产品质　（上接第８１页）　典型调查的程序一般是：第一步，根据工作需要确定调查目　标；第二步，根据调查目标，选择调查典型。典型要有代表性，　要有典型意义；第三步，制定调查方案，实施调查研究；第四　步，针对典型调查的局限性，把典型调查的结果拿到总体调查　的一些点上去检验，进行随机调查，以确保典型调查的科学　性、准确性。　——抽样调查。这也是近年来常用的一种调查研究方　法。抽样调查，就是按随机的原则，从调查对象的总体中抽取　作为总体代表的若干单位作调查点进行调查，并以部分的抽　样调查结果来推算总体。抽样的方法，根据调查的目的和对　象不同，有的采用纯随机抽样，也叫简单抽样，就是按随机的　原则，直接从总体中抽取样本的办法；有的采用分类抽样，也　叫分层抽样，就是将总体划分若干类组、层次，然后在每类组、　每层次中随机抽样调查。还有一种抽样的办法是群体抽样。　这种样不是从总体中抽个体，而是抽群体，并对各个群体进行　全面调查。在实际工作中，究竟采用哪种抽样方法好，应根据　调查的需要选定。为避免局限性，还可把抽样调查与全面调　查结合起来。　山西煤炭管理干部学院学报　２００３年第４期　量和产品产量，又能减少蒸汽消耗，还能延长活化炉寿命；二　是可行。所采用的自动化系统和设备已在其他工业生产领域　得到广泛应用，性能可靠，运行稳定，便于操作，容易维护；三　是经济。原有设备不变，只增加少量的自动化设备，就能起到　保质增产降耗的功效，创造更高的经济效益；四是开放。抓住　了斯列普活化炉主要的控制要素，为更高水平的自动化控制　奠定了基础，也预留了相关的接口和空间。生产企业可根据　自身实际情况，增加更多的检测点和控制对象。　

参考文献：　［１］　曹玉登．煤制活性炭及污染治理［Ｍ］．北京：中国环境科　学出版社，１９９８．　［２］鲍风雨．自动化设备及生产线调试与维护［Ｍ］．北京：机　械工业出版社，２００２．　

『．—ｒ　—＿—ｒ　—丫—ｒ］—　—ｒ—ｒ—ｒ—ｒ１　——全面调查。全面调查也叫普查，即对总体所有单位　进行调查。这种方法也是经常使用的，好处在于结果准确可　靠，缺点是费时费力，有时是时间和财力所不能允许的。　——民意测验。民意测验是目前世界上十分通行的一种　社会调查方法，在我国也Ｅｔ益受到各级领导的重视，并把它作　为发扬社会主义民主的一种形式。干部管理工作中所搞的民　主测评，就是这种类型。但这种方法要不断完善和科学化，谨　防“强奸民意”。　

——建立固定调查点及聘请联络员。即成立专门机构，　配备专职人员，有计划地选择一定数量、具有不同类型代表的　长期固定调查点，系统地进行调查。是一种把调查工作经常　化的方法。　——运用现代信息手段进行调查。利用计算机和网络等　现代媒体进行问卷调查。此外，还可以根据调查目的和对象，　采用重点调查、会议调查、统计调查、试点调查等方法。在运　用这些方法时，应特别注意两点：一是根据调查的需要，可把　几种方法结合起来综合应用，不要单纯采用一种方法，以避免　局限性；再一点就是要重视统计工作，不论采用什么方法调　查，都要注意定量分析。　

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