轻质碳酸钙生产的自动化控制

2019-11-28刘丽娟

建材发展导向 2019年21期

刘丽娟

（石家庄市生态环境局井陉县分局，河北石家庄 050300）

轻质碳酸钙生产在我国已有九十多年历史，产品质量、产品产量、产业规模、产业的清洁化生产等方面，都有了长足的发展。但与国际先进水平相比，扔存在着很大的差距。最突出的一点就是自动、智能化控制水平相对落后。行业自动、智能化的研发投入滞后，是当前行业发展较薄弱的环节。

1 国内轻质碳酸钙行业的生产现状

轻质碳酸钙生产的基本工艺是：

煅烧→消化→碳化→增浓→脱水→烘干→筛粉→装包。

国内生产企业的规模大小，是以烘干能力的大小而定，为提高产量只能提高烘干能力，这样就形成了单线、双线、三线乃至四线的基本格局。

从石灰石的煅烧来看，基本消灭了土立窑，大多采用的了机立窑，窑型、容量、鼓风大小不一样，卸料、布料、温控其自动化控制差别较大。

消化工段均为回转化灰、槽式化灰、轮式化灰，有的有破碎，有的有筛粉，各有不同。消化实现了机械化，但还没有实现自动化，智能化难度更高，难就难在石灰的质量，石灰的计量，水的温度，水的计量，不确定性相当高，适应性较差。

浆液沉化的时间不是越长越好，但必要的沉化是肯定的，如何沉化，沉化多长时间，要因企而定，因品质而定，因石灰石的质量而定。

碳化是碳酸钙生产的核心工段，国内这几年大多采用了罗茨风机碳化，即低塔碳化，但是从注浆、验浆、放浆、风机启动、窑气净化，大都为人工操作，这样对产品质量的稳定性影响很大。

增浓脱水工艺近几年有了很大变化，一是增浓由自然沉淀改为增浓器，缩短了增浓时间、保持了浆液温度，为全自动刮刀离心机的应用，创造了条件，极大的改善了操作环境，滤饼水含量由原来的31%～35%，降到了现在25%—28%之间，烘干成本大幅降低。

烘干工艺经过了几十年的发展，从原始的地炕烘干到大回转烘干，再到列管烘干，盘式烘干，传热介质由煤到焦，再到天然气。由于滤饼水含量的大幅降低，烘干能力大大增强，单线五万吨、六万吨乃至九万吨的生产线不断出现，这样就为规模化生产打下了基础。

筛粉、装包是轻质碳酸钙生产的末端，传统的方法大多采用框架筛和简易人工装包的方式。近几年由于环保力度的加大，大多改用气流筛和分选机（南方以气流筛为主，北方以分选机为主）。装包机也进行了改进，现场环境有了很大改观。

纵览国内普通碳酸钙行业的生产状况，单体规模不断扩大，生产环境有了质的变化，部分工艺单元的自动化有了进一步的提高。

2 碳酸钙生产的自动化控制

随着二十一世纪科学技术的迅速发展，特别是互联网+对传统产业带来了提升的极大空间。由过去的不可能变成了可能，从当前国内碳酸钙生产的现状中不难发现，我们的自动化控制仍然是行业的薄弱环节。虽然在某些工艺单元上实现了自动化，但整体控制差距较大。如石灰窑煅烧、脱水、增浓系统联动控制较好，但与整个工艺结合上就显得不足。

石灰消化是轻钙生产中环境保护最难控制的一个环节，由于受煅烧、消化、排渣等方面的影响，实现自动化必须与消化、沉化、精制、尾气排放、废渣收集排放、废桨控制等全面考虑。

由于消化工艺受外部环境的影响较多，如水质、水温、石灰的块径、石灰的活性度、沉化所需的时间、精制设备的处理能力及浆液温度的要求各不相同。实现全自动化就很难，这也是目前单元控制较弱的原因之一。我们目前仅仅做到了机械化，自动化还差的很多。

碳化自动化不论是高塔碳化还是低塔碳化，都是完全可以实现自动化。从浆液注浆、风机启动到验浆、泄浆、阀门切换，只是在控制手段和措施上有所不同。

液位控制可用压力传感也可用短路控制，碳化监测用温度PH 值控制，也可用温度导电率仪控制。所有的浆液阀门均采用气动阀门。因为气动阀门可在应急条件下实时关闭。

从窑气洗涤到所有动力开启，上浆、验浆、泄浆、阀门泄露及应急停电处理等方方面面都通过数据连接自动控制。刮刀离心机的自动化程度完全可以满足碳酸钙行业的需要，只要在此基础上进行远程控制，并按照设备的运行时间进行设定和安全保护，就可实现多台联动、系统自动。

烘干工艺目前国内以两大烘干设备为主，一是盘式烘干，二是大回转干燥。传热介质也有两种，一种是导热油，一种是蒸汽。根据滤饼水含量的大小，产品产量的大小，控制其温度，控制其转速，控制进料均匀，并在排潮口加装尾气除尘器，即可实现烘干自动化。

筛粉、计量、装包是轻质碳酸钙生产的末端工艺，也是粉尘控制产量高低、劳动强度大小很关键的工艺。首先工艺设备选型很重要。有的企业已安装机械手，可就是没有用武之地。为什么会产生这些问题，其根本问题就是设备选型没有匹配好，环境好就要在密闭负压操作上做好文章，效率高就要在自动化控制上做好，就要在风的动能上选择设备，只有这样筛粉、装包工艺才能实现自动化。