低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置及方法

技术领域

本发明涉及低锡烟化炉冶炼技术领域，更具体的说是涉及一种低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置及方法。

背景技术

烟化炉吹炼主要以硫化挥发法对顶吹炉渣、铝渣电炉熔炼渣、锡次精矿、锡中矿等含有锡等有价金属加以回收。传统方式将熔融的顶吹炉渣由热料加入口加入烟化炉内，电炉渣、锡次精矿、锡中矿、熔剂、硫磺配料后，由冷料加入口加入烟化炉内反应，实现造渣、还原、硫化挥发等过程。该方式在硫磺在下降过程中遇高温造成大量硫磺未参加反应便挥发浪费，此外在高温下燃烧产生二氧化硫气体，导致硫磺利用率较低。

为解决以上问题，本发明提出一种低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置及方法，不仅能大大提高环保质量、减少人员干预、提高生产效率，也实现了操作一键化控制。因此发明一种低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置及方法，解决硫磺浪费的问题，最大限度上节约公司运行成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置及方法，解决传统皮带式顶部加料造成的硫磺浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置，包括依次连接的DCS管理层、DCS控制层和现场设备层；

其中，所述DCS管理层包括工程师站和DCS组态服务器；

所述DCS控制层包括DCS控制器、数据采集模块和输出数据模块；所述工程师站和DCS组态服务器均与所述DCS控制器连接；所述DCS控制器还分别与数据采集模块和输出数据模块连接；

所述现场设备层包括数据检测仪表和现场执行机构；所述数据检测仪表与所述数据采集模块连接；所述现场执行机构与所述输出数据模块连接。

优选的，所述数据检测仪表包括：

称重检测仪、氮气压力检测仪、氮气流量检测仪、喷吹压力检测仪图像分析仪和烟气分析仪；

所述现场执行机构包括：

进料罐、喷吹罐、圆顶阀、旋转给料机、旋转排气阀、氮气硫化阀、喷吹阀、氮气输送阀、加压阀、载硫阀、下料电动球阀、硫磺喷枪、烟化炉和料位开关；

其中，所述进料罐、圆顶阀、喷吹罐以及所述旋转给料机从上到下依次连接；

所述喷吹罐的顶部的一侧与所述旋转排气阀连接，另一侧与所述加压阀、氮气流量检测仪以及氮气输送发阀依次连接；

所述氮气压力检测仪和所述氮气硫化阀分别与所述喷吹罐和所述旋转排气阀之间的管路连接，其中所述氮气压力检测仪靠近所述喷吹罐一侧，所述氮气硫化阀靠近所述旋转排气阀一侧；

所述喷吹阀的一端与所述氮气流量检测仪和加压阀之间的管路连接，另一端与所述旋转给料机连接；

所述载硫阀的一端与所述氮气流量检测仪和加压阀之间的管路连接，另一端与所述喷吹压力检测仪、硫磺喷枪依次连接；

所述下料电动球阀的一端与所述旋转给料机连接，另一端与所述载硫阀和喷吹压力检测仪之间管路连接；

所述硫磺喷枪贯穿至所述烟化炉内的底部；所述图像分析仪和所述烟气分析仪均位于所述烟化炉的顶部并与所述烟化炉连接；

所述料位开关设置于所述喷吹罐的侧壁；

所述称重检测仪设置于所述喷吹罐的两侧壁。

优选的，上述装置还包括：工业以太网和交换机；

所述工程师站以及所述DCS组态服务器通过工业以太网与所述交换机连接，所述交换机与所述DCS控制器连接。

优选的，上述装置还包括：

所述交换机与所述DCS控制器之间连接有LBUS总线；

所述DCS控制器通过EBUS总线分别与所述数据采集模块和输出数据模块连接。

在本发明中，现场执行机构中的所有装置的控制信号都与输出数据模块连接。

本发明的另一个目的在于提供一种低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹方法，采用上述装置，包括：

(1)启动装置，结合DCS控制层采集的现场数据，首先判断喷吹罐中的硫磺重量是否低于设定值，并进行硫磺的补充；

(2)补充结束后，根据图像分析仪判断烟化炉内熔炼情况，若完全熔化，则打开载硫阀、氮气输送阀，启动旋转给料机，打开下料电动球阀，判断喷吹压力大于1.0kPa且旋转给料机转速大于2r/min时，打开喷吹阀、加压阀，同时设定硫磺理论喷吹值为计算值的90％；

(3)吹炼过程中，加料过程中判定渣中锡含量是否大于0.2％，并根据烟气分析仪检测情况判断是否对硫磺增减，控制烟气中SO

(4)渣中锡含量小于0.2％时，停止硫磺喷吹，氮气输送阀和载硫阀仍保持开启状态直到放渣结束，防止喷枪及喷吹管道堵塞，同时，控制程序进入下一个吹炼周期。

优选的，上述装置中，通过工程师站、DCS组态服务器编写的控制程序，进行硫磺喷实际喷吹量计算，再根据实际所需值对旋转给料机转速进行PID调节。

优选的，所述的硫磺实际喷吹量根据每秒钟喷吹罐减少的重量乘以3600秒得到实际喷吹瞬时值。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的自动喷吹系统根据烟化炉内物料熔炼情况选择自动喷吹系统启动，启动过程各个执行系统根据设定条件进行相应，整个过程实现了一键化自动控制，大大减少了人工干预，提高了生产效率，在全球粗锡冶炼行业彰显工艺控制亮点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置结构图；

图2为本发明提供的低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置中现场执行机构结构图；

图3为本发明提供的低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置中自动控制程序逻辑控制图。

其中，图1中：

111-工程师站；112-DCS组态服务器；113-工业以太网；114-交换机；115-LBUS总线；116-DCS控制器；117-EBUS总线；118-数据采集模块；119-输出数据模块；120-现场数据检测仪表；121-现场执行机构；

图2中：

1-进料罐、2-圆顶阀；3-喷吹罐；4-旋转给料机；5-称重检测仪；6-旋转排气阀；7-氮气硫化阀；8-氮气压力检测仪；9-喷吹阀；10-氮气输送阀；11-氮气流量检测仪；12-加压阀；13-载硫阀；14-喷吹压力检测仪；15-下料电动球阀；16-硫磺喷枪；17-烟化炉；18-图像分析仪；19-烟气分析仪；20-料位开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹装置，包括依次连接的DCS管理层、DCS控制层和现场设备层；

其中，DCS管理层包括工程师站111和DCS组态服务器112；

DCS控制层包括DCS控制器116、数据采集模块118和输出数据模块119；工程师站111和DCS组态服务器112均与DCS控制器116连接；DCS控制器116还分别与数据采集模块118和输出数据模块119连接；

现场设备层包括数据检测仪表120和现场执行机构21；数据检测仪表120与数据采集模块118连接；现场执行机构121与输出数据模块119连接。

其中，现场数据检测仪表包括：

称重检测仪5、氮气压力检测仪8、氮气流量检测仪11、喷吹压力检测仪14、图像分析仪18和烟气分析仪19；

现场执行机构包括：

进料罐1、圆顶阀2、喷吹罐3、旋转给料机4、旋转排气阀6、氮气硫化阀7、喷吹阀9、氮气输送阀10、加压阀12、载硫阀13、下料电动球阀15、硫磺喷枪16、烟化炉17、和料位开关20；

其中，进料罐1、圆顶阀2、喷吹罐3以及旋转给料机4从上到下依次连接；

喷吹罐3的顶部的一侧与旋转排气阀连接6，另一侧与加压阀12、氮气流量检测仪11以及氮气输送发阀10依次连接；

氮气压力检测仪8和氮气硫化阀7均与喷吹罐3和旋转排气阀6之间的管路连接，其中氮气压力检测仪8靠近喷吹罐3一侧，氮气硫化阀7靠近旋转排气阀6一侧；

喷吹阀9的一端与氮气流量检测仪11和加压阀12之间的管路连接，另一端与旋转给料机4连接；

载硫阀13的一端与氮气流量检测仪11和加压阀12之间的管路连接，另一端与喷吹压力检测仪14、硫磺喷枪16依次连接；

下料电动球阀15的一端与旋转给料机4连接，另一端与载硫阀13和喷吹压力检测仪14之间管路连接；

硫磺喷枪16贯穿至烟化炉内17的底部；烟化炉17的顶部分别连接有图像分析仪18和烟气分析仪19；

料位开关20设置于喷吹罐3的侧壁；

称重检测仪5设置于喷吹罐3的两侧壁；

在本实施例中，该装置还包括：工业以太网113和交换机114；

工程师站111以及DCS组态服务器112通过工业以太网113与交换机114连接，交换机114与DCS控制器116连接。

在本实施例中，交换机114与DCS控制器之间116连接有LBUS总线115；

DCS控制器116通过EBUS总线117分别与数据采集模块118和输出数据模块119连接。

在本实施例中，现场执行机构中的所有装置的控制信号都与输出数据模块119连接。

实施例2

本实施例提供了一种低锡烟化炉加颗粒硫磺硫化挥发的自动喷吹方法，包括：

通过进料情况，选择喷吹系统一键启动，结合控制层采集的现场数据，首先判断喷吹罐3中的硫磺重量是否低于设定值，并进行硫磺的补充。补充结束，根据图像分析仪18判断烟化炉内17熔炼情况，若完全熔化，则打开载硫阀13、氮气输送阀10，启动旋转给料机4，打开下料电动球阀15，判断喷吹压力大于1.0kPa且旋转给料机4转速大于2r/min时，打开喷吹阀9、加压阀12，同时设定硫磺喷吹值为计算值的90％，吹炼过程中，加料过程中判定渣中锡含量是否大于0.2％，并根据烟气分析仪19检测情况判断是否对硫磺增减，控制烟气中SO

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。