干燥操作单元机械化、自动化设计指导方案

PAGEIII干燥操作单元机械化、自动化设计指导方案目录1物料种类 12干燥分类 13干燥的操作方式 13.1间歇操作 13.2连续操作 14机械化、自动化操作要求 24.1间歇操作 24.1.1进料 24.1.1.1液体进料 24.1.1.2固体进料 34.1.2出料 34.1.3干燥过程 34.2连续操作 44.2.1进料 44.2.1.1液体进料 44.2.1.2固体进料 54.2.2出料 54.2.3干燥过程 54.3其他 65集中控制的要求 76典型干燥单元设计方案 76.1某企业干燥单元自动化设计方案一 76.1.1工艺简述 76.1.2合成橡胶干燥单元采用的“机械化换人、自动化减人”设计方案 86.2某企业干燥单元自动化设计方案二 96.2.1工艺简述 96.2.2干燥单元采用的“机械化换人、自动化减人”设计方案 91物料种类干燥是指在化学工业中，常指借热能使物料中水分（或溶剂）气化，并由空气或者惰性气体带走所生成的蒸气的过程。例如干燥固体时，水分（或溶剂）从固体内部扩散到表面再从固体表面气化，干燥可分为自然干燥和人工干燥两种，干燥物料的种类一般为含湿固体、液体物料、浆状物料、膏状物料。2干燥分类对于干燥方法的分类，按加热方式，可分为对流、传导、辐射、高频和微波、闪蒸干燥等；按干燥器的结构形式和运行形式，可分为管式、塔式、箱式、隧道式（带式）、回转圆筒式、滚筒式、射流式、喷雾干燥、沸腾干燥、真空干燥及冷冻干燥等。干燥方法的选择要综合考虑被干燥物料的性质，XX物理特性，热敏性，腐蚀性，毒性，可燃性，磨损性及粒径大小等。3干燥的操作方式干燥的单元操作方式主要有两种：间歇操作和连续操作。3.1间歇操作间歇操作的特征是将物料一次性定量加入干燥设备，然后进行干燥操作，干燥结束后采出全部物料，继而进行下一生产周期的操作。3.2连续操作连续操作的特征是连续地将原料加入干燥设备，干燥后的产物也连续地从设备采出。4机械化、自动化操作要求4.1间歇操作间歇操作的机械化、自动化操作要求主要是对进料、出料、干燥过程等的控制。4.1.1进料4.1.1.1液体进料（1）采用动量输送设备（泵等）向干燥单元进料，设置流量计、自动控制阀，流量与自动控制阀、动量输送设备联锁，实现远程自动控制。动量输送设备，如泵采用远程自动启停、调节，或者通过远程控制变频、调节。本章节涉及的此类设备按此要求执行。（2）采用计量槽向干燥单元进料①采用动量输送设备（泵等）向计量槽进料，进料管线设自动控制阀、计量槽设置液位计（或称重模块），液位（或重量）与自动控制阀、动量输送设备联锁，实现远程自动控制。②计量槽出料通过重力（或动量输送设备）向干燥单元进料，计量槽设置称重模块（或液位计），重量（或液位）与计量槽出料阀和干燥单元进料阀（泵）联锁，实现远程自动控制。（3）采用压料方式向干燥单元进料，进料管线设置流量计、自动控制阀，流量与压料罐出料阀和干燥单元进料阀联锁，实现远程自动控制。根据生产工艺具体情况，当进料管线设置流量计和调节阀时，出料管线可不设置流量计和调节阀。4.1.1.2固体进料固体物料通常有粉末状、颗粒状、大粒状、块状等形态，物料的形态不同则进料方式不同。固体物料的进料方式主要有两种，一种是气力输送，另一种是机械输送。采用机械输送或气力输送方式由上游工序向干燥单元进料，干燥单元料仓设料位计或称重模块，料位或重量与机械输送或气力输送系统联锁。料仓出口设置给料器（如旋转阀）、插板阀，料位（或重量）与给料器、插板阀等输送设备联锁。实现远程自动控制。4.1.2出料固体物料的出料方式主要有两种，一种是气力输送，另一种是机械输送。固体物料下游接收设备设料位或重量，料位或重量与气力输送或机械输送系统联锁，实现远程自动控制。干燥过程（1）沸腾干燥控制参数为温度、压力、干燥设备电机电流、原料进料量、风量等，实现干燥过程的机械化、自动化操作要求：=1\*GB3①远程监控温度、压力、压差、风量、干燥设备电机电流等参数。=2\*GB3②通过自动调节热媒风量、排风风量、原料进料量等远程控制干燥单元温度或压力。=3\*GB3③热媒系统采用远程自动控制。=4\*GB3④电机电流控制室集中显示报警，远程控制。（2）真空干燥控制参数为温度、压力、原料进料量等，实现干燥过程的机械化、自动化操作要求：=1\*GB3①远程监控温度、压力、热媒量、干燥设备电机电流等参数。=2\*GB3②通过自动调节热媒量、真空调节阀等手段远程控制干燥单元温度或压力。=3\*GB3③热媒系统、真空系统采用远程自动控制。=4\*GB3④电机启停、电机电流，控制室集中显示报警，远程控制。（3）喷雾干燥控制参数为温度、压力、原料进料量等，实现干燥过程的机械化、自动化操作要求：=1\*GB3①远程监控温度、压力、热媒等参数。=2\*GB3②通过自动调节热媒量、原料进料量等远程控制干燥过程温度。=3\*GB3③热媒系统、原料进料压力采用远程自动控制。=4\*GB3④电机启停、电机电流，控制室集中显示报警，远程控制。4.2连续操作连续操作的机械化或自动化手段主要是对进料、出料、干燥过程等的控制。4.2.1进料4.2.1.1液体进料液体经动量输送设备（如泵等）、压差等向干燥单元连续进料，设置流量计和自动控制阀，实现流量自动控制调节。根据生产工艺具体情况，当进料管线设置流量计和调节阀时，出料管线可不设置流量计和调节阀。4.2.1.2固体进料固体物料通常有粉末状、颗粒状、大粒状、块状等形态，物料的形态不同则进料方式不同。固体物料的进料方式主要有两种，一种是气力输送进料，另一种是机械输送进料。固体物料的投料应当根据工艺安全要求设置密闭添加设施。采用机械输送或气力输送方式由原料料仓向进料料仓进料，进料料仓设料位计或称重模块，料位或重量与机械输送或气力输送系统联锁。进料料仓出口设置给料器（如旋转阀）、插板阀，料位（或重量）与给料器、插板阀等输送设备联锁。实现远程自动控制。出料固体物料的出料方式主要有两种，一种是气力输送，另一种是机械输送。固体物料下游接收设备设料位或重量，料位或重量与气力输送或机械输送系统联锁，实现远程自动控制。干燥过程（1）沸腾干燥控制参数为温度、压力、干燥设备电机电流、原料进料量、风量等，实现干燥过程的机械化、自动化操作要求：=1\*GB3①远程监控温度、压力、压差、风量、干燥设备电机电流等参数。=2\*GB3②通过自动调节热媒风量、排风风量、原料进料量等远程控制干燥单元温度或压力。=3\*GB3③热媒系统采用远程自动控制。=4\*GB3④电机启停、电机电流，控制室集中显示报警，远程控制。（2）真空干燥控制参数为温度、压力、原料进料量等，实现干燥过程的机械化、自动化操作要求：=1\*GB3①远程监控温度、压力、热媒量、干燥设备电机电流等参数。=2\*GB3②通过自动调节热媒量、真空调节阀等远程控制干燥单元温度或压力。=3\*GB3③热媒系统、真空系统采用远程自动控制。=4\*GB3④电机启停、电机电流，控制室集中显示报警，根据生产工艺具体情况可远程控制。（3）喷雾干燥控制参数为温度、压力、原料进料量等，实现干燥过程的机械化、自动化操作要求：=1\*GB3①远程监控温度、压力、热媒风量等参数。=2\*GB3②通过自动调节热媒量、原料进料量等远程控制干燥过程温度。=3\*GB3③热媒系统、原料进料压力系统采用远程自动控制。=4\*GB3④电机启停、电机电流，控制室集中显示报警，远程控制。4.3其他针对特殊的工艺物料，如特殊的易燃、易爆、有毒、有腐蚀性等介质，在干燥过程（进料、干燥、出料）中存在诸多安全风险，应在基础设计阶段开展危险和可操作性分析（HAZOP），及预先危险分析（PHA）或事故树分析（ETA）等定量定性风险评价方法，对整个干燥过程的危险性进行分析。根据分析结果设置相应的机械化及自动化手段。现场阀门的开关切换等有人员现场操作，应采用机械化和自动化的手段来实现现场无人操作。5集中控制的要求干燥单元操作过程参数（如液位、压力、温度、流量、称重、电流、震动等）远传至DCS系统。进料、出料及干燥过程的操作，通过DCS系统实现远程自动控制。6典型干燥单元设计方案6.1某企业干燥单元自动化设计方案一某企业合成橡胶干燥单元“机械化换人、自动化减人”设计方案。该工序将凝聚工序制得的合成橡胶溶液通过蒸发干燥并整形，通过无人连续化生产操作制成产品。6.1.1工艺简述由凝聚釜颗粒泵输送来的颗粒橡胶和热水经胶粒缓冲罐溢至1#振动脱水筛，热水经筛孔流出送至凝聚，循环使用。1#振动脱水筛将颗粒胶振送至洗胶釜，大量的水蒸气经排风管排至高空大气中。在洗胶罐中的颗粒在洁净的软水水浴中（软水来自锅炉）经搅拌翻滚，洗涤其中残存的催化剂及其他杂质，并将颗粒的温度降低，洗胶水颗粒胶再从洗胶釜溢流到2#振动脱水筛，洗涤水经筛孔流回洗涤水罐，再由洗涤水泵送至洗胶罐，循环使用。2#振动脱水筛将胶粒送至挤压脱水机，然后送入膨胀干燥机，橡胶通过膨胀干燥机的多孔模板排出时，压力降使水瞬间汽化，汽化使高弹性橡胶膨胀成多孔粒状，带走水汽排出，而达到橡胶干燥的目的，使水分降至约1%。然后橡胶被送到干燥流化床、1#振动输送机、2#振动输送机，最后使橡胶中的水分降至0.5%以内。由流化床来的胶料经振动分料机、振动给料机送至电子定量秤、压块机称量压块、制作为重量为25kg的胶块。成品胶块经延伸输送机、交替输送机后通过检测、自动剔除不合格胶块，合格的胶块再经簿膜包装机、自动装袋机、纸袋缝纫机包装缝袋，制成橡胶成品，最后由输送带送往橡胶库房，实现本单元全自动操作过程。6.1.2合成橡胶干燥单元采用的“机械化换人、自动化减人”设计方案6.1.2.1进出料自动化手段（1）颗粒橡胶液进料管线设泵、流量计和调节阀，其流量由流量计和调节阀实现自动控制。（2）出料通过称重模块进行自动控制。（3）洗涤水通过洗涤水管线上的流量计和调节阀实现自动控制。6.1.2.2蒸发干燥自动化手段（1）挤压脱水机、膨胀干燥机设置温度和压力显示和控制蒸汽流量调节阀的进蒸汽量，电机设置电流远程显示和报警。（2）干燥流化床上设置温度显示和控制鼓风机的热空气调节阀风量，设置压力显示和报警，设置流化床电机的远程显示和报警，鼓风机出口的热箱换热器设置温度远程显示和报警，引风机管线上设置远程温度显示和报警。（3）压块机上设置电子定量秤，通过称重模块控制进入压块机的物料进入量。6.1.2.3冷凝器自动化手段冷却水回水管线设远传温度和压力表集中显示、报警。6.2某企业干燥单元自动化设计方案二某制药企业干燥单元“机械化换人、自动化减人”设计方案。该工序将离心后的物料经蒸发干燥制成产品，通过自动化控制手段实现本单元的间歇无人操作。6.2.1工艺简述离心后的物料经自动输送机进入干燥缓冲罐，干燥缓冲罐设置称重模块与双锥干燥器的进料接头上部气动开关阀进行联锁，通过称重模块控制气动开关阀的开启和关闭，物料向双锥干燥器的定量加入后，自动控制阀与进料接头自动断开，双锥干燥按照设定的温度和时间进行物料干燥，干燥完成后的物料同样通过双锥干燥器的出料接头下部设置气动开关阀远程控制开启和关闭，干燥后物料通过输送设备自动输送到下一个工序，实现本单元现场无人间歇操作过程。6.2.2干燥单元采用的“机械化换人、自动化减人”设计方案6.2.2.1进出料自动化手段（1）干燥缓冲罐的出料、双锥干燥器的进料通过称重模块进行自动控制，通过控制