[发明专利]秸秆纤维预处理阶段温湿度检测控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动检测控制系统，更具体的说涉及一种纤维素制乙醇的工业过程参数的自动检测控制系统。

背景技术

目前，随着生产工艺技术的发展，工艺过程参数的控制系统，基本上采用了DCS为装置的控制系统，在DCS控制系统中，逐渐开发了很多先进控制和过程模拟控制技术，给很多装置带来了可观的经济效益，对装置控制系统的优化越来越受到各企业重视。

能源危机和环境污染问题，使得纤维素燃料制乙醇工业快速发展，第一代燃料制乙醇以粮食作为原料，长此以往会影响粮食安全和饲料安全。第二代燃料制乙醇以植物纤维为原料，植物纤维是地球上现存最大的资源，尤其是利用农作物秸秆，每年的产出量很大，不存在能源耗尽的问题。农作物秸秆是资源战略的重点之一。

秸秆制乙醇工艺，包括秸秆纤维预处理、纤维素水解、发酵、蒸馏等过程，其中发酵、蒸馏工艺，已在粮食燃料制乙醇中得到非常成熟的经验。对于秸秆制乙醇工艺控制过程来说，纤维素水解是核心技术，水解作用直接涉及乙醇产率，为保证水解作用的效果，为提高农作物秸秆利用率，在纤维预处理阶段的过程参数，必须控制在水解作用所要求的最佳状态，对于秸秆制乙醇行业的发展，纤维预处理阶段过程参数的控制显得非常重要，充分利用现有的先进控制手段，将秸秆纤维预处理阶段的过程参数控制的精确，使其操作稳定是非常必要的。

纤维素水解的方法，有稀酸法、碱法、蒸汽爆破法、湿氧法等，其中蒸汽爆破法消耗的能量少，对环境污染小，废水易处理，是一种非常有效的水解方法，投资和运行成本低。蒸汽爆破法是用高温高压蒸汽通过扩散、渗透纤维的细胞壁，然后迅速使其减压后，纤维体核爆裂，水解作用彻底作用到细胞内，使水解得到最好的收率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种纤维素蒸汽爆破条件的预处理过程中的温湿度检测控制系统。

秸秆纤维预处理工艺流程简述：

打包来的秸秆，用铲车运输至粗切工序，秸秆包被打开，将秸秆切成小于25mm长条状，经过振动筛除去大部分农田土，再经过风选分离，将石头、金属等杂物去除，通过风力输送，将秸秆送入精切工序，经过精切工序，将秸秆切成小于6mm长条状，输送至储料仓，此时需要测量秸秆湿度。将小于6mm长秸秆纤维输送至浸泡器中，浸泡时间约30分钟，此过程需要调节原料的湿度，以使原料混合均匀，以确保下一步水解工序操作的最佳条件。

在浸泡器过程中，就是进入水解器之前的纤维，需要达到的参数指标：

密度：85kg/m³～95kg/m³

湿度：45％～55％

温度：50℃～70℃

其中，密度是由湿度指标决定的，在纤维预处理阶段，主要控制参数是温度和湿度。

秸秆纤维预处理温湿度的检测方法

温度测量利用热电阻Pt100，热电阻Pt100连有温度传送器。纤维物的湿度测量，采用在线水分测控仪。

在线水分测控仪，由传感器、转换器构成湿度检测仪，采用高频发射方法，采集被测物水分，由于被测物质的水分不同，采集进传感器的频率不同，将频率转换为转换器电流信号，向外输出4～20mA的标准信号，在DCS控制系统中进行相应的水分控制。由智能化小型计算机及控制单元组成，将采集来的传感器电流信号进行处理，同时在显示屏上还可提供水分数据、被测物质的分类选择、温度校正等功能。

秸秆纤维预处理湿度检测控制系统

传统的检测控制系统，在储料仓上设有秸秆纤维在线水分测控仪及其指示仪；有一个单回路的检测控制系统，在1#螺杆输送机和2#螺杆输送机之间设有称重仪，传感器的输出信号送入称重指示器，称重仪测量的参数转换成需要加入工艺水的流量参数，其称重指示器输出信号送入工艺水的流量调节器，作为流量调节器的给定值。工艺水进口管上设有孔板，孔板连有差压传送器，差压传送器输出信号作为测量值信号，在流量控制器中实现控制功能，这个检测控制系统，有以下不足之处：

忽略了蒸汽量给纤维湿度带来的影响。

没能实现浸泡后纤维湿度的反馈控制，控制结果仍然存在偏差。

忽略了浸泡前纤维湿度的影响。