沉淀法二氧化硅反应过程的智能控制方法技术

本发明专利技术属于精细化工反应工程技术领域，尤其涉及沉淀法二氧化硅反应过程的智能控制方法。通过针对沉淀法二氧化硅反应工艺设计特定的控制装置，包括各储罐、管路连接以及各类泵、阀、计量仪器仪表的连接位置关系，并根据这些控制装置设计特定的控制方法，并将控制方法设计相应的控制程序写入DSC中，通过DSC与各类泵、阀、计量仪器仪表电连接，实现沉淀法二氧化硅的连续自动化生产，使过程中各项工艺参数得到自动调整与精准控制。到自动调整与精准控制。到自动调整与精准控制。

【技术实现步骤摘要】
沉淀法二氧化硅反应过程的智能控制方法


[0001]本专利技术属于精细化工反应工程
，尤其涉及沉淀法二氧化硅反应过程的智能控制方法。

技术介绍

[0002]沉淀法二氧化硅是运用化学方法改变物质组成、结构或合成新物质的技术，也就是化学工艺，所得产品被称为化工产品。起初，生产这类产品的是手工半自动操作生产设备模式，物料进料、出料、混合等都要人工开关阀门与调节计量仪器，后来演变为大问部分设备采用DSC人工操作模式，并逐渐形成了一个特定的沉淀法二氧化硅生产行业。人员操作与化工产品的质量稳定性关系十分密切，沉淀法二氧化硅类化工产品当前在各个领域得以广泛使用，由于其粒径较小，表现出特有的一些性质，广泛用作橡胶补强剂、塑料的填充剂、纸张的上胶剂和强化剂、牙膏的摩擦剂、涂料和油墨的消光剂和增稠剂、农药的载体和防结块剂等等。橡胶工业中加入高性能纳米二氧化硅，可显著提高胶料的硬度、耐撕裂强度及耐磨性等物理化学性能：用其制作轮胎，可降低轮胎的滚动阻力，而对抗湿滑性没有影响；加入油墨、油漆和涂料中，可使颜料色泽更鲜艳、漆膜稳固不易脱落；加入塑料工业中，可提高塑料的强度、韧性、防水性能和耐老化性；加入造纸工业中，可提高纸张的白度，使纸张更轻、更适合在高速状态下印刷；加入农药中，可提高农药的吸收、散布能力等；添加到陶瓷等复合制品中，可以提高制品的硬度、耐磨性、韧性、光洁度和冷热疲劳等性能。
[0003]在纳米级沉淀法二氧化硅反应生产中工艺参数和工艺控制是整个生产过程的两大核心技术，反应过程需要对生产设备(各类泵、阀、计量仪器仪表、检测仪器仪表)进行生产的监测、调整与控制，但是由于人为因素、设备因素、原料因素和信息采集等原因，过程中各项工艺参数难以得到有效的精准控制，导致实际物料反应过程对比各项工艺参数不尽相同，造成生产质量无法保证，因此专利技术一种适用于沉淀法纳米级二氧化硅反应过程智能监测与控制设备是精细化工生产的巨大进步。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种沉淀法二氧化硅反应过程的智能控制方法，实现沉淀法二氧化硅的连续自动化生产，使过程中各项工艺参数得到自动调整与精准控制。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]沉淀法二氧化硅反应过程的智能控制方法，基于控制装置；
[0007]所述控制装置包括：浓硫酸储罐、稀释水罐、浓硅酸钠储罐、蒸气罐、稀硫酸储罐、稀硅酸钠储罐、热水储罐、浓碱储罐、反应罐和卸料罐；
[0008]所述浓硫酸储罐的出料端通过第一连接管与所述稀硫酸储罐的进料端连接；
[0009]所述浓硫酸储罐的出料端通过第十一连接管与所述反应罐的进料端连接；
[0010]所述稀释水罐的出料端通过第二连接管与所述稀硫酸储罐的进料端连接；
[0011]所述浓硅酸钠储罐的出料端通过第三连接管与所述稀硅酸钠储罐的进料端连接；
[0012]所述稀释水罐的出料端通过第四连接管与所述稀硅酸钠储罐的进料端连接；
[0013]所述稀硫酸储罐的出料端通过第五连接管与所述反应罐的进料端连接；
[0014]所述稀硅酸钠罐的出料端通过第六连接管与所述反应罐的进料端连接；
[0015]所述蒸气罐的出料端通过第七连接管与所述反应罐的进料端连接；
[0016]所述热水储罐的出料端通过第八连接管与所述反应罐的的进料端连接；
[0017]所述浓碱储罐的出料端通过第九连接管与所述反应罐的的进料端连接；
[0018]所述反应罐的出料端通过第十连接管与所述卸料罐的进料端连接；
[0019]所述第一连接管连接有第一液泵、第一电控阀和第一流量计；
[0020]所述第二连接管连接有第二液泵、第二电控阀和第二流量计；
[0021]所述第三连接管连接有第三液泵、第三电控阀和第三流量计；
[0022]所述第四连接管连接有第四液泵、第四电控阀和第四流量计；
[0023]所述第五连接管连接有第五液泵、第五电控阀和第五流量计；
[0024]所述第六连接管连接有第六液泵、第六电控阀和第六流量计；
[0025]所述第七连接管连接有第七液泵、第七电控阀和第七流量计；
[0026]所述第八连接管连接有第八液泵、第八电控阀和第八流量计；
[0027]所述第九连接管连接有第九液泵、第九电控阀和第九流量计；
[0028]所述第十连接管连接有第十液泵、第十电控阀和第十流量计；
[0029]所述第十一连接管连接有第十二液泵、第十二电控阀和第十一流量计；
[0030]所述稀硫酸储罐内设有第一液位监测仪；所述稀硫酸储罐连接有第一搅拌电机；
[0031]所述稀硅酸钠储罐内设有第二液位监测仪；所述稀硅酸钠储罐连接有第二搅拌电机；
[0032]所述反应罐内设有温度检测仪、pH检测仪、第三液位监测仪；
[0033]还包括DSC，所述DSC分别与第一液泵、第一电控阀、第一流量计、第二液泵、第二电控阀、第二流量计、第三液泵、第三电控阀、第三流量计、第四液泵、第四电控阀、第四流量计、第五液泵、第五电控阀、第五流量计、第六液泵、第六电控阀、第六流量计、第七液泵、第七电控阀、第七流量计、第八液泵、第八电控阀、第八流量计、第九液泵、第九电控阀、第九流量计、第十液泵、第十电控阀、第十流量计、第十二液泵、第十二电控阀、第十一流量计、第一液位监测仪、第二液位监测仪、温度检测仪、电导率检测仪、pH检测仪、第三液位监测仪、第一搅拌电机、第二搅拌电机和第三搅拌电机电连接；
[0034]所述控制方法包括以下步骤：
[0035]步骤1：DSC控制第一液泵、第一电控阀、第一流量计、第二液泵、第二电控阀、第二流量计打开，根据预设比例将浓硫酸储罐内的浓硫酸和稀释水罐内的水泵入稀硫酸储罐混合；直至第一液位监测仪监测到稀硫酸储罐内的液位达到预设的阈值H位时，控制第一液泵、第一电控阀、第二液泵、第二电控阀关闭；
[0036]同时，DSC控制第三液泵、第三电控阀、第三流量计、第四液泵、第四电控阀、第四流量计打开，根据预设比例将浓硅酸钠储罐内的浓硅酸钠和稀释水罐内的水泵入稀硅酸钠储罐内混合；直至第二液位监测仪监测到稀硅酸钠储罐内的液位达到预设的阈值H位时，控制第三液泵、第三电控阀、第四液泵、第四电控阀关闭；
[0037]步骤2：DSC根据第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计监测的实时流量值，分别计算稀硫酸储罐内浓硫酸、水的累计投料体积，分别计算稀硅酸钠储罐内浓硅酸钠、水的累计投料体积，分别计算各累计投料体积与预设值的误差；判断误差是否在预设的阈值范围内；以上误差若超出预设的阈值范围，则根据误差值选择性打开第一液泵、第二液泵、第三液泵或第四液泵，相应地选择性打开第一电控阀、第二电控阀、第三电控阀或第四电控阀，直至以上误差值达到预设的阈值范围内，关闭相应的电控阀和液泵；
[0038]DSC控制第一搅拌电机和第二搅拌电机持续搅拌预设的工艺时间后，停止搅拌；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.沉淀法二氧化硅反应过程的智能控制方法，其特征在于，基于控制装置；所述控制装置包括：浓硫酸储罐、稀释水罐、浓硅酸钠储罐、蒸气罐、稀硫酸储罐、稀硅酸钠储罐、热水储罐、浓碱储罐、反应罐和卸料罐；所述浓硫酸储罐的出料端通过第一连接管与所述稀硫酸储罐的进料端连接；所述浓硫酸储罐的出料端通过第十一连接管与所述反应罐的进料端连接；所述稀释水罐的出料端通过第二连接管与所述稀硫酸储罐的进料端连接；所述浓硅酸钠储罐的出料端通过第三连接管与所述稀硅酸钠储罐的进料端连接；所述稀释水罐的出料端通过第四连接管与所述稀硅酸钠储罐的进料端连接；所述稀硫酸储罐的出料端通过第五连接管与所述反应罐的进料端连接；所述稀硅酸钠罐的出料端通过第六连接管与所述反应罐的进料端连接；所述蒸气罐的出料端通过第七连接管与所述反应罐的进料端连接；所述热水储罐的出料端通过第八连接管与所述反应罐的的进料端连接；所述浓碱储罐的出料端通过第九连接管与所述反应罐的的进料端连接；所述反应罐的出料端通过第十连接管与所述卸料罐的进料端连接；所述第一连接管连接有第一液泵、第一电控阀和第一流量计；所述第二连接管连接有第二液泵、第二电控阀和第二流量计；所述第三连接管连接有第三液泵、第三电控阀和第三流量计；所述第四连接管连接有第四液泵、第四电控阀和第四流量计；所述第五连接管连接有第五液泵、第五电控阀和第五流量计；所述第六连接管连接有第六液泵、第六电控阀和第六流量计；所述第七连接管连接有第七液泵、第七电控阀和第七流量计；所述第八连接管连接有第八液泵、第八电控阀和第八流量计；所述第九连接管连接有第九液泵、第九电控阀和第九流量计；所述第十连接管连接有第十液泵、第十电控阀和第十流量计；所述第十一连接管连接有第十二液泵、第十二电控阀和第十一流量计；所述稀硫酸储罐内设有第一液位监测仪；所述稀硫酸储罐连接有第一搅拌电机；所述稀硅酸钠储罐内设有第二液位监测仪；所述稀硅酸钠储罐连接有第二搅拌电机；所述反应罐内设有温度检测仪、pH检测仪、第三液位监测仪；还包括DSC，所述DSC分别与第一液泵、第一电控阀、第一流量计、第二液泵、第二电控阀、第二流量计、第三液泵、第三电控阀、第三流量计、第四液泵、第四电控阀、第四流量计、第五液泵、第五电控阀、第五流量计、第六液泵、第六电控阀、第六流量计、第七液泵、第七电控阀、第七流量计、第八液泵、第八电控阀、第八流量计、第九液泵、第九电控阀、第九流量计、第十液泵、第十电控阀、第十流量计、第十二液泵、第十二电控阀、第十一流量计、第一液位监测仪、第二液位监测仪、温度检测仪、电导率检测仪、pH检测仪、第三液位监测仪、第一搅拌电机、第二搅拌电机和第三搅拌电机电连接；所述控制方法包括以下步骤：步骤1：DSC控制第一液泵、第一电控阀、第一流量计、第二液泵、第二电控阀、第二流量计打开，根据预设比例将浓硫酸储罐内的浓硫酸和稀释水罐内的水泵入稀硫酸储罐混合；直至第一液位监测仪监测到稀硫酸储罐内的液位达到预设的阈值H位时，控制第一液泵、第
一电控阀、第二液泵、第二电控阀关闭；同时，DSC控制第三液泵、第三电控阀、第三流量计、第四液泵、第四电控阀、第四流量计打开，根据预设比例将浓硅酸钠储罐内的浓硅酸钠和稀释水罐内的水泵入稀硅酸钠储罐内混合；直至第二液位监测仪监测到稀硅酸钠储罐内的液位达到预设的阈值H位时，控制第三液泵、第三电控阀、第四液泵、第四电控阀关闭；步骤2：DSC根据第一流量计、第二流量计、第三流量计、第四流量计监测的实时流量值，分别计算稀硫酸储罐内浓硫酸、水的累计投料体积，分别计算稀硅酸钠储罐内浓硅酸钠、水的累计投料体积，分别计算各累计投料体积与预设值的误差；判断误差是否在预设的阈值范围内；以上误差若超出预设的阈值范围，则根据误差值选择性打开第一液泵、第二液泵、第三液泵或第四液泵，相应地选择性打开第一电控阀、第二电控阀、第三电控阀或第四电控阀，直至以上误差值达到预设的阈值范围内，关闭相应的电控阀和液泵；DSC控制第一搅拌电机和第二搅拌电机持续搅拌预设的工艺时间后，停止搅拌；步骤3：DSC控制第五液泵、第五电控阀、第五流量计、第六液泵、第六电控阀、第六流量计、第八液泵、第八电控阀、第八流量计打开，根据预设比例将稀硫酸、稀硅酸钠、热水泵入反应罐内混合；直至第三液位监测仪监测到反应罐内的液位达到预设的阈值H位时，关闭第五液泵、第五电控阀、第六液泵、第六电控阀、第八液泵、第八电控阀；步骤4：DSC根据第五流量计、第六流量计和第八流量计监测的实时流量值，分别计算反应罐内稀硫酸、稀硅酸钠和热水的累计投料体积，分别计算各累计投料体积与预设值的误差；判断误差是否在预设的阈值范围内；以上误差若超出预设的阈值范围，则选择性打开第五电控阀、第六电控阀或第八电控阀，相应地选择性打开第五液泵、第六液泵和第八液泵，直至以上误差值达到预设的阈值范围内，关闭相应的电控阀和液泵；步骤5：DSC控制第三搅拌电机持续搅拌；搅拌过程中，DS...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，王承辉，王芳可，
申请(专利权)人：福建远翔新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：