在线颗粒检测助力水泥、平板玻璃行业碳减排技术的发展及应用

一、背景介绍

水泥、平板玻璃作为两个能耗性传统企业，在碳排放领域面临着巨大压力。作为两个关乎民生的行业，想通过一刀切式的减产来达到碳排放减少并不具有可持续性，因此通过改善和提升生产等各个环节的技术才是减少碳排放的终极之路。受工业和信息化部原材料工业司委托，由中国建筑材料联合会牵头组织全行业科研院所、试点企业及相关单位，编制完成了《水泥行业碳减排技术指南》和《平板玻璃行业碳减排技术指南》，为建材（水泥、平板玻璃）企业开展节能降碳技术改造提供参考。根据指导文件，节能减排技术的改善是多方面、多维度和多层次的，牵扯到从设备到工艺各个层面。本文特邀丹东百特仪器有限公司技术总监李雪冰博士从在线颗粒检测维度分享其对以上两个指南的看法。

二、在线粒度检测技术

在《水泥行业碳减排技术指南》中，提升能效技术是排在第一位的，而在这16项提升能效的措施中，其中跟研磨有关的就有6项，换句话说，研磨过程对于提升水泥生产能效有重要作用。但我们如何优化水泥、钢渣、矿渣以及生粉的研磨工艺？粒度检测方案就是其中重要的一环，在线粒度仪通过与研磨机联用，能够及时反馈粉料粒度的变化，优化磨机方案。另外，在《平板玻璃行业碳减排技术指南》优化方案中，控制原料粒度和化学成分也是减少玻璃液生成热的重要手段。相比较传统的离线粒度检测，在线检测对于生产来说意义更加重大。首先，在线检测设备能够跟生产设备联用，可以实时给出磨机中颗粒的粒度大小和分布，相比较实验室具有更好的时效性；其次，在线粒度检测不需要人工取样、人工检测、人工记录结果，可减少人为的误差；最后，在线粒度解决方案可以实现远距离数据传输，跟中控系统直接对接，更加高效。

在线粒度解决方案

三、在线粒度检测技术的创新

随着激光粒度分析技术的持续进步，粒度检测设备已经越来越向自动化和智能化方向发展。相比离线的实验室粒度分析仪，在线仪器采用的镜头防污染技术、自动取样技术、测试浓度判定和自动调整技术以及测试数据自动诊断技术等，可以更好地适应产线的实时检测。离线的激光粒度仪如果发生样品池污染，可在测试过程中随时终止测试，然后简单的擦洗维护镜片即可；然而在自动化生产过程中，产线不能随意停机去维护设备，必须保证仪器长时间无维护运行。在线仪器采用的气幕法镜头防污染技术，就是采用特殊的气幕设计来防止颗粒物污染镜头，从而使得相比较实验室仪器，可长时间连续运行。此外，如何从管道中自动连续地取样也是一大挑战，这些技术的完善都是在线技术进入实践的重要保障。

随着物联网的崛起，智能化也是碳减排领域的一项重要工作，在线粒度仪除了在满足实时监测粒度的功能外，进一步朝自动化和智能化的方向发展。比如，其采用的全新负反馈技术，不仅使粒度仪和中控系统实现了实时通讯，还可以反过来实时控制和调整磨机以及分级机的转速；这就意味着在线粒度仪不仅仅只是一个粒度检测仪器，还肩负起磨机和分级机自动调整的功能， 相比人工的判断和指令，该技术无疑会进一步提高生产效率，优化研磨过程。同时“一拖二”或者“一拖多”等技术的实现，使得一个主机可实现多个产线管道的监测和控制，进一步提高了生产效率，为节能减排提供了重要动力。

四、总结

对于传统能源产业，碳减排是一个重大的课题，也是一个难题，需要生产、工艺、设备以及流程多个维度的优化和提升。作为物性检测的一个指标，粒度仪已经在水泥和玻璃行业得到了广泛的应用，然而随着在线检测技术的发展，其可以进一步优化磨机方案，提升生产效率，为碳减排做出相应的贡献。

生产应用案例