使用在线图像分析控制肥料的制造过程

的主要成分存在于综合制造肥料包括各种类型的化合物含氮(N)、和钾(K)、磷(P)和钾(K),颗粒肥料包含所有三个被确定为氮磷钾复合肥。这些肥料用于供应营养物质世界上一半的食物消费。

许多合成肥料的例子包括氯化钾(氯化钾)和磷酸di-ammonium (DAP)。而大多数化肥生产过程产生固体颗粒“圆”2到4毫米范围或1到6毫米范围内,这个过程的主要原料是液体形式,称为“融化。“一个经常使用的鼓造粒过程如图1所示。

这个过程

转鼓造粒

融化进入通过旋转的转鼓造粒机的前端,和举升机的帮助下现在的内心一边鼓,它轻轻地抛出颗粒变大。出口流颗粒从0.1到10毫米大小。颗粒流监测的4毫米,+ 4毫米的颗粒送到大筒仓,他们通过通过辊破碎机,然后回鼓造粒机。

4毫米流监测颗粒在2毫米,2毫米流发送到一个尺寸过小的筒仓,然后回鼓造粒机。随后的产品是4 x 2毫米流占大约1/3的整个过程在任何特定的时间流。

图1所示。流程图典型的转鼓造粒肥料制造。可选取样点帕坦将样品带到一个在线测量粒子大小和形状。有几种不同的基本过程合成复合肥料。下面的一些描述:移动到正文。

盘的盘(碟形)造粒机造粒互换鼓造粒机。

造粒工艺提出了一种液体混合机的筛下筒仓流溶解回到造粒过程之前,这是一个在这种情况下造粒塔。造粒塔高垂直和美联储与颗粒旋转漏斗形容器与漏洞。然后美联储漏斗融化和溶解筛下流。一列的空气通过造粒塔,导致熔体和流降至底部干燥颗粒附近,之后他们通过4毫米屏幕发送。+ 4毫米流直接传播到辊破碎机,然后筛下筒仓。

+ 4毫米和2毫米流回收使用喷嘴喷洒的混合器溶解在油中。这些溶解流以及液体融化,被发送到一组喷嘴高塔的顶部附近。这些喷嘴喷雾联合提要流在一个向上的方向,然后滴下降通过一列的空气通过塔提供类似于造粒过程。

在流化床处理流化床单元操作中使用的鼓造粒机生产的颗粒,然后筛选。

很少使用过程结晶、球状化处理和哈巴狗铣、还可以替代鼓造粒机和创建一个狭隘的大小的“圆”颗粒流。

这个问题

颗粒涂上一层薄薄的蜡层,这是一个非常重要的完成步骤在所有这些过程控制浸出率一旦肥料应用于农田。正是因为这个原因,颗粒的尺寸分布窄和尽可能的圆并持续平稳。颗yabo214粒不均匀的形状更像比圆形颗粒熔珠;他们可能会打破狭隘,暴露的表面没有涂层,很难在整个表面涂层均匀。

解决方案

图像分析,粒子表征方法,提供额外的信息,因此,它是逐步被用来代替其他传统方法。通常情况下,只有一个粒度测量,颗粒体积分布,如电气传感区(ESZ),相当于球面直径(ESD)分布,如筛分分析,激光衍射和沉降。另一方面,图像分析提供了24不同大小和形状为每个粒子形态参数测量。这种技术可以提供尺寸、圆度和表面粗糙度数据有关的产品,使所有这些属性与一个分析仪测量和控制等应用程序提高肥料生产的控制。

在线分析

在线图像分析仪已经用于世界各地的植物肥料自1988年初步安装。的黄道蟹分析仪,提供了一个扩展操作没有失败,见下图。

图2。在线图像分析仪在化肥厂,自1995年以来连续工作而服务

图2 a。2011年12月黄道蟹被安装的在线版本

在线控制的过程所带来的好处和实验室控制显示在下面的图表(图3)。上面的图说明了长时间采样和分析当使用实验室控制之间的关系。单个过程波动需要2小时,这取决于一些控制设定值的变化(平均值)从数据的分析。在这里,设置点被指定为80%。在施肥过程中,一组点可能是产品在2.5和3.5毫米的%,即分布越窄越好。另一方面,也可能是一组点%的产品“圆”因素大于0.88(1.0是一个完美的球体),或一个凸性值(表面粗糙度光滑(1.0)大于0.92。

采样和测量几乎是经常自动在线控制。这意味着网上流程变量,这可能改变来控制它,(移动回到设定值),比在实验室控制,更频繁地调整和设置点可以获得更多的产品在规格内,在本例中是90和80%,从而提高肥料的性能。的周转时间传输新在线控制信号自动回到肥料生产的过程实际上是在大约五分钟。

1. 在线采样频率的黄道蟹识别波动
2. 实验室每两个小时不检测的采样频率的波动

图3。图过程的波动说明在线控制实验室控制的优点。

图4。黄道蟹趋势的一个例子(随时间波动)表示。黄道蟹软件提示参数都是可选的。这些参数的结果可以通过操作员在必要时做出适当的过程调整过程的严格控制,也可以由计算机自动配备PID和可编程逻辑控制算法调整流程变量反馈回路。

大波动可以由工艺设备控制。app亚博体育改进的生产可以减少波动的结果,因为融化进给速率是一个可修改的过程变量;可以操作越高,由于快控制反应和降低波动,产量就会越高。⁽¹⁾

黄道蟹的使用可以减少意外停机过程中(正常运行时间更长),在线控制过程将从启动到稳定状态比实验室控制操作要快得多。⁽²⁾

根据获得的收入增加这些生产增加,设备投资回收期的计算app亚博体育⁽³⁾。

研究和开发

黄道蟹也可以用作实验室仪器研发目的。与开发新产品和改进化肥的新化合物和/或流程,能够产生同样数量的关于产品的信息是有意义的,因为它以后可以在线控制。在开发期间,不同的形态学参数测量将是历史上的产品如何进行报道,在与这些参数的关系。这些信息可以用于控制步骤过程中在线分析表明。

这项技术

图像分析的最新技术用于粒子特性。这种方法是合理的、简单和容易;提供大约24形态(大小和形状)参数相比,传统的粒度分析仪。它由光学的组合,一个闪光灯,数码相机,记录移动粒子的图像。yabo214如果像素大小是已知的,基于相对位置和像素的数目,所有很容易测量的参数。一些大小参数测量的几种等效直径,长度和宽度,以及最小和最大距离。

长宽比、表面粗糙度和圆度因子的形状参数。一些数据可供每个参数形式汇总数据数量和体积分布。一个文件的所有粒子测量的图片所示,和3 d和2 dyabo214参数列出任何粒子选择右上角的一面。与其他图像分析仪相比,只有黄道蟹可以计算完整的3 d结果基于专利粒子跟踪的方法。

图5。粒子图像。每行包含一个粒子的不同取向,它允许3 d计算。

散点图(蓝色所示)提供了一个视图的每个粒子的位置,相对于两个分布参数在红色的图形。在这种情况下,直径(大小)图和圆度(形状)——化肥的两个最重要的特性——绘制散点图的右边。

图6。散点图给每个粒子的相对位置尺寸和圆度,和分布的参数以及它们的汇总数据。24的任意两个参数可以在这里策划。

分布特征图和表格数据可以在六覆盖不同的参数分析,或相同的参数为六个不同的历史样本,如下所示。

图7。覆盖的六种不同的参数和微分和累积分布为一个样本。

结论

优质的肥料可以证实通过大小和形状等关键参数。圆形,光滑粒子和窄尺寸分布对浸yabo214出率的至关重要农作物的营养。这两个参数可以很容易地用图像分析仪。

自1988年以来,在线图像分析仪在全球化肥工厂提供严格的和这些参数的快速自动控制。对于新产品和改进化肥,实验室图像分析仪可以提供历史的大小和形状的数据通过开发过程。这些数据可用于生产控制计划安排创新的产品。由于在线安装的回报时间短,意外停机时间可以很容易地最小化。唯一图像分析仪提供全面的3 d大小和形状信息黄道蟹。

图8。黄道蟹,实验室的版本。

脚注

1。好处:增加生产,如果生产可以增加1% 50-ton /小时生产设备,和正常运行过程中是90%,那么提高产量为0.5吨/小时* 24 * 365 * 0.9 = 3942吨/年,或1971000美元/年。

2。好处:增加生产时间(在线)——如果一个保守的增长1%,将导致每年大约90小时长的生产时间。在50-ton /小时,将给50吨/小时* 90小时* 500 /吨= 2250000美元/年。结合,这两个在线分析的好处表示对生产和收入增加了2%。

3所示。回报时间黄道蟹在线安装:根据2%的增量收入,如果黄道蟹的价格在线安装取样器是150000美元和1吨化肥的价格是500美元,投资回收期约14天。(3)

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