Trong lĩnh vực sản xuất hóa chất, việc kiểm soát nhiệt độ của bình phản ứng là mắt xích cốt lõi quyết định hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Đối với các doanh nghiệp sản xuất có sản lượng hàng năm là 5000 tấn bột màu hữu cơ, những hạn chế của công nghệ làm mát truyền thống đã trở thành nút thắt chính hạn chế nâng cao năng lực. Nhóm kỹ thuật CBFI đã tiến hành-phân tích chuyên sâu các điểm khó khăn trong ngành và phát triển hệ thống làm mát ấm đun nước phản ứng hóa học với cốt lõi là "làm đá thông minh - kiểm soát nhiệt độ hiệu quả - truyền tải chính xác" làm cốt lõi, giúp cải thiện hiệu quả làm lạnh trong sản xuất hóa chất lên một tầm cao mới.
**Từ vấn đề kỹ thuật đến tái cấu trúc hệ thống: Con đường đổi mới của các giải pháp CBFI**
Trong quá trình tổng hợp sắc tố, sự dao động nhiệt độ trong bình phản ứng thường dẫn đến sự gia tăng-sản phẩm phụ và tốc độ phản ứng không ổn định. Hệ thống làm mát bằng nước-làm mát bằng không khí-truyền thống phải đối mặt với ba thách thức lớn:
1. Tốc độ làm mát chậm hơn và môi trường làm mát thông thường khó có thể nhanh chóng bắt kịp tốc độ giải phóng nhiệt cao nhất của phản ứng;
2. Sự phân bố không đồng đều của các tinh thể băng, việc làm đá nhân tạo có thể dễ dàng gây ra tình trạng quá lạnh cục bộ hoặc các điểm nóng;
3. Quản lý năng lượng rất rộng rãi và một chế độ kiểm soát nhiệt độ duy nhất khó thích ứng với đặc tính của các lô nguyên liệu thô khác nhau.
Bước đột phá của nhóm CBFI bắt đầu từ việc xây dựng lại chế độ "tiếp xúc trực tiếp giữa băng và chất phản ứng", bằng cách tích hợp toàn bộ quy trình sản xuất, lưu trữ, vận chuyển và phân phối đá vào một hệ thống thông minh, đạt được:
-Kích thước hạt băng được kiểm soát chính xác ở mức 3-5 mm để đảm bảo trộn đều với các chất phản ứng;
-Hiệu suất làm lạnh đã được cải thiện 40% so với các quy trình truyền thống và thời gian phản hồi làm mát đã được rút ngắn xuống còn trong vòng 3 phút;
-Trong khi đạt được khả năng quản lý vòng- khép kín hoàn toàn tự động, mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống đã giảm 28%.
**Cộng tác đổi mới các thành phần cốt lõi: Phân tích ba trụ cột kỹ thuật chính của hệ thống**
1. * * Hệ thống bay hơi cạo đá xoắn ốc - Định hình lại hiệu quả làm đá**
Một dụng cụ cạo bên trong xoắn ốc đã được cấp bằng sáng chế làm bằng vật liệu composite nhiều{0}}lớp được sử dụng để cạo thành trong của ống bay hơi với tần số cao 180 vòng/phút, điều này không chỉ đẩy nhanh quá trình bong tróc lớp băng mà còn đẩy các tinh thể băng ra đồng đều vào thùng thu gom thông qua lực ly tâm, tránh hiện tượng quá lạnh cục bộ do tích tụ cặn băng.
2. * * Thiết bị trữ đá thông minh - bảo quản và vận chuyển chính xác trong môi trường khô ráo**
Cơ chế quản lý tuần hoàn kép (công nghệ hợp tác cách nhiệt không khí lạnh) được trang bị trong hệ thống đã thay đổi hoàn toàn môi trường bảo quản đá truyền thống. Lớp cách nhiệt được làm bằng vật liệu composite alumina alumina và aerogel. Trong khi duy trì nhiệt độ không đổi ở mức -5 độ, luồng không khí định hướng được hình thành thông qua quạt ly tâm phía trên, do đó tốc độ bay hơi của nước trên bề mặt băng nhỏ hơn 0,5%. Một bệ rung chuyên dụng hoạt động tự động trong 15 phút mỗi ngày đảm bảo băng bị vỡ một cách tự nhiên thành các hạt rời, giảm tổn thất cơ học trong quá trình bảo quản và vận chuyển.
3. * * Thiết bị cào đá đa chức năng - phương án thông minh của quy trình mạ kẽm nhúng nóng-450 độ**
Là "thiết bị đầu cuối thực thi thông minh" trong hệ thống, máy cào băng chống ăn mòn- tích hợp bốn cải tiến trong thiết kế:
-Khung thép được mạ kẽm nhúng nóng-ở 450 độ, có tuổi thọ chống ăn mòn gấp 5 lần so với vật liệu thông thường;
-Đầu cào tích hợp mảng cảm biến siêu âm, có thể quét độ dày của lớp băng theo thời gian thực và tự động điều chỉnh độ sâu hoạt động;
-Cùng một thiết bị có chức năng san lấp, nghiền nát và đẩy, giảm sự can thiệp thủ công;
-Bằng cách đặt trước các tham số thông qua màn hình cảm ứng, có thể thực thi điều khiển liên kết "độ dày băng - truyền tải thể tích - áp suất lò phản ứng".
**Tích hợp hệ thống: kiểm soát toàn bộ quy trình được hỗ trợ bởi Internet of Things**
Ở cấp độ kỹ thuật số, hệ thống CBFI đạt được quy định thông minh thông qua kiến trúc ba tầng:
-Lớp nhận biết: bao gồm 32 bộ cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, 12 bộ truyền áp suất và 8 bộ mô-đun cân;
-Lớp điện toán biên: máy chủ cục bộ xử lý 120 nhóm dữ liệu mỗi giây để tạo đường cong làm mát động;
-Lớp nền tảng đám mây: Nhân viên quản lý có thể giám sát-trạng thái lưu trữ đá theo thời gian thực trong toàn bộ nhà máy thông qua nền tảng web và điều chỉnh từ xa các thông số của thiết bị làm mát sơ bộ không khí.
'Thiết bị thêm đá đệm' được thiết kế đặc biệt giải quyết vấn đề trộn đá không khí trong các hệ thống truyền thống. Thiết bị sử dụng cấu trúc dẫn hướng dòng chảy hình tổ ong để đạt được sự phân tách và vận chuyển luồng không khí sản xuất và chất làm lạnh tuần hoàn trong một đường ống kín. Nó không chỉ tránh được mùi do tinh thể băng mang theo mà còn kiểm soát thất thoát do nghiền đá trong quá trình vận chuyển băng trong khoảng 3% thông qua thiết kế giảm áp suất buồng đệm.
**Giá trị ngành: Từ đột phá công nghệ đến chuyển đổi sản xuất**
Ứng dụng thực tế của hệ thống CBFI đã kiểm chứng giá trị đa chiều của nó:
-Cải thiện hiệu quả: tăng tốc đáng kể tốc độ phản hồi làm mát, giải phóng tiềm năng năng lực sản xuất;
-Đảm bảo chất lượng: Biến động nhiệt độ được kiểm soát trong phạm vi ± 0,3 độ và tỷ lệ chênh lệch màu sắc giảm xuống 1{2}}1/5 tiêu chuẩn ISO;
-Nâng cấp bảo mật: Hoạt động hoàn toàn tự động giúp loại bỏ nguy cơ tê cóng do làm đá thủ công, với tỷ lệ tự kiểm tra lỗi hệ thống là 99,2%;
-Mở rộng linh hoạt: Thông qua giao diện Internet of Things, có thể kết nối nhanh chóng với các hệ thống MES của doanh nghiệp và đạt được khả năng quản lý linh hoạt các công thức trong sản xuất đa dạng.
Thực tiễn của CBFI đã cho thấy ba xu hướng phát triển chính trong lĩnh vực làm lạnh hóa chất:
1. Hợp tác đổi mới vật liệu và kết cấu: chuyển từ tối ưu hóa thiết bị đơn lẻ sang thiết kế kỹ thuật vật liệu cấp hệ thống;
2. Kết hợp sâu nhận thức thông minh: được nâng cấp từ giám sát tham số sang hệ thống-ra quyết định thích ứng;
3. Quản lý toàn bộ vòng đời: Kết hợp-hiệu suất chống ăn mòn và chi phí bảo trì của thiết bị vào các cân nhắc thiết kế ban đầu.
Thiết kế mô-đun của nó có thể thích ứng linh hoạt với các yêu cầu về năng lực sản xuất khác nhau, mang lại lộ trình nâng cấp-hiệu quả và hướng tới tương lai{1}}cho các doanh nghiệp hóa chất vừa và nhỏ{2}}.
