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铝用炭素烟气净化控制系统设计应用

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摘要:针对铝用炭素阳极焙烧炉有害烟气净化不彻底的问题,开展了烟气净化系统的设计及应用研究。通过对烟气净化控制系统的总体框架设计,进行了采集端与信号收集端的连接,引进排放在线监测系统,与PID形成自动调节,在现场实现氧化铝的自动投放,对除尘后的烟气进行信号采集,以计算机语言的形式进行输出,将输出数据与设定参数范围进行对比,判定系统对焙烧后气体的净化程度。

关键词:铝用炭素阳极焙烧;烟气净化;控制系统

铝用碳素阳极焙烧作为铝材加工必备的重要材料,其生产过程中产生的污染气体的治理工作已经迫在眉睫。在进行铝用碳素的焙烧过程中,由于工艺流程的需要和焙烧原材料的选取,导致焙烧后产生大量的有害烟气,烟气中通常含有一氧化碳、苯氧化物等,不但会促进全球变暖,同时粉尘会对人的身体造成严重的危害。在进行铝用碳素焙烧时,对产生烟气的净化控制程度的高低是影响空气环境是否达标的关键。为有效净化有害废气,对烟气净化控制系统进行了改进设计。

1铝用炭素阳极焙烧烟气净化控制系统设计

1.1烟气净化控制系统框架设计

铝用碳素阳极焙烧烟气净化控制系统的设计核心主要在于对信号的收集、数据的分析、终端的显示[1]。为了优化系统的功能,使用PLC信号控制设备,实现数据信息的实时交互,采集终端设置两台处理器,构成完整的烟气管理结构。两台处理器与PLC设备通过对应的通信装置进行实时的数据交换,处理器采用并联连接的方式。使用烟气在线监控技术,与PLC设备形成PID自动烟气调节系统,对PLC设备收集的烟气信号进行对应的参数设置,对收集的信号进行数据的分析,与设置参数进行对比,超出参数阈值,终端处理器触发报警,提醒采取一定的控制措施[2]。整体烟气净化控制系统的结构拓扑图如图1所示。SCSDA为两台终端处理器,PLC设备与现场设备之间的进行信息的实时交互,收集烟气信息,现场设备与PID烟气控制器相互连接,将现场收集的烟气传入控制室,VO扩展装置将PLC收集信息进行处理。

1.2系统硬件设计

PID烟气控制设备作为烟气净化控制系统中主要运行硬件,主要采用RBF神经元来实现对烟气的控制,通过执行计算机设置的执行口令完成对应算法的计算。PID烟气控制设备结构图如下图2所示。如上述图2所示,PID烟气控制技术作为铝用碳素阳极焙烧烟气控制的核心技术,将被控对象所产生的烟气信号通过RBF网络神经进行传输,根据烟气信号收集反馈的信息,通过控制枢纽进行数据的分析,处理后的数据通过I/O输入/输出口进行相应的输入/输出处理,满足数据的反复循环处理,直至现场设备停止信号的接收[3]。对设备的运行均使用2500VA的不间断电压,保证整体系统内整体硬件设备的持续不间断运行。

1.3系统软件设计

对数据采集程序利用建立数据库实现,系统数据库以现有的焙烧资源为主,通过对烟气信号的采集,建表分析处理,建立对应的烟气含量表,将收集数据设置为统一格式,对数据信息进行归类,整体数据库的构建遵循完整可实施的原则,根据MVC格式将产生的有害气体进行危害程度分类,具体分为持久层、可处理层等,每层结构相互独立,满足对数据的实时处理功能。

2对比实验

为了验证铝用碳素阳极焙烧烟气净化系统设计的有效性,进行了多次焙烧试验。首先采用传统的烟气净化控制系统对阳极焙烧后的气体进行检测,再用设计的铝用碳素阳极焙烧烟气净化系统对相同铝制品再次进行阳极焙烧,设置实验组和普通组,采集五组有害气体含量数据,将数据分析处理如下表1所示。通过表1分析两种方法对于铝用碳素阳极焙烧所产生的烟气净化程度,可以得出结论:针对同种铝制品,采用相同的阳极焙烧法,文章设计的烟气净化控制系统对有害气体的净化效果较强。

3结语

文章对铝用碳素阳极焙烧烟气净化系统的设计及应用展开研究,通过对系统的硬件及软件设计实现整体系统对有害气体的净化。满足可持续发展战略的实施,为环境的治理提出明确方向。

参考文献

[1]张卫波,张姣,张延安,等.FISHER调节阀在电解铝阳极焙烧烟气净化冷却水阀架上的应用及维护[J].世界有色金属,2017(12):014-015.

[2]张立博,王华,韩金玉,等.p-Cu2O/n-TiO2纳米管复合电极的制备及其光电性能[J].化学工业与工程,2017,34(5):011-018.

[3]杜娟,苏自伟,罗英涛,等.36室敞开环式焙烧炉阳极焙烧过程三维空间动态温度测试分析[J].炭素技术,2018,37(1):102-115.

作者:陈先锋 单位:中国铝业连城分公司

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