电解铝烟气净化控制系统设计方案书Word格式.docx
- 文档编号:14378834
- 上传时间:2022-10-22
- 格式:DOCX
- 页数:51
- 大小:460.68KB
电解铝烟气净化控制系统设计方案书Word格式.docx
《电解铝烟气净化控制系统设计方案书Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电解铝烟气净化控制系统设计方案书Word格式.docx(51页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
PLC控制
Electrolyticcontrolfluegaspurificationsystem
Abstract
AlargeamountofharmfulgaswillemitInelectrolyticaluminumproductionprocess.thefluegaswhichfilledintheelectrolysiselectrolysisworkshopdeterioratetheworkingconditions,affectthehealthofproductionworkers.Electrolysisgasspreadtothesurroundingofplant,thepollutionoftheatmosphericenvironmentwascausedbyrecurrent.Therefore,itisnecessarytocarryouttreatmentofelectrolyticgas,sothatitcanprotecttheenvironment,butalsorecyclablefluoridesaltandAl2O3,lowerproductioncosts.
Inthispaper,wedesignacontrolsystemoffluegaspurification,whichusesaS7-300seriesPLCasthecontroller.Basedontheideaofenvironmentalprotectionandenergysaving,accordingtoprocessofthesystem,forthebagfilterpressure,outletpressureandfreshgascontainingaluminumfluoridelevelofdetectiontocontrolanddesign,inordertoreducethefluegasoftheatmosphericpollutionoftheenvironmentandimprovetherecoveryefficiency,toimprovethetheworkenvironmentoftheelectrolyticproduction.
Keywords:
aluminum;
fluegaspurification;
PLCcontrol
第一章引言
本章首先从课题来源、研究目的以及研究意义等三方面阐明系统设计的背景,然后对国内外烟气净化控制系统的研究现状进行分析。
一.1系统设计背景
近十几年来,我国的铝冶炼工业迅速发展,为国民经济的增长做出了重要贡献。
但在电解铝生产过程中,会产生大量有害烟气,这种气体严重危害人类的健康,破坏生态环境。
由于受经济利益的驱动,扩大产量和降低能耗方面的研究成果较多,环保领域的研究工作尚待深入进行。
目前,环境问题越来越受到各国的关注,环境控制是铝电解生产中必须解决的问题。
本文以电解铝烟气净化控制为研究内容,通过建立烟气净化控制系统,解决铝电解生产过程中的环境污染问题,从而实现低污染甚至无污染的生产。
一.1.1课题来源
本课题“电解铝烟气净化控制系统”,其控制对象是电解铝烟气干法净化系统。
目的是减少烟气对大气环境的污染,提高回收效益,改善电解铝生产车间的工作环境。
一.1.2研究的目的和意义
环境的持续恶化,正逐步制约着经济的持续发展和人民生活的不断提高,环境保护的迫切性在逐渐增强。
伴随铝电解产生的烟气含有大量的粉尘和有毒有害气体。
粉尘如:
氧化铝、炭粒和冰晶石等;
气体如:
氟化氢(HF)及阳极效应生成的CF4与C2F6等。
这些气体,弥漫在电解车间,恶化劳动生产条件,严重影响生产工人的身体健康;
若不经过净化处理排放到大气中,则会造成气候变暖,特别是CF4/C2F6使全球变暖趋势,分别是CO2的6500/9200倍,严重地影响我们的生存环境。
对于固体悬浮物的回收与废气的处理,不同的电解铝厂所用的净化系统一般不同。
有些工厂只是单纯地回收了有用的固体悬浮物,对产生的气体却无法处理。
基于PLC控制(可编程序控制)的烟气净化自动控制系统,就是一种既可回收固体悬浮物又可有效处理废气的自动控制系统。
若电解烟气不经收集净化而直接排放,将会对大气环境和周边土壤造成经常性污染,因此必须对电解烟气进行治理并回收氟化盐和氧化铝。
一.2国内外研究现状
由于计算机、变频器和传感器等技术在净化控制系统中的应用,美国、加拿大以及德国等几个少数发达国家的净化控制水平较高,其中美国处在国际领先水平。
我国的铝冶炼工业在近几十年迅猛发展,但对净化控制技术的研究却相对滞后。
下面将对国内外的铝电解烟气净化控制研究现状进行分析。
一.2.1国外研究现状
自60年代计算机进入工业应用领域后,美国、加拿大、德国等产铝大国,纷纷将计算机控制技术应用到铝冶炼过程中,使铝冶炼企业从设计、建设、生产到指标优化等方面逐步取得了进展,特别是从二十世纪八十年代开始更是发展迅速。
然而,铝电解烟气净化问题的研究还是相对滞后,如大型风机采取直接启动,风量无法调节。
近几年,迫于强大的环境政策的压力,发达国家铝冶炼企业向两个方向发展,一方面是提高烟气净化的控制技术和能力;
另一方面,采取关闭本国的铝冶炼企业,将其技术设备输送给一些发展中国家,将污染转移,他们再从这些国家进口半成品,因此,对铝电解烟气净化控制方面的研究受到制约。
以下就铝电解烟气净化问题对国际上几个知名铝厂进行介绍。
(1)瑞典格拉吉斯(Granges)铝厂
该厂目前有预焙和上插自焙两种电解槽,共有两个电解铝生产系列,一系列拥有预焙阳极电解槽56台,二系列拥有上插棒自焙阳极电解槽262台。
预焙槽与自焙槽烟气由管道引出各自厂房外,再汇入统一管道混合,进入干法烟气净化装置。
该系统中,在袋式除尘器前加有干式电除尘器,以预先除去粉尘和冷凝焦油,这样使干法净化回收的载氟氧化铝不含碳,其他杂质含量也很低。
该净化控制系统自动化程度比较先进,采用上位机对各运行参数进行监控,能及时反映各工艺部位的工作运行情况,但对设备的运行监控比较落后,有些设备得靠人工巡视。
(2)美铝波特兰(Portland)铝厂
波特兰电解铝厂共有2个电解铝生产系列,4个电解车间,每个车间拥有102台电解槽,共有408台电解槽。
预焙槽烟气由管道引出各自厂房外,再汇入统一管道混合,进入干法烟气净化装置,最终尾气用海水喷淋,中和其中的SO2,效果良好。
该净化控制系统自动化程度在国际上领先,采用上位机对各运行参数和设备运转情况进行监控,能及时反映各工艺部位的工作运行情况和设备运转状况,且能通过监控室实现对参数的调整。
(3)美国波音电解铝有限公司
波音铝电解1、2系列240台220KA电解槽,产量为29.4万吨/年。
3系列为336KA四端进电电解槽120台。
全厂共504台电解槽,产量为50万吨。
波音铝厂电解生产过程中产生的烟气由管道输送至烟气处理装置中,该厂有六套干法吸收处理装置。
在处理工艺中,将新鲜氧化铝加入烟气流中进行吸附反应,氟净化效率最高可达99%,载氟氧化铝返回电解槽使用,净化烟气排入大气。
该公司进行电解生产的三条生产线达到了世界上最好的排放标准。
该净化控制系统的自动化水平在国际上领先,采用上位机对各运行参数和设备运转情况进行监控,能及时的反映各工艺部位的工作运行情况和设备运转状况,且能通过监控室实现对参数调整。
一.2.2国内研究现状
最近几年来,在国家加大环境治理力度、提倡绿色生产的环境下,国内铝电解烟气净化控制方面的总体状况得到了很大的改善。
前几年的的状况表现在:
许多铝冶炼企业只片面追求经济效益,根本就没有烟气净化系统;
即使已建立了净化系统的企业,由于投入不足,存在不少问题,归纳为如下几点:
(1)系统监控水平简单,无法满足系统安全平稳运行的需要。
(2)自动化程度远远落后于现代化企业应具备的装备水平,致使系统运行效率低下。
大量的巡视检查工作仍依赖人工完成,工人劳动强度大,人力成本难以降低。
另外,所有系统运行的工艺参数以及设备运行的状态参数完全依靠人工记录,可靠度不高。
(3)反吹风气缸的电气控制线路故障频繁,成为制约系统运行效率提高的突出问题。
除尘器入口阀门为手动操作开关,使除尘器的检查处理极不便利,且无法实现除尘器的单体关闭反吹处理。
并且,除尘器反吹风气缸的工作状况没有检测机构,对反吹风气缸的检查处理需要花费大量的人力和时间。
(4)现有的低压配电系统容量不足,需进行扩容改造。
(5)现有系统的净化指标达不到国家标准,大多数企业进行电解系列扩容改造后,没有对净化系统进行相应的改造。
近年来,各大小铝厂加强了烟气净化改造力度,并表现出不俗的效果。
以下就以国内几家铝厂为例,对国内的铝电解烟气净化控制现状进行分析。
(1)中铝青海分公司
中国铝业股份有限公司青海分公司是国家重点建设项目。
建设规模为年产电解铝20万吨,碳素阳极块12.6万吨,建设总投资23亿元,分两次建设。
一期电解厂260台160KA电解槽,建有两套具有八十年代技术水平的电解烟气干法净化系统,该净化系统87年投入运行;
二期电解厂260台160KA电解槽同样建了两套干法净化系统,该净化系统1993年投入运行。
2000年11月,中国铝业公司整体收购青海海星铝业有限责任公司,并入青海分公司,编为第三电解厂,形成年产25.5万吨电解铝生产能力。
第三电解厂108台200KA电解槽建有一套干法净化系统。
(2)焦作万方铝业股份有限公司
焦作万方铝业股份有限公司280KA铝电解产业化示范工程是国家重大科技成果转化项目,1997年12月31日经国家计委批准立项,2000年6月24日开工建设。
280KA电解系列投入生产以后,设备运行正常,技术经济指标稳步上升,电解槽无一早期损坏。
该槽型在设计、建设和生产过程中吸收了国际、国内近几年的先进技术成果和经验,并达到了新的水平。
在设备国产化、工艺生产先进性、环境污染治理、降低工人劳动强度、提高经济效益和社会效益方面,为我国预焙铝电解槽建设提供了成功经验。
第二章电解铝烟气净化系统
要合理、科学和经济地设计电解铝烟气净化控制系统,必须先了解电解铝生产的工艺特点,掌握烟气净化的工艺流程和净化控制的基本要求。
二.1电解铝生产的工艺特点
用电解的方法可以实现许多物质的工业生产。
铝电解是迄今规模最大的熔盐电解工业。
实现铝电解的电化学装置称为电解槽,它是由外部供给电能在电解质中发生化学反应的装置。
铝电解生产工艺技术条件主要有:
系列电流强度、槽电压、电解槽温度、极距、电解质组成、电解质水平、铝液水平、槽底压降以及阳极效应系数等。
上述技术条件都是相互影响、相互关联的。
总的来说,在一定时期内应尽可能保持相对稳定。
目前,高效能大型预焙铝
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电解铝 烟气 净化 控制系统 设计方案