电解铝烟气净化集散控制系统
铝电解烟气净化控制系统设计
铝电解烟气净化控制系统设计
在铝电解生产过程中,会产生大量有害烟气,这种气体严重危害人体健康,污染大气土壤,破坏生态环境。
近年来国家加强对环境污染管理,提倡绿色经济。
然而由于受经济利益的驱动,各中小铝厂忽略烟气治理。
本文针对铝电解生产过程,结合厂家实际情况,开发设计了烟气净化系统,以解决铝电解产生的环境污染、氟化盐和氧化铝的回收和抽风机节能问题。
本文以新建的某小型铝冶炼企业为研究背景,设计了以S7-300系列PLC 为控制器的烟气净化控制系统。
本着环保节能的思路,该系统按工艺流程,针对主控室系统、袋滤室脉冲控制及压差检测系统、排烟机控制系统和新鲜和载氟氧化铝投料量控制系统存在的问题,设计了相应的控制子系统。
同时,对其他子系统进行了扼要论述,重点介绍了变频调速在大型风机中的
应用。
本文就模糊控制等智能控制技术进行了深入探讨;着重论述了规则自修正自适应模糊控制算法在抽风机转速控制中的应用;详细说明了控制系统软、硬件的设计思想及其实现;针对烟气净化工艺特点,说明了控制系统所采取的抗
干扰措施。
本课题所研究和开发的系统,其可行性在现场调试中得到了充分验证,
达到了设计指标,系统通信可靠,性能优良,为该厂的顺利投产提供了充分的保障。
新型电解铝烟气净化系统
、
烟气 ，有很好 的集气效果且 结构简单 ，造价低 。它 的主要作 用是 降低净 化系统总排烟量 ，可达 到传 统集 中净化 的烟气量 的 １ ／ ５ ，降低系统的一次性投 资和运行 费用 ； （ ４ ）氟反应器 。 设在 电解槽 料箱底部 。从火眼集气 装置收集 的烟气通 过反应 器和新鲜氧 化铝进行吸 附反应 ，达 到除氟效果 ；特 点是阻力 低， 吸附效果好 ， 维护简单 ， 使用寿命 长．（ ５ ） 气固分离器 （ 布 袋 除尘器 ）。该装置进 口接 电解槽 支烟管 ，出 口接主烟管 ， 下部接超浓 相输送溜槽 ；其特 点是：每 台电解槽 配一个气 固 分离器 ，便 于维护、管理 。回收的载氟氧化铝 不返料，直接 进入供料溜槽，减 少了返料系统 的投资； （ ６ ）自动控制系统 。 此系统 是烟气 净化和氧化铝超浓 相输送系统 的核心，将所有 设备纳入 自动控制系统之 中，全部数据和故 障报 警信息通过 网络系统发送到各工作站点，实现远程控制和无人值守运行 。
本论文结合 以前 的工程实例进一步说 明新型 电解铝生产 烟气净 化系统 （ 小 区域分 散净化 ）在工程 中的应 用，并 已在 １ ６ ０ Ｋ Ａ 、２ ４ ０ Ｋ Ａ系列 电解 生产 线上成 功实施 。本系统适用于所 有预焙 阳极铝 电解槽 ，不论是新建厂还 是改造的大小槽型 。 小 区域 分散式净化 系统 都具有投资省 、运行 成本低 （ 每吨铝 环保耗 电 ｌ Ｏ Ｏ ｋ ｗ ｈ以下 ）管理方便等优点，各项排放指标均完 全达 到或优于 国家环保局规定的标准 。 铝 电解烟气特征 铝冶炼生产是 以氧化铝为原料 ，氟化盐 为熔 剂，炭素材 料作 导体 ，采用 电解法 制取金属铝 的生产过 程。主要设备是 电解槽 。预焙 阳极铝 电解槽 在生产过程 中主要产 生氟化物等 有 害物 ，其 中每 生产 １ 吨 铝产 生氟化 物 １ ６ — ２ ５ ｋ ｇ ，粉尘 ４ ０ － ６ ０ ｋ ｇ ，二氧化硫 １ Ｏ 一 １ ５ ｋ ｇ ，因此 ，是 一个对大 气污染 较严重 的生产工 艺，而采用烟气 干法 净化措施 ， （ １ 吨铝排 烟量 为 ９ ０ ０ ０ ０ — １ ４ ０ ０ ０ ０ ｍ ３ ）采 用氧化 铝吸 附烟 气 中的氟化氢 ，净化烟 气 中的有害物 ，达 到国家环保排放标准 ，减 少对 周围环境和 居 民的污染 ，氟化 氢排放量可控制 在 １ ． Ｏ ｋ ｇ以下 ，可见 ，铝 电解槽 的烟气 治理在铝厂 中显得至关重要 。 二 、 工 程 实例 （ 一 ）设计参数 （ １ ）年产量：年产 铝锭 １ ． ６ 万 吨； （ ２ ）电解槽：１ ６ ０ Ｋ Ａ 预焙槽 ４ ０台； （ ３ ）电解槽 排列方式 ：单排横 向； （ ４ ）设计 排烟量 ：单台 ３ ０ ０ ０ Ｍ ３ ／ ｈ ； （ ５ ）电解槽集气方式：火眼集气 ； （ ６ ） 烟 气含氟量：１ ６ ． ８ ｋ ｇ ／ ｔ — Ａ １ ；（ ７ ） 烟气含尘量：４ ５ ｋ ｇ ／ ｔ － Ａ ｌ ； （ ８ ）环保检 测达 二级 国家标准 （ Ｇ Ｂ １ ６ ２ ９ ７ — １ ９ ９ ６ ）。 （ 二 ）设 计 范 围 从氧化铝储仓 到电解 槽火眼集气 ，主要 由氧 化铝存储系 统 、提料 系统、供料输送 系统、排烟净化系统和 电控系统五 个系统组成 。 （ 三 ）工 艺流 程 氧 化铝运输到现场 ，装 入含筛料斗 ，提升至氧化 铝储料 仓 ，通过料仓 下料 口进入氧 化铝输送溜槽 ，用流 化风机为动 力 自动将 氧化铝送到各 个电解槽上部料箱 ，料箱 中氧化铝原 料供铝 电解生产使用 ，部分 进入吸附反应器 。铝 电解 烟气采 用火眼集气 罩收集 ，通过 吸附反应器 ，进行 吸附反应 ，反应 后的烟气及 吸附后 的载 氟氧 化铝进入净化除尘 器，在除尘器 中气 固分 离，过滤后 的干净 空气 由引风机 、烟 囱排除 。除尘 器中收集下来的载 氟氧 化铝进入输送溜槽 ，返回电解槽使用， 这就完成 了一个周期，再进行 下一个循环 。 （ 四）主要设备及特点 （ １ ）料仓 。在厂 房相应 位置设 日用 料仓 一个，通 过气 力提 升机 ，把新鲜氧化 铝从仓库提升到高位料仓 中； （ ２ ）氧 化铝 超浓 相输送 系统。主要 由风动溜槽 、平衡管和阀门组成， 动力源是离心 风机 ，结构组 成简单 ，它具有投 资省， 自动化 程度 高，物料 在全 密封状态 下运行 ，无环境污染，适应性广 ， 耗 能低 ，仅是传 统压缩力 的百分之一 ，可应用于任 何粉料状 物料 中、长距 离输送 ； （ ３ ）火眼集 气装 置。该装 置设在 火 眼上 方，容易拆卸 ，不影 响更 换阳极。用于 收集 火眼排 出的
浅谈国内电解铝烟气净化系统的主要问题及改进
2023年 5月上 世界有色金属7冶金冶炼M etallurgical smelting浅谈国内电解铝烟气净化系统的主要问题及改进夏云镇，谢清申，王海涛（邹平县汇盛新材料科技有限公司，山东 邹平 ２５６２００）摘 要：本文主要介绍了国内电解铝烟气干法净化系统以及脱硫系统的发展状况及存在的主要问题，并提出了部分改进建议。
关键词：铝电解烟气；净化中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０９－０００７－３Discussion on the main problems and improvements of domestic electrolyticaluminum flue gas purification systemXIA Yun-zhen, XIE Qing-shen, WANG Hai-tao（Ｚｏｕｐｉｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ Ｈｕｉｓｈｅｎｇ Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｚｏｕｐｉｎｇ ２５６２００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｒｙ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ， ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｏｍｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ．Keywords: ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｆｌｕｅ ｇａｓ； ｐｕｒｉｆｙ收稿日期：２０２３－０３作者简介：夏云镇，男，生于１９８１年，山东滨州人，本科，工程师，研究方向：轻金属冶炼。
电解铝生产中需要加入冰晶石、氟化盐等含氟物质，生产中会产生大量的含有氟化物的烟气。
探讨铝电解烟气净化系统集气效率
探讨铝电解烟气净化系统集气效率摘要：铝电解的过程中，伴随着电化学反应的同时，也会产生大量的烟尘、灰尘。
烟气以二氧化碳和一氧化碳为主，但还含有一定量的氟化氢、四氟化碳和四氟化硅。
烟气中的含氟气体以及吸附有大量气态氟化物的氧化铝、电解质粉尘，均属有害物质。
若直接排入大气中，被人类和动植物吸收，超过一定量后，就会对人体健康和动植物生长带来很大伤害。
烟气净化系统集气效率提高后，既能减少电解铝生产过程中污染物的排放，符合当前企业“节能、环保、高效”的发展要求。
因此，对铝电解烟气中的有害物质，必须经净化系统处理，达到国家排放标准后方可排放。
1 影响净化系统集气效率的因素铝电解烟气净化系统的集气效率是指由净化系统所收集到的烟气量占电解槽所产生的烟气总量的百分比，影响集气效率的因素是多方面的，主要表现为：（1）铝电解槽槽型的影响由于不同槽型的电解槽的加工作业方式和密闭长度不同，因此他们的集气效率也就不同，中间下料加工不打开集气罩，因此集气效率高，一般能够达到98%以上；上插棒槽的集气系统是由安装在阳极下部周围的裙式集气罩所构成，其集气效率一般为50%-85%，旁插槽通常是用槽罩或槽帘来使其密闭，集气效率可达到80%-90%，边部加工预焙槽在阳极侧部和端部打壳和加料，槽上虽然有密闭罩，但由于打开罩子的次数多，故集气效率只能达到80%-90%，由于中间下料预焙槽具有良好的密封性能，且加工方便，同时集气效率高，因此目前大部分电解铝生产系统都采用该槽型电解槽生产，国内大部分其他槽型的电解槽都已经逐步通过技改由中间下料预焙槽代替。
（2）铝电解烟气净化系统布局影响：铝电解生产系统的烟气净化布局合理，也会影响到铝电解烟气净化系统的集气效率，要合理的选择烟气净化系统的布局，选择合理的管道布局方式，尽可能降低净化系统集气管道的长度和管道阻力系数，以降低系统运行过程中管道压力损失，在风机提供同样的动压的情况下，为电解槽集气罩内提供最大的负压，减少电解槽集气罩的漏气量，提高电解槽的集气效率，在选择主排烟机时，要避免由于风机选型不合理，造成电解槽内集气负压不足的现象。
电解铝厂烟气净化系统技术改造
根据设定 的数值 自动调节 . 鼓风机的作用是通过抽气产生负压 , 保证 电解 槽中的气 体顺利抽出.通过调研发现 , 只要保证最远槽 的负 压达到一 定的范 围, 可以保证所有 电解槽气体顺利抽 出.一般最远 就 槽压力在 一4 a 0P 左右 的范 围即可 , 远槽 负压与 总管 负压 最 在较为平稳时大致 存在 8倍 左右 的关 系.因为 电解 槽 出 口 压力波动较 大 , 而总 管负压 较为稳定 , 以在控制 算法 中需 所 要兼顾两者数据 , 取一个加权和来进行控制 . 以( . 8× 05× 最远槽 负压 +05×总管 负压 ) . 作为反馈量 . 控制算 法流程图如 图 2 .
全 , 用 Sc a 10一C与 集 团 公 司 的 V N设 备 建 立 安 全 使 ePt F0 h P 加密隧道 , 保证信息安全保 密的到达对方 . 33 语 音设 备 适 应 能力 强 .
S3 0 - g P I 6 0 2 T -S
语 音设备采用 H C公 司 的 v2 3 g0—3 ,v2 2 g0—3 2提供 3 2 个 F S接 口, X 集成度 高 , 网灵 活 , 组 在提供 丰富 的 电话 特
多, 利用先进的 V N技术实现了华恒矿与 异地企业的免费通 P 信网, 计算机 网互 联互 通 , 加强华恒矿对异地煤 矿的调度 , 指 挥 , 力度 , 了异地 企业之 间信 息交流新渠 道.计算 管理 开辟 机 网络 和通讯 网络 实现互联 互通后 , 大大降 低了运行 成本 , 电话实 现局 话免 费互 拨 , 享受 新矿 通信 专 网用户 的所 有权 限, 办公 自动化 ,N E N r访问 均不需 支付 任何 费用 , IT R E 每年
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浅析提高铝电解烟气净化系统集气效率的途径
ＨＦ气 体 ， 载氟 氧化 铝和净 气 在布袋 除尘器 进 行气 固 分 离 ，分 离后 的载 氟氧化 铝通 过风 动溜槽 进入 气力 提升 机 （ 式提升 机） 提升 至载 氟氧 化铝贮 仓 ， 斗 ， 通过 超浓 相 （ 相 ） 送 系 统供 电解生 产使 用［。净 气 由 浓 输 ２ 】
综述发展
浅析提 高铝 电解 烟气净 化系统集 气效率 的途径
衡茂林
（ 中国铝业青海分 公司， 青海西 宁 ８ ００ ） １ １８
摘 要 ： 要 分析 影 响铝 电解 烟 气 净 化 系 统 集 气 效 率 的 因 素 ， 合 电解 铝 烟 气 干 法 净 化 系 统 的 生产 实践 ， 结 出 提 简 结 总 高 铝 电解 烟 气 净 化 系 统 集气 效率 的有 效途 径 。
碳为主 ， 还含 有 一定量 的氟化氢 、 但 四氟化 碳 和 四氟 化硅【 ” 。烟气 中 的含氟 气 体 以及 吸 附有 大 量 气 态 氟 化物 的氧化 铝 、 电解质 粉 尘 ， 均属 有害 物质 。若 直 接
排入 大 气 中 ， 人类 和 动 植 物吸 ２影响烟气净 化系统 集气效率 的因素
２ １净 化系 统 的烟 气流 程 ．
电解槽 产 生 的含 氟 含尘 烟 气 ， 净 化 系 统主 排 在
２１年第 １ 麟 啦誓 ｊ ５ ０ ０ 期 ７
综述发展
小， 水平 烟道 、 地下 烟 道 是否 畅 通 ， 化系 统 的运 行 净 情 况， 电解车 间 的作业 是 否规 范 ， 无一次 打开 多 台 有 电解槽 槽盖 板 的作业 习惯 等 。
１ 述 概
铝 电解 生产 过程 中 ， 伴随着 电化学 反应 的 同 时， 也产 生大 量烟 气 、 尘 。烟 气 以二 氧 化碳 和 一氧 化 灰
电解铝烟气净化控制系统设计方案书
电解铝烟气净化控制系统摘要在电解铝生产过程中会产生大量有害烟气，弥漫在电解车间内部的电解烟气使劳动条件恶化，影响生产工人的身体健康。
电解烟气扩散到厂区周围，会对大气环境造成经常性污染。
因此，必须对电解烟气进行治理，这样既可保护环境，又可回收氟化盐和Al2O3，降低生产成本。
本文设计了以S7-300系列PLC为控制器的烟气净化控制系统。
本着环保节能的思路，该系统按工艺流程，针对布袋除尘器出入口压差、烟气出口压力、新鲜和载氟氧化铝料位的检测与控制进行设计，以减少烟气对大气环境的污染，提高回收效益，改善铝电解生产车间的工作环境。
关键词：电解铝；烟气净化；PLC控制Electrolytic control flue gas purification systemAbstractA large amount of harmful gas will emit In electrolytic aluminum production process. the flue gas which filled in the electrolysis electrolysis workshop deteriorate the working conditions, affect the health of production workers. Electrolysis gas spread to the surrounding of plant, the pollution of the atmospheric environment was caused by recurrent. Therefore, it is necessary to carry out treatment of electrolytic gas, so that it can protect the environment, but also recyclable fluoride salt and Al2O3, lower production costs.In this paper,we design a control system of flue gas purification,which uses a S7-300 series PLC as the controller. Based on the idea of environmental protection and energy saving, according to process of the system, for the bag filter pressure, outlet pressure and fresh gas containing aluminum fluoride level of detection to control and design, in order to reduce the flue gas of the atmospheric pollution of the environment and improve the recovery efficiency, to improve the the work environment of the electrolytic production.Key words: aluminum; flue gas purification; PLC control目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 系统设计背景 (1)1.1.1 课题来源 (1)1.1.2 研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国外研究现状 (2)1.2.2 国内研究现状 (3)第二章电解铝烟气净化系统 (6)2.1 电解铝生产的工艺特点 (6)2.2 净化工艺流程 (7)2.3 净化系统组成 (9)2.3.1 文丘里反应器 (9)2.3.2 脉冲袋式除尘器 (9)2.3.3 气力提升机 (10)2.3.4 风动溜槽 (11)2.4 净化控制技术综述 (11)2.4.1 自动控制方式选择 (11)2.4.2 净化方式选择 (15)第三章系统设计 (17)3.1 系统控制原理及目标 (17)3.1.1 控制原理 (17)3.1.2 控制目标 (19)3.2 压力检测 (19)3.3 物位检测 (20)3.4 温度检测 (21)第四章硬件设计 (23)4.1 PLC选型 (23)4.1.1 SIMATIC S7—300 PLC简介 (23)4.1.2 S7—300的组成部件 (24)4.2 模块选择 (25)4.2.1 CPU模块 (25)4.2.2 数字量输入模块 (26)4.2.3 模拟量输入模块 (26)4.2.4 数字量输出模块 (27)4.2.5 电源模块 (27)4.2.6 通信模块 (28)4.3 执行器 (29)4.3.1 执行器简介 (29)4.3.2 执行器选型 (29)第五章软件设计 (31)5.1 STEP 7论述 (31)5.1.1 STEP 7简介 (31)5.1.2 STEP 7的功能 (32)5.2 PLC的I/O地址分配 (33)5.3 系统程序流程图 (34)5.4 软件编程 (40)5.4.1 项目创建 (40)5.4.2 硬件组态 (41)5.4.3 定义符号表 (42)5.4.4 编程界面 (43)结束语 (44)参考文献 (45)附录 (47)致谢 (64)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。
浅析铝电解烟气净化系统集气效率影响因素及其控制
Ａ１ Ｆ３＋３Ｈ２ ｏ
铝 电解 烟气净化பைடு நூலகம்系统一般采 用局部通 风和全 面
通风相结合的联合通风方法对铝电解生产所产生的
有害气体进行 控制 和净 化 ， 电解槽 在 生 产过 程 中产 生 的有害烟气集 气系统 收集 ， 进人 干法净化 系统 ， 这 部 分气 体就是我 们所 说 的一 次集 气 ， 干法 净 化 系统
ｈ ｗ ａｓ ｈ ａ ａｈ ｒ ｇｅ ｃｅ ｃ ，ｔ ａ ｅ ｓ ｍｅ ｓ ｅ ｉ ｃ ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｒ ｎ ｎ ｎ ａ ｅ ｎ ｆ ｈ ａ ｌａ ｉ ｇ ｓ ｓ ｏ ｔ ｒ ｉｅｔ ｅ ｇ ｇ ｔｅ ｉ ｆ ｉｎ ｙ Ｉ ｈ ｖ ｏ ｐ ｃｆ ａ ｍｅ ｎ ｎ ｔ ｕ ｉ ｇｍａ ｇ ｍｅ ｔ ｅ ｇ ｓｃ ｅ ｎ ｎ ｙ — ｏ ｓ ｎ ｉ ｉｌ ｏｈ ｏｔ
气净化集气效率是直接影响到铝电解烟气中污染物 的净化 回收效率 的关键 因素 ， 因此 提高 铝 电解生 产 过 程 中污染 物的净 化 回收效 率 ， 首先 就 要提 高净 化 系统 的集气效 率 ， 铝 电解 烟气 集气 效 率 的高低 又 而 是 由多方面 的综合 因素决 定 的。
义。
关键词 ： 烟气 ； 铝电解烟气净化系统 ； 集气效率 ； 干法净化法
中 图 分 类 号 ：Ｆ ０ ． Ｔ ８５ ３ 文 献标 识码 ： Ｂ
Ａｎ ｌ ｓｎ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ Ｆａ ｔ ｒ ｏ ｈ ｓ Ｇａ ｈ ｒｎ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ａ ｙ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｉ ｆ ｅ ｃ ｃ ｏ ｆｔ ｅ Ｇａ ｔ ｅ ｉ ｇ Ｅｆ ｉ ｎ ｙ ａ ｄ ｌ ｉ ｉ ’ ｎ ｒ ｌ ｎ ｎ ｔ ｅ Ａｌ ｍ ｉ ｉ ｍ ｅ ｔ ｏ ｙ ｉ ｏ ｕ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｔ Ｓ Ｃｏ ｔ ｏ ｌ ｇ ｉ ｈ ｕ ｎ ｕ Ｅｌｃ ｒ ｌ ｓｓＰｒ ｄ ｃ ｉ ｎ Ｓ ｓ ｅ ｉ Ｑ Ｎ ｉ —ｕｎ Ｉ Ｇ Ｘ ａ ｙａ ｏ
铝电解烟气净化系统控制技术的研究与应用
铝电解烟气净化系统控制技术的研究与应用发布时间：2021-04-26T13:31:57.920Z 来源：《中国电业》2021年第3期作者：马淑萍王英敏[导读] 在现代电解铝领域中，烟气净化系统在保护环境，节能减排中发挥着重要作用，对于企业经济效益与社会效益都有着深远影响。
马淑萍王英敏中国铝业青海分公司电解厂摘要：在现代电解铝领域中，烟气净化系统在保护环境，节能减排中发挥着重要作用，对于企业经济效益与社会效益都有着深远影响。
对此，本文首先对影响电解烟气效率的主要因素进行了简要分析，并对铝电解烟气净化系统控制技术的应用及对策展开了进一步研究。
关键词：铝电解；净化系统；控制技术；应用1、影响铝电解效率的主要因素当前电解铝生产工艺采用着霍尔-埃鲁法，即氧化铝溶于熔融的冰晶石中，并加入氟化盐，以碳素材料作为阴极与阳极，通入直流电进行电解制取金属铝。
在铝电解生产过程中，电解槽内会产生一定的烟气，烟气最主要的成分是氟，通常情况下会经过净化系统的烟囱或天窗进行排放，但在生产车间内，由于具有大量的烟气，都是无组织的烟气，含有一定有害物质，在进行治理的过程中成本较高，控制电解槽中的烟气污染物也是为了能够控制其总量不会超标。
首先，在铝电解生产过程中，电解槽内产生的烟气在排放时会有组织的，能够通过排放风机有效减少负压，主要目的是为确保在板间缝内位置有一定量的微负压，从而控制烟气不会扩散。
由于排烟量会影响到电解槽内的集气量，只有不断提高排烟量才能够有效增加集气效率，从而控制污染源的排放。
就目前发展形势来看，通过设计大容量的电解槽来提高排烟量，在一定程度上可以有效提高净化系统工作效率，但同时也会增加成本费用，对此，需要选用合理的电解槽排放量，是解决净化系统问题的基础。
其次，在处理烟气净化系统的过程中，若出现烟气分布不均匀的情况时，会导致烟气量的超标，这是由于除尘器的过滤单元未达到设计要求标准，并在一定程度上增加了过滤单元的工作负担。
关于电解铝厂烟气净化系统集气效率的探讨 - star的日志
关于电解铝厂烟气净化系统集气效率的探讨- star的日志- 网易博客关于电解铝厂烟气净化系统集气效率的探讨默认分类2009-08-25 22:42 阅读46 评论0(贵阳铝镁设计研究院, 贵州贵阳550004)摘要: 笔者就电解铝厂电解烟气净化系统集气效率的有关问题, 结合实际运行情况, 从设计和运行2 个方面, 进行了系统地阐述, 并针对电解烟气净化系统运行时的几个问题, 提出了自己的看法和建议。
关键词: 电解槽; 烟气净化系统; 集气效率StudyonHoodingEfficiencyofthePotFumeTreatmentPlant LIUZhi-ling( GuiyangAluminum-MagnesiumDesign&ResearchInstitute,,Guiyang550004, China )Abstract:Thewritergivesasystematicaldescriptiononbothdesig nandoperationintermsofactu 2 aloperationconditionsofhoodingefficiencyofpotfumetreatme ntplantinthesmelters,andalsooffers hisopinionsandrecommendationsonproblemstobemetintheoperationofpotfumetreatmentplant.Keywords :Pot;potfumetreatmentplant;hoodingefficiency1 概述在电解铝厂的生产过程中, 氟化盐作为铝电解的溶剂, 是电解铝不可缺少的成分之一, 而高温使氟化盐与水发生水解反应后产生的氟化氢气体, 是电解铝过程中产生的主要污染物。
目前, 预焙槽在生产过程中的吨铝排氟量一般为16～15kg。
从电解槽排出的如此大量的含氟烟气对人体健康、车间环境和周围大气质量, 都有着极大地危害, 因此, 国家规定了严格的排放标准, 这些烟气必须经过治理才能排放。
铝电解烟气净化控制系统设计管窥
铝电解烟气净化控制系统设计管窥【摘要】在我国的许多铝冶炼生产过程中都可能对环境造成污染，比如在铝电解的过程中就会产生有毒气体，它不但能危害人体的健康，还会对环境造成污染。
由于近几年来我国主要倡导发展绿色和谐的社会，经济发展与环境保护协调发展，所以对于铝电解的排放气体进行净化控制是一些厂家们的首要任务。
本文针对铝电解烟气净化控制系统的设计进行探讨。
【关键字】铝电解；烟气净化；控制系统设计在经济的推动下，我国的大型铝冶炼厂越来越多，但是伴随着铝电解的过程就产生了大量的有毒气体，如果不经处理就排放到空气中，不但对人体健康造成严重的危害，还会污染环境，危害大自然的和谐。
因此在铝厂中设置一套烟气净化控制系统是必不可少的。
本文首先阐述了研究烟气净化系统的意义以及国内外的研究现状，随后主要介绍了净化工艺流程以及存在的问题。
1 铝电解烟气净化控制系统研究的意义及现状1.1 研究的意义由于前几年我国对于经济发展的要求过于重视，忽视了环境的保护，导致环境急剧恶化。
所以近几年来我国着重提倡了绿色经济，要求经济与环境协调发展。
这些标准也被应用到铝电解的生产过程中，设计先进的烟气净化控制系统的意义主要体现在以下四方面：第一、净化系统的研究带来了巨大的环保效益。
由于铝电解过程中产生的有毒气体的成分主要是氟化物，它对动植物的危害不容小觑，对环境中的水和气体也有不好的影响，所以一套先进有效的净化控制系统能够阻止氟化物的排放并进行处理，实现绿色经济的要求。
第二、净化系统的研究能够解决扩容引起的环境污染问题。
所谓的扩容是指，在一套完整的铝电解体系的基础上，在叠加一次或者两次的电流，这样能扩大产生的能量，是一个低投入高产出的高效益途径。
但与此同时也带来了许多的环境问题，而我国对于环保的要求越来越高，因此想要把这套高效益途径应用于生产就必须设计出一套先进的烟气净化系统来解决环境污染的问题。
第三、有助于氟化盐的回收利用。
氟化盐作为铝电解过程中的一种添加剂，造价昂贵，而且在高温下容易分解扩散，如果没有烟气的净化系统，氟化盐就会随着烟气扩散到大气中，造成很大程度上的浪费，所以烟气净化系统的一个主要作用就是回收氟化盐，减低了它的损耗，这样产生的经济效益也是不容小觑的。
电解烟气净化控制系统设计
电信学院毕业设计任务书题目电解烟气净化控制系统设计学生姓名班级学号题目类型工程设计指导教师刘朝荣系主任一、毕业设计的技术背景和设计依据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) 及阳极效应时生成的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。
电解烟气净化系统工作原理是对电解烟气采用氧化铝吸附干法净化技术处理。
利用氧化铝对氟化氢的吸附性，使烟气中的氟化氢由气相进入固相，再通过布袋除尘器实现气固分离，同时去除氟化物和粉尘达到烟气净化的目的。
电解烟气净化控制的具体工作方式有三种，分别是压差、手动、定时工作方式。
压差工作方式是当有害烟气由布袋除尘器中间入口经气流分布板均匀进入到过滤单元，烟气中的氟化氢与氧化铝发生化学吸附反应，反应后的载氟氧化铝随烟气单元滤袋过滤被阻留，滤袋进出口压力达到一定压差后，由PLC按预先设定的控制程序进行自动反吹清灰操作。
手动工作方式是由操作人员根据有害烟气经过布袋除尘器的实际工作情况手动控制反吹风机启动、停止。
由PLC按预设程序进行反吹清灰。
定时工作方式是PLC按预设的定时程序控制反吹风机的启动、停止，进行反吹清灰操作。
二、毕业设计的任务1、熟悉题目要求，查阅相关科技文献。
2、方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）。
3、本毕业设计要求根据控制系统的硬件设计，完成PLC控制程序设计，上位组态画面及软件设计，进行实际调试并写出调试报告，操作使用说明书等内容。
4、撰写设计说明书，提供程序流程图，程序框图，程序清单。
5、设计所使用的相关技术资料的外文翻译。
三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标主要内容：1、根据控制系统主机的选型，掌握相应的PLC编程软件及上位组态编程软件2、上位机组态工艺画面及操作画面设计；趋势数据记录、操作员登录功能、时钟功能、PLC监视、操作帮助等功能设计3、程序设计4、程序调试功能：净化系统的主要工作为清灰，系统控制采用压差、定时、单室三种控制方式，压差信号通过测量袋室气压差决定是否进行清灰；定时清灰则是通过触摸屏设定时间，周期性开始清灰工作；单室清灰信号来自于上位触摸屏信号，人工选择需要清灰的袋室。
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电解铝烟气净化集散控制系统摘要随着工业的发展，现代化、信息化进程的加快，新时代的工业对工业尾气排放日趋重视，一旦废气处理不当直接排放会对环境以及人民生命财产带来重大影响。
因此必须妥善处理废气，达标排放。
本设计就是针对电解铝烟气排放做的一个回收净化的控制，介绍了集散控制系统以及其控制过程。
附带介绍集散控制系统各部分的功能和设备要求。
本设计详细介绍了电解铝烟气从出来到进入布袋除尘器处理，再到排放一系列的控制过程。
对实现控制目标的每一个设备的选型，以及设备组态软件做了详细叙述。
在本论文的最后写了集散控制系统的前景展望，以及工业控制未来的发展，和世界一些关于工业废气处理的先进技术。
关键词：电解铝；烟气净化技术；集散控制系统Electrolytic aluminium haze purification anddistribution control systemAbstractWith industrial development, modernization and information technology to speed up the process, new era of industrial to industrial emissions increasing attention, Once the exhaust emissions of impropriety directly on the environment and people's lives and property have significant ramifications. It is necessary to properly handle exhaust emission standards.The smelter was aimed at the design of flue gas emissions do a recovery and purification of control, on the distributed control system and its control processes. With distributed control system on the part of the functional and equipment requirements.This smelter details the smelter out of the smoke from entering the bag filter, and then a series of emission control process. To achieve the control objectives for each of a selection of equipment, and equipment configuration software gave a detailed description.In this paper the final was made to the Distributed Control System Prospect, and industrial control future development, and some of the world's industrial emissions of advanced technology.Keywords:Electrolytic aluminium; Haze purification technology; Distribution control system目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 电解铝烟气净化在世界的先进技术 (1)1.3 集散控制系统的发展 (2)1.4 论文结构 (2)第二章电解铝烟气净化系统概述 (3)2.1 电解铝烟气净化系统工艺介绍 (3)2.1.1 电解铝烟气净化系统的净化原理 (3)2.1.2 电解铝烟气净化系统的工艺流程 (5)2.2 电解铝烟气净化系统的组成及功能 (5)2.2.1 VRI反应器的结构及其原理 (6)2.2.2 脉冲式布袋除尘器结构及其工作原理 (6)2.2.3 管道输送床工作原理 (7)2.2.4 气力提升机工作原理 (7)第三章集散控制系统的概述 (8)3.1 集散控制系统 (8)3.1.1 DCS的基本组成 (8)3.1.2 DCS的分层体系 (9)3.1.3 DCS各层次的功能 (10)3.1.4 集散控制系统的特点 (10)3.2 JX-300X系统介绍 (11)3.2.1 JX-300X系统组成 (12)3.2.2 JX-300X系统的网络结构 (13)3.2.3 JX-300X系统的特点 (15)第四章DCS在电解铝烟气净化中的应用 (17)4.1 JX-300X在电解铝烟气净化系统中的配置 (17)4.2 电解铝烟气净化系统操作画面的设计 (18)4.3 电解铝烟气净化系统I/O点的定义 (23)4.4 电解铝烟气净化系统功能连接 (25)第五章电解铝烟气净化系统的过程检测与控制 (36)5.1 控制系统方框图介绍 (36)5.2 过程检测与控制 (37)5.2.1 温度的过程检测与控制 (37)5.2.2 压力的过程检测与控制 (38)5.2.3 流量的过程检测与控制 (38)5.2.4 物位的过程检测和控制 (39)结论 (41)参考文献 (42)附录 (43)致谢 (44)第一章引言1.1 研究背景随着工业化进程的加快，绿色工业也伴随着雨后春笋般的诞生了，其中重工业烟气净化过程是一个致关重要的环节。
本设计以电解铝净化为例阐述了关于关于烟气净化的整个控制过程。
电解铝烟气成分中主要由HF等有害气体和固体颗粒组成，直接排放无论是对、居民生活还是对环境都构成很大的影响，因此处理电解废气和回收AL2O3固体粉末，成为电解工业致关重要的一个环节。
自1975年美国霍尼韦尔公司推出第一套TDC2000型集散控制系统在工业控制领域应用以来，集散控制系统已经发展成为工业生产过程自动控制装置的主流。
集散控制系统的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监控、操作、管理和分散控制的一种新型的控制技术。
它是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、网络通信技术和人机接口技术的发展和渗透而产生的。
随着计算机技术、通信技术、控制技术、和微电子技术的迅速发展，集散控制系统也得到了飞速的发展。
目前霍尼韦尔已推出控制功能更强的第三代产品，集散控制系统不同于分散型的常规仪表控制技术，也不同于集中式的计算机控制系统，而吸收两者的优点，在其基础上发展起来的一种先进的系统工程技术，集散控制的出现和应用是生产过程控制技术发展中的又一大飞跃。
本设计采用国产浙大中控JX-300X集散控制系统，该系统有较强的控制能力，有较好的性价比，适合于小型系统使用。
它除了具有结构简单、功能强大等特点外，其显著的特点之一是具有系统测试功能，系统测试功能的目的是对系统的组态进行仿真，可提前发现问题，待测试可行后再下载到实际的FCS，从而不影响整个生产过程。
只需采用组态软件改变某些配置和控制方案就能实现适合新对象的控制功能，下面对集散控制系统的特点及整个设计过程做以详细的介绍。
1.2 电解铝烟气净化在世界的先进技术国际上电解行业的烟气净化一般有两种方法：干法和湿法。
干法：用氧化铝作吸附剂，使之产生含氟氧化铝，直接返回电解槽使用。
此法多用于预焙槽和上插自焙槽，是一种较新的方法。
我国于1977年4月开始试验这一技术，现在已掌握了工艺流程和技术条件控制等问题。
湿法：湿法净化回收有多种方法，如用清水洗涤、碱水洗涤、海水洗涤等。
洗液再通过碱法、氨法和酸法流程加以回收，制取冰晶石、氟化钠、氟化铝等。
一般多用于制造冰晶石。
虽然烟气净化最简单经济的方法是用水洗涤，但由于水溶解氟化氢后变为氢氟酸，最容易腐蚀设备，所以目前各国多采用碱法净化回收。
从近十几年的发展趋势看，湿法净化回收大部分已被干法净化回收所取代。
这不但是因为干法净化易于控制、流程简单、环境好、操作容易，而且干法净化回收过程中产生的二次污染小、净化效果好。
湿法净化回收系统已逐渐不适应环保的要求，而趋于被淘汰。
本设计采用了干法净化回收的方法。
1.3 集散控制系统的发展集散控制系统（Distributed Control System,简称DCS）是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。
自70年代中期第一套集散控制系统问世以来，到现在已经在工业领域得到了广泛应用，越来越多的仪表和控制工程师已经认识到集散控制系统必将成为过程控制的主流。
集散控制系统的主要特性是它的集中管理和分散控制。
而且，随着计算机技术的发展，网络技术已经使集散控制系统不仅主要用于分散控制，而且向着集成管理方向发展。
系统的开放不仅使不同制造厂商的集散控制系统产品可以相互连接，而且使得它们可以方便地进行数据交换，系统的开放也使第三方软件可以方便地在现有的集散控制系统应用的更好。
对集散控制系统进行认真和细致的分析，研究集散控制系统的共性和各个制造厂商产品的不同的特点，了解集散控制系统的选型、设计和应用方法是十分必要的。
1.4 论文结构论文先对电解铝采用的干法净化进行了介绍，并对系统工艺流程以及其组成和原理进行了描述，，然后对本设计采用的集散控制系统的整体进行了阐述。
本设计总共分为五章。
以下为详细说明。
第二章电解铝烟气净化系统概述铝电解生产的污染物可分为4类：烟气、粉尘、余热和磁场。
其中烟气，粉尘和磁场造成环境污染，危害人们的健康，余热则造成车间高温，恶化操作条件。
人们通常所指的烟气是指烟气和粉尘的混合物。
所以烟气中有气体和固体两种成分。
气态物质的主要成分是氟化氢(HF)及阳极效应时生成的CF4与C2F6等。
气态物质的含量如表2.1所示：表2.1（废气成分表）固态物质分两类，一类是大颗粒物质(直径大于5μm)，主要是氧化铝、炭粒和冰晶石粉尘。
由于氧化铝吸附了一部分气态氟化物，一般大颗粒物质中总含氟量约为15％，另一类是细颗粒物质(亚微米颗粒)，由电解质蒸气凝结而成，其中含氟量高达45％。
根据槽型的不同，烟气的组成也略有变化。
预焙槽烟气中的粉尘含量大约为20～40 kg／t-Al。
烟气弥漫在电解车间，恶化劳动生产条件，严重影响生产工人的身体健康，电解烟气不净化处理扩散到大气中，对生态有一定的危害。
因此必须对烟气进行净化处理。
[1]2.1电解铝烟气净化系统工艺介绍本次设计的烟气净化系统采用干法净化。
所谓干法净化即以某种固体物质吸附另一种气体物质所完成的净化过程。