在硝化反应中器温度控制系统的设计
间歇曝气比在短程硝化中对硝化活性的影响
间歇曝气比在短程硝化中对硝化活性的影响刘宏;彭永臻;卢炯元;南彦斌;曾立云;陈永志【摘要】采用序批式间歇反应器(SBR)处理生活污水,温度控制在(25.0±0.5)℃,研究好氧曝气与缺氧搅拌时间比(间歇曝气比)分别为30 min:30 min(A模式)和40 min:20 min(B模式)对亚硝酸盐氮积累、污泥性能参数、反应速率(比氨氮氧化速率、比硝酸盐氮产生速率、比亚硝酸盐氮产生速率)、氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性的影响.A模式下运行64个周期时,出水亚硝酸盐氮质量浓度为19.04 mg/L,亚硝酸盐氮积累率高达99.21%;B模式下运行75个周期时,出水亚硝酸盐氮质量浓度为19.42 mg/L,亚硝酸盐氮积累率高达95.47%;研究表明缺氧时间所占比例越大越有利于短程硝化的实现.在实现短程硝化过程中,A模式在38个周期之后AOB活性超过NOB活性;B模式在34个周期之后AOB活性超过NOB活性.%Under the condition of temperature of (25 .0 ± 0 .5) ℃ ,real domestic sewage was treated with sequen-cing batch reactors (SBR) ,ratios of aerobic and anoxic (the ratio of intermittent aeration) were 30 min : 30 min (mode A) and 40 min : 20 min (mode B) ,and its effects on the stability of nitrite nitrogen accumulation ,sludge per-formance parameters ,the rates of reaction (ammonia oxidation rate ,nitrate nitrogen productionrate ,nitrite nitrogen production rate) and activity of ammonia oxidizing bacteria (AOB) and nitrite oxidizing bacteria (NOB) were investi-gated .After working 64 cycles under mode A ,the effluent of nitrite nitrogen was 19 .04 mg/L ,and the nitrite nitrogen accumulation was up to 99 .21% .After working 75 cycles under mode B ,the effluent of nitrite nitrogen was 19 .42 mg/L ,and the nitrite nitrogen accumulation was95 .47% .The results show that the longer the anoxic time ,the more beneficial to the realization of shortcut nitrification .During the shortcut nitrification ,activity of AOB exceeds NOB af-ter 38 cycles for mode A and after 34 cycles for mode B .【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2017(039)012【总页数】5页(P1317-1321)【关键词】间歇曝气比;短程硝化;AOB和NOB活性;序批式间歇反应器【作者】刘宏;彭永臻;卢炯元;南彦斌;曾立云;陈永志【作者单位】兰州交通大学环境与市政工程学院 ,甘肃兰州 730070;北京工业大学城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室 ,北京 100124;兰州交通大学环境与市政工程学院 ,甘肃兰州 730070;兰州交通大学环境与市政工程学院 ,甘肃兰州 730070;兰州交通大学环境与市政工程学院 ,甘肃兰州 730070;兰州交通大学环境与市政工程学院 ,甘肃兰州 730070【正文语种】中文短程硝化—厌氧氨氧化工艺由于其耗能低、无需投加额外碳源及运行成本低等优点被国内外学者所广泛研究[1-2]，实现短程硝化是该工艺稳定运行的关键。
硝化反应过程的主要危险性及安全措施
硝化过程中的主要危害及安全措施将硝基原子引入有机化合物分子以取代氢原子形成硝基化合物的反应，称为硝化。
用硝酸根取代有机化合物中的羟基的化学反应，则是另一种类型的硝化反应，产物称为硝酸酯。
硝化反应是生产染料、药物及某些炸药的重要反应。
硝化过程中常用的硝化剂是浓硝酸或由浓硝酸和浓硫酸制备的混合酸。
此外，硝酸盐和氧化氮也可做硝化剂。
一般的硝化反应是先把硝酸和硫酸配制成混酸，然后在严格控制温度的条件下将混酸滴入反应器，进行硝化反应。
1．硝化的主要风险(1)、硝化反应是放热反应，温度越高，硝化反应的速度越快，放出的热量越多，越有可能导致温度失控和爆炸。
(2)、大多数硝化物质是易燃的，有的兼具毒性，如苯、甲苯、脱脂棉等，使用或储存不当时，易造成火灾。
(3)、混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，接触有机物，尤其是不饱和有机物，会导致燃烧。
硝化反应的腐蚀性很强，会导致设备的强烈腐蚀。
混酸在制备时，若温度过高或落入少量水，会促使硝酸的大量分解，引起突沸冲料或爆炸。
(4)、硝化产品大都具有火灾、爆炸危险性，尤其是多硝基化合物和硝酸盐，受热、摩擦、撞击或接触点火源，极易爆炸或着火。
2．硝化过程的安全措施(1)、制备混酸时，应严格控制温度和酸的配比，并保证充分的搅拌和冷却条件，严格防止温度突然升高引起的穿孔或爆炸。
不能把未经稀释的浓硫酸与硝酸混合。
稀释浓硫酸时，不可将水注入酸中。
(2)、必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等有机物接触，避免因强氧化而燃烧和爆炸。
(3)、应仔细制备反应混合物，并去除易氧化成分，不得有油类、酐类、甘油、醇类等有机物杂质，含水也不能过高；否则，此类杂质与酸作用易引发爆炸事故。
(4)、硝化过程应严格控制加料速度，控制硝化反应温度。
硝化反应器应配备良好的混合和冷却装置，不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。
硝化器应安装严格的温度自动调节、报警及自动连锁装置，当超温或搅拌故障时，能自动报警并停止加料。
硝化器应设有泄爆管和紧急排放系统，一旦温度失控，紧急排放到安全地点。
2019年全国中级注册安全工程师职业资格《化工安全》真题及答案解析
2019年全国中级注册安全工程师职业资格《化工安全》真题及答案解析一．单选题1．【单项选择题】危险与可操作性分析(HazardandOperabilityAnalysis，通常称之为HAZOP分析)是工艺过程危险性分析中应用最广泛的风险分析技术之一。
关于HAZOP分析流程的说法，正确的是()。
A.B.C.D.2．【单项选择题】化工企业金属罐内壁维修，使用移动或手持电气设备及行灯照明时，必须采用安全电压电源。
关于使用安全电压的说法，错误的是()。
A. 安全电压回路的带电部分必须与较高电压的回路保持电气隔离B. 使用手持电钻时，采用42V安全电压做电源C. 安全电压插销座应带有接零(地)插头或插孔D. 行灯照明采用24V安全电压3．【单项选择题】氨是由氮气和氢气按照1：3比例组成的合成气在高温、高压下经催化反应产生的。
合成氨工艺具有较高的危险性，包括物料过量引起爆炸、物料泄漏引起火灾和空间爆炸、积炭燃烧或爆炸、物理爆炸以及液氨泄漏引起中毒等。
下列合成氨工艺安全控制基本要求的做法中，错误的是()。
A. 将压缩机温度、压力与供电系统形成联锁关系B. 设置紧急停车系统C. 将合成氨装置内温度、压力与物料流量、冷却系统形成联锁关系D. 设置加入反应终止剂系统4．【单项选择题】扑救易燃液体火灾的方法必须考虑不同易燃液体的比重、水溶性和各种灭火剂的性能。
关于扑救易燃液体火灾方法的说法，错误的是()。
A. 小面积(小于50m2)液体火灾，一般可用雾状水扑灭B. 汽油、苯等液体火灾，可以用普通蛋白泡沫或轻水泡沫灭火C. 二硫化碳起火时，可以用水和泡沫进行扑救D. 醇类、酮类等液体火灾，可以用水和普通蛋白泡沫进行扑救5．【单项选择题】防爆电气设备等级分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类，不同类型的电气设备应用于相应的爆炸性环境。
关于电气设备的分类与使用环境的说法，正确的是()。
A. Ⅰ类电气设备用于爆炸性气体环境；Ⅱ类电气设备用于爆炸性粉尘环境；Ⅲ类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境B. Ⅰ类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境；Ⅱ类电气设备用于爆炸性粉尘环境；Ⅲ类电气设备用于爆炸性气体环境C. Ⅰ类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境；Ⅱ类电气设备用于爆炸性气体环境；Ⅲ类电气设备用于爆炸性粉尘环境D. Ⅰ类电气设备用于爆炸性粉尘环境；Ⅱ类电气设备用于爆炸性气体环境；Ⅲ类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境6．【单项选择题】硝化反应具有反应速度快、放热量大、反应物料具有燃爆的危险性。
污水处理中的硝化与反硝化过程
污水处理厂的硝化与反硝化应用
污水处理厂是硝化与反硝化过程的重要应用场所，通过硝化反应将有机 氮转化为硝酸盐，再通过反硝化反应将硝酸盐转化为氮气，从而达到去 除氮污染物的目的。
硝化反应通常在好氧条件下进行，由硝化细菌将氨氮氧化成硝酸盐；反 硝化反应则在缺氧条件下进行，由反硝化细菌将硝酸盐还原成氮气。
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硝化反应的微生物学基础
硝化细菌是一类好氧性细菌，能够将氨氮氧化成硝酸盐。
硝化细菌主要包括亚硝化Байду номын сангаас菌和硝化细菌两类，分别负责亚硝化和硝化两个阶段 。
硝化反应的影响因素
溶解氧
硝化反应是好氧反应，充足的溶解氧是保证硝化 反应顺利进行的关键。
pH值
硝化细菌适宜的pH值范围为7.5-8.5。
ABCD
温度
硝化细菌对温度较为敏感，适宜的温度范围为 20-30℃。
应对气候变化
资源回收利用
探索污水处理过程中资源的回收利用，如能源、肥 料等，提高污水处理的经济效益和社会效益。
随着气候变化加剧，污水处理系统需应对极 端天气和自然灾害的挑战，保障硝化与反硝 化过程的稳定运行。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进先进技术与管理 经验，推动硝化与反硝化技术的创新发展。
害。
城市污水处理中的硝化与反硝化应用
城市污水中的氮污染物主要来源于生活污水和部分工业废水，硝化与反硝化过程在 城市污水处理中具有重要作用。
城市污水处理厂通常采用生物反应器进行硝化与反硝化反应，通过合理控制反应条 件，提高脱氮效率。
城市污水处理中的硝化与反硝化应用可以有效降低水体中氮污染物含量，改善城市 水环境质量。
化学实验中的温度
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2024/10/17
如何控制反应放出的热量
1.调节滴加速率 2.冰水冷凝
例题1
缓慢滴加盐酸、装置C加冰水浴
• Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3 。 为制备KClO，在不改变KOH溶液的浓度和体
积的条件下，控制反应在0℃〜5℃进行，实验 中可采取的措施是 ▲ 、 ▲ 。
糖类（蔗糖、淀粉、纤维素）水解 优点：受热均匀，易控制温度。
需要温度计的实验
一、测反应混合溶液的温度 1 测溶解度 2 由乙醇制乙烯 3 中和热测定
二、测蒸气的温度
1 蒸馏
2 测定沸点
三、测环境温度 1 温度对反应速率影响的反应 2 苯的硝化反应、乙酸乙酯的水解
3 测气体体积时，测量室温
注意：作答时指明温度计液泡的位置
D．用氨水调节溶液pH＝7 AB C:较高温度H2O2分解 D:碱性H2O2氧化性减弱； 生成的Fe3+会水解为Fe(OH)3
例题5
正丁醛（沸点76 ℃ ）是一种化工原 料。某实验小组利用K2Cr207与稀硫酸混合 溶液氧化正丁醇（沸点117 ℃ ）制备。
反应温度应保持在90—95℃，其原因是:
将正丁醛及时分离出来，促使反应正向进行， 并减少正丁醛进一步氧化。
例题2
葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：
C6H12O6(葡萄糖)＋Br2＋H2O→C6H12O7(葡萄糖酸)＋2HBr
2C6H12O7＋CaCO3→Ca(C6H12O7)2(葡萄糖酸钙)＋ H2O＋CO2↑
第一步反应在55 ℃时不断滴加3%溴水进行。选 择装置是（ B ）
例题3
某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水 为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶
微通道反应器在芳香化合物硝化反应中的应用进展
化学彫生的M程2021,-------------------------------------------------------------------Chemistry&Bioengineeringdoi：10.3969/j.issn.1672—5425.2021.02.002李林吉，黎容，廖秀飞，等.微通道反应器在芳香化合物硝化反应中的应用进展[J].化学与生物工程,2021,38(2)=7-11.LI L J,LI R,LIAO X F,et al.Application progress of microchannel reactor in nitration reaction of aromatic compounds[J].Chemistry &Bioengineering,2021,38(2)：7-ll.微通道反应器在芳香化合物硝化反应中的应用进展李林吉1,黎容1,廖秀飞1,万阳裕"，廖洪利“(1.成都医学院药学院，四川成都610500；2,四川科伦药业股份有限公司，四川成都610071)摘要：芳香化合物的霸化是常用的生产单元，釆用传统釜式反应器进行霸化反应存在放热量大、选择性低、浪费资源、污染环境、存在安全隐患等问题。
微通道反应器具有优良鸽传热、传质性能，可有效解决传统釜式反应器存在餉问题，是一种安全、环保、高效的新型反应设备。
综述了微通道反应器在芳香化合物硝化反应中的应用进展，包括以苯型芳香怪为底物的硝化反应及以非苯型芳香胫为底物的霸化反应。
关键词：微通道反应器；硝化反应；芳香化合物中图分类号:TQ246.1文献标识码：A文章编号：1672-5425(2021)02-0007-05Application Progress of Microchannel Reactor in NitrationReaction of Aromatic CompoundsLI Linji1,LI Rong1,LIAO Xiufei*,WAN Yangyu2*,LIAO Hongli1*(1.College of Pharmacy^Chengdu Medical College, Chengdu610500,China；2.Sichuan Kelun Pharmaceutical Co.,Ltd,9Chengdu6100719China)Abstract:Nitration of aromatic compounds is a common production unit of chemical engineering process, whereas9some problems exist in nitration reactions in the traditional tank reactor,such as excessive exotherm, low selectivity,waste of resources,environmental pollution,and potential safety risks.Microchannel reactor has excellent properties of heat and mass transfers,and can be adopted to effectively solve the problems existing in the traditional tank reactor,which is a new type of safe, environmental, and efficient reaction device・In this paper,we review the application of microchannel reactor in nitration reactions of aromatic compounds,including nitration reactions using benzenoid aromatic hydrocarbon as substrate and using non-benzenoid aromatic hydrocarbon as substrate.Keywords:micro c hannel reactor；nitration reaction；aromatic compounds芳香化合物是一类非常重要的有机物，种类庞杂，数目繁多,广泛应用于医药卫生、石油化工、农业、纺织等领域。
自动控制系统在SBR工艺中的应用
自动控制系统在SBR工艺中的应用发布时间：2022-08-14T06:29:18.230Z 来源：《科学与技术》2022年第7期作者：李长春[导读] SBR(Sequencing Batch Reactor)法，即序批式活性污泥法，为间歇运行的污水处理工艺，李长春中铁成都规划设计院有限责任公司四川成都 610031摘要：SBR(Sequencing Batch Reactor)法，即序批式活性污泥法，为间歇运行的污水处理工艺，包括进水，反应，静置，排水，闲置五个阶段。
SBR法集进水，厌氧，好氧，沉淀反应于一体，工艺流程简单，占地小，构筑物少。
并且它的运行方式灵活，可以根据出水需求进行运行时间分配调整，具有较强的脱氮除磷能力。
灵活性是SBR最大特点，在一个反应池中保证各阶段稳定运行，相互切换并实时监测调整，这对自动控制的精准性与时效性要求更加严格。
因此，根据污水量实时状态选择控制参数来明确有机物浓度变化，进而控制曝气时间，对有机物降解和整个系统的运行起着关键作用。
对污水中适宜参数（DO，PH等）在线监测，选择曝气方式，进而控制曝气量，是SBR自动控制智能化的一个发展方向。
模糊控制作为智能控制的分支，能解决高度非线性，时变性及随机性的复杂系统控制，对于SBR法这种复杂动态变化的系统，采取模糊控制法十分必要。
基于SBR法特点及利弊，自动控制对于SBR法系统运行有着重要作用。
本文从SBR自动控制系统以及在重要阶段（曝气）中的曝气量模糊控制进行学习分析，并提出SBR自动控制优化思考。
关键词：序批式活性污泥法；自动控制系统；模糊控制；优化1. SBR工艺1.1 SBR工艺概述SBR (Sequencing Batch Reactor) 法，即序批式活性污泥法，为间歇运行的污水处理工艺，包括进水，反应，静置，排水，闲置五个阶段。
从时空性来看，这种工艺将五个阶段放在同一个设有曝气或搅拌装置的反应池内依次运行，将处于不同时间不同空间的普通污泥法过程变为在不同时间同一空间下的运行，在流态上虽为完全混合式，但从有机物降解反应来看，可视为时间上的推流。
硝化反应综述PPT课件
1.3硝酸
10
硝酸具有两性的特征，它既是酸又是碱。硝酸 对强质子酸和硫酸等起碱的作用，对水、乙酸 则起酸的作用。当硝酸起碱的作用时，硝化能 力就增强；反之，如果起酸的作用时，硝化能 力就减弱。
例如：在硝酸和硫酸混合时，由于硫酸的供质 子能力比硝酸强，从而可以提高硝酸离解为硝 酰正离子NO2+
混酸中，硫酸浓度越高，越有利于生成硝酰正 离子NO2+
2.1混酸
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混酸硝化的特点：
（1）硝化能力强，反应速度快，生产能力高； （2）硝酸用量接近理论量，硝化废酸可回收利用； （3）硝化反应可以平稳地进行； （4）浓硫酸能溶解多数有机物，增加了有机物与硝酸
的相互接触，使硝化反应易于进行； （5）可采用普通碳钢、不锈钢或铸铁设备。
2.2混酸的硝化能力
1.6有机硝酸酯
16
用有机硝酸酯硝化时，可以使反应在完全无水 的介质中进行。
这种硝化反应可分别在碱性介质中或酸性介质 中进行。
因此，在碱性介质或酸性介质中通常用硝酸乙 酯作硝化剂进行硝化。
1.7氮的氧化物
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氮的氧化物除了N2O以外都可以作为硝化剂， 如三氧化二氮(N3O2)，四氧化二氮(N2O4)及 五氧化二氮(N2O5)。
混酸Ⅱ 49.0 46.9 4.1 73.7 2.80 141 69.1 96.0
混酸Ⅲ 59.0 27.9 13.1
237 139.8 192.0
2.3混酸的配置
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选择混酸的原则
（1）使反应容易进行，副反应少； （2）原料酸易得； （3）生产能力适宜。
配酸工艺及要求
（1）使用耐酸设备； （2）有良好搅拌； （3）需要冷却设备；一般要求控制温度在40℃以
污水处理中的反硝化过程控制与优化
污水处理中的反硝化过程控制与优化污水处理是现代环保工程的重要组成部分，而其中的反硝化过程是关键环节之一。
本文将探讨污水处理中的反硝化过程控制与优化，以提高处理效率和保护环境为目标。
1. 反硝化过程的概述反硝化是指将硝态氮（NO3-）还原成氮气（N2）的过程，通过这一过程可以有效去除污水中的氮污染物。
反硝化可以分为自养反硝化和异养反硝化两种方式。
2. 反硝化过程的控制2.1 养分比例控制在反硝化过程中，COD（化学需氧量）和NO3-N（硝态氮）的比例对反硝化效果有着明显影响。
通过控制COD/NO3-N比例，可以优化反硝化反应的进行。
一般来说，COD/NO3-N比值应在3：1到5：1之间。
2.2 温度控制反硝化过程是一种温度敏感的生物反应，反应速率随温度升高而增加。
因此，在进行反硝化处理时，需控制反应温度在适当范围内，一般建议在25-30摄氏度。
2.3 溶解氧控制反硝化反应是一种需要低氧气条件下进行的生物反应，因此在处理过程中，要注意控制溶解氧的浓度。
通常控制在0.5-2.0毫克/升之间，过高的溶解氧浓度会抑制反硝化过程的进行。
3. 反硝化过程的优化3.1 选择合适的菌群反硝化过程依赖于特定的微生物群落，因此选择适宜的菌群对于优化反硝化过程至关重要。
选择低温适应性好、耐氧化还原变化的菌株，可以提高反硝化过程的稳定性和效率。
3.2 增加有机负荷通过增加有机负荷，可以提高反硝化能力，从而促进反硝化反应的进行。
可以通过加大进水COD浓度或增加进水流量的方式实现。
3.3pH控制在反硝化过程中，pH的变化对微生物活性有一定影响。
因此，在处理过程中，要注意对pH进行控制，维持在适宜范围内。
一般来说，pH值应保持在6.5-7.5之间。
4. 结论污水处理中的反硝化过程控制与优化对于提高处理效率和保护环境至关重要。
通过合理控制养分比例、温度和溶解氧等条件，选择适宜的微生物群落以及增加有机负荷，可以有效优化反硝化过程。
211170307_脱氮型UASB在反硝化处理中的设计和应用
DOI ：10.19965/ki.iwt.2022-0515第 43 卷第 4 期2023年 4 月Vol.43 No.4Apr.，2023工业水处理Industrial Water Treatment 脱氮型UASB 在反硝化处理中的设计和应用苏秀玲（清上（苏州）环境科技有限公司，江苏苏州 215000）[ 摘要 ] 根据水质对生物脱氮工艺的设计参数进行优化，对于提高脱氮处理效果及降低运行成本具有重要意义。
某些特定行业产生的高含氮废水中，硝态氮的浓度远大于氨氮，对于这种情况，在考虑生化脱氮工艺时，可以选用UASB 反应器作为形成缺氧条件的主反硝化罐。
UASB 反硝化罐的设计参数选取可参考：1.875≤碳氮比≤3.75（乙酸钠为碳源），TN 容积负荷取1~2.5 kg/（m 3·d ），自循环回流比为50%~100%，回流点在三相分离器以下悬浮区以上，反应罐内上升流速为1~3 m/h ，高径比1~5。
实例中，处理水量为250 m 3/h ，进水硝态氮为350 mg/L ，出水硝态氮为55 mg/L 时，项目总设备投资在6万元/t 左右（含全部附属工艺段），运行费用为10.17元/t 。
采用该工艺处理高含氮废水时，相比同等水质条件下的AO 工艺更节省用地，从而可节省土建投资。
选用该工艺时，污泥产率系数和剩余污泥量的估算，以及混合液回流比的选择是否可沿用AO 法的公式等，仍需进一步研究。
［关键词］ 脱氮；UASB ；硝态氮；工艺计算［中图分类号］ X703 ［文献标识码］B ［文章编号］ 1005-829X （2023）04-0184-05Design and application of denitrification UASB in denitrification treatmentSU Xiuling（Tsingshang （Suzhou ） Environmental S ＆ T Co.， L td.， S uzhou 215000，China ）Abstract ：Optimizing the design parameters of biological denitrification process according to the water quality has a great significance in improving denitrification treatment effect and reducing operation cost. The concentration of ni⁃trate is much larger than ammonia nitrogen in high nitrogen -containing wastewater generated by some specific indus⁃tries. For this case ， UASB reactor can be selected as the main denitrification tank for the formation of anoxic condi⁃tions ， while considering biochemical denitrification process. The design parameters of UASB denitrification tank can be set as follows ： 1.875 ≤ carbon to nitrogen ratio ≤ 3.75 （sodium acetate as carbon source ）， TN volume load between 1-2.5 kg/（m 3·d -1）， inner -circulating reflux ratio is 50%-100%， reflux point is between the suspension zone and the three -phase separator ， inside up flow velocity is 1-3 m/h ， and aspect ratio is 1-5. In the example ， when the treatment volume was 250 m 3/h ， the influent nitrate was 350 mg/L ， and the effluent nitrate was 55 mg/L ， the total equipment investment of the project was about 60 000 RMB/t （including all subsidiary process sections ），and the operation cost was 10.17 RMB/t. Applying this process to treat wastewater with high nitrogen content ， it saves more land than the AO process under the same water quality conditions ， thus saving the civil construction in⁃vestment. The estimation of sludge yield coefficient and surplus sludge amount ， as well as whether the mixture re⁃flux ratio can follow the formula of AO method ， etc. still need further study.Key words ：denitrification ；UASB ；nitrate ；calculations for process污水水质中的氮元素指标主要有氨氮、硝态氮、凯氏氮、有机氮和总氮5种，其中总氮为各形式含氮污染物的总和。
硝化反应详解
硝化反应详解 Prepared on 22 November 2020硝化反应详解1、简介硝化反应，硝化是向有机化合物分子中引入硝基（－NO2）的过程，硝基就是硝酸失去一个羟基形成的一价的基团。
芳香族化合物硝化的反应机理为：硝酸的－OH基被质子化，接着被脱水剂脱去一分子的水形成硝酰正离子（nitroniumion，NO2）中间体，最后和苯环行亲电芳香取代反应，并脱去一分子的氢离子。
在此种的硝化反应中芳香环的电子密度会决定硝化的反应速率，当芳香环的电子密度越高，反应速率就越快。
由于硝基本身为一个亲电体，所以当进行一次硝化之后往往会因为芳香环电子密度下降而抑制第二次以后的硝化反应。
必须要在更剧烈的反应条件（例如：高温）或是更强的硝化剂下进行。
常用的硝化剂主要有浓硝酸、发烟硝酸、浓硝酸和浓硫酸的混酸或是脱水剂配合硝化剂。
脱水剂：浓硫酸、冰醋酸、乙酐、五氧化二磷硝化剂：硝酸、五氧化二氮（N2O5）Ar─H+HNO3→Ar─NO2+H2O2、反应机理硝化反应的机理主要分为两种，对于脂肪族化合物的硝化一般是通过自由基历程来实现的，其具体反映比较复杂，在不同体系中均有所不同，很难有可以总结的共性，故这里不予列举。
而对于芳香族化合物来说，其反应历程基本相同，是典型的亲电取代反应。
3、主要方法硝化过程在液相中进行，通常采用釜式反应器。
根据硝化剂和介质的不同，可采用搪瓷釜、钢釜、铸铁釜或不锈钢釜。
用混酸硝化时为了尽快地移去反应热以保持适宜的反应温度,除利用夹套冷却外,还在釜内安装冷却蛇管。
产量小的硝化过程大多采用间歇操作。
产量大的硝化过程可连续操作，采用釜式连续硝化反应器或环型连续硝化反应器,实行多台串联完成硝化反应。
环型连续硝化反应器的优点是传热面积大，搅拌良好，生产能力大，副产的多硝基物和硝基酚少。
硝化方法主要有：稀硝酸硝化、浓硝酸硝化、在浓硫酸中用硝酸硝化、在有机溶剂中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等。
硝化方法主要有以下几种：（1）稀硝酸硝化一般用于含有强的第一类定位基的芳香族化合物的硝化，反应在不锈钢或搪瓷设备中进行，硝酸约过量10~65%。
AO生化的硝化与反硝化原理及控制参数-汇总重要
A/O生化处理工艺的硝化和反硝化控制（天道酬勤）1、基本原理本系统生化处理段采用缺氧/好氧(A/O)工艺，A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程。
在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮，同时获得同时去碳和脱氮的效果。
这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理传统的生物脱氮机理认为：脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification)：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；②硝化(Nitrification)：废水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转化为NO2-和NO3-的过程；③反硝化(Denitrification)：废水中的NO2-和NO3-在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
在反硝化菌的作用下，少部分亚硝酸及硝酸盐氮同化为有机氮化物，成为菌体，大部分异化为气态（70～75％）。
其中硝化反应分为两步进行：亚硝化和硝化。
2、硝化菌对环境的变化很敏感，它所需要的环境条件主要包括以下几方面：(1)好氧条件，DO≥1mg/l,并保持一定碱度，适宜的PH值为7.5～8.5，当pH值低于7.0时，硝化反应会受到抑制，但是当pH低于一定值后，硝化反应就会被抑制而停止，所以说如果废水pH由高到低，且pH小于6.5时就可以排除硝化反应导致的pH值降低。
(2)有机物含量不宜过高，污泥负荷≤0.15kgBOD/kgMLVSS·d,因为硝化菌是自养菌，有机基质浓度高，将使异氧菌快速增殖而成为优势。
(3)适宜温度20～30℃。
(4)硝化菌在反应器中的停留时间必须大于最小世代时间。
(5)抑制浓度尽可能的低，除重金属外，抑制硝化菌的物质还有高浓度有机基质，高浓度氨氮、NOx-N 以及络合阳离子。
通过微通道反应器在硝化反应中的应用探究
通过微通道反应器在硝化反应中的应用探究发布时间：2021-03-25T06:02:48.947Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：钱国政[导读] 硝化反应主要是在有机化合物的合成反应中被应用，并且占有重要的地位。
但是，在反应过程中也有很多的问题需要解决，尤其是安全问题以及区域选择性的问题。
（江苏中旗科技股份有限公司）摘要：本文主要分析了微通道反应器在硝化反应中的应用现状，重点介绍了微通道反应器中酚类硝化工艺研究以及微通道反应器中二氟硝基苯硝化工艺研究，微通道反应器与经常使用的常规反应器相比，具有体积小、比表面积大、传热与传质性能好、物料停留时间短、内在安全等优势，而且还能被广泛应用在受传质控制的快速强放热反应过程中。
关键词：微通道反应器；硝化反应；微化工技术硝化反应主要是在有机化合物的合成反应中被应用，并且占有重要的地位。
但是，在反应过程中也有很多的问题需要解决，尤其是安全问题以及区域选择性的问题。
通过微通道反应器引入硝化反应，可以进一步通过微通道反应的特点和优势促进硝化反应的安全性和稳定性，并且还能提高目标产物的选择性。
将微通道反应器应用到其他硝化反应中，相比于传统的反应器更有效率，并且在转化率、选择性上面都会有明显的提高。
1 微通道反应器中二氯苯酚硝化工艺研究通过将二氯苯酚硝化，混酸作为硝化剂并与微通道反应器进行作用的方式，就可以更加清楚的得到硝基氯苯的硝化工艺，还能从反应的温度、混酸配比、硝酸浓度以及停留时间等多个因素上进一步得到硝基氯苯和微通道反应器进行结合的效果，进而总结出反应的最佳条件。
相比于常规反应器来说，二氯苯酚的硝化反应可以进一步发挥出反应的优势，也能更加清楚微通道反应器中二氯苯酚硝化的反应机理。
对于微通道反应器控制二氯苯酚硝化工艺整个流程来说，通常会将反应系统进行区分，主要会分成进料区、反应区以及分离区。
除此之外，还可以通过高压恒流泵来进一步实现对二氯苯酚硝化的调节作用，进而对反应物的摩尔比以及反应的停留时间进行控制。
硝化过程中的安全生产技术范文（二篇）
硝化过程中的安全生产技术范文硝化是一种重要的化学反应过程，广泛应用于农业、制药、化工等领域。
然而，由于硝化过程涉及到高温、高压、易燃易爆等危险因素，使得硝化过程的安全生产至关重要。
为了保障生产过程的安全，必须采取一系列的安全生产技术措施。
本文将从工艺控制、安全装置、操作操作规程和员工培训等方面探讨硝化过程中的安全生产技术。
一、工艺控制：1. 温度控制：硝化反应过程中温度的控制是非常重要的一环。
应根据反应物质的特性和反应条件的要求，确定合适的反应温度范围，并通过合理的加热和冷却措施，保持反应温度在可控范围内。
2. 压力控制：硝化反应过程中的高压是造成安全隐患的主要因素之一。
应设置合适的压力传感器和安全限制阀，使得反应器内的压力始终在安全范围内，并及时采取相应的措施，以防止压力超过设定值。
3. 配料控制：硝化反应过程中的配料控制也是非常关键的。
应根据配料物质的化学性质和计量要求，采取准确的配料方法，并确保各种配料物质的比例和顺序正确，以避免不良反应和危险事故的发生。
二、安全装置：1. 爆炸防护：由于硝化过程涉及易燃易爆物质，应设置合适的爆炸防护装置，如爆炸隔离器、防爆门等。
这些装置能够有效地隔离和限制爆炸的扩散，减少爆炸风险，并降低爆炸对人员和设备的伤害。
2. 泄漏控制：硝化过程中可能发生物质泄漏的情况，应设置适当的泄漏控制装置，如泄漏报警器、泄漏防护罩等。
这些装置能够及时地发现泄漏情况，并采取相应的措施，以避免泄漏造成的危害。
3. 废气处理：硝化过程中会产生大量的废气，其中可能含有有害物质。
应设置合适的废气处理装置，如废气净化器、吸收塔等，以净化废气，保护环境和员工的健康。
三、操作规程：1. 安全操作规程：应制定详细的硝化过程安全操作规程，明确各项操作的具体步骤和注意事项。
操作人员必须严格按照规程进行操作，确保操作的安全和效果。
2. 理化参数监测：在硝化过程中，应设置适当的监测设备，如温度计、压力计等，及时监测反应器内的温度、压力等理化参数，以确保反应的安全和稳定。
污水处理中的硝化过程
环境因素的调控
根据监测结果，适时调整反应器中 的环境因素，如温度、pH值和溶 解氧浓度，以保持硝化细菌的活性 。
工艺参数的优化
结合监测数据，对硝化工艺参数进 行优化调整，提高硝化效率和处理 效果。
05
硝化过程的影响因素
进水水质的影响
01
02
03
氨氮浓度
高浓度的氨氮可能导致硝 化菌的活性降低，影响硝 化效果。
硝化过程中的能量来源
01Leabharlann 0203硝化细菌通过将氨和亚 硝酸盐氧化成硝酸盐来 获取能量，这一过程称
为生物氧化。
生物氧化过程中释放的 能量一部分用于合成细 胞物质，另一部分以热
能形式释放。
硝化细菌通过这一过程 实现了能量的转化和物
质的循环利用。
03
硝化过程的条件
pH值的影响
总结词
pH值是硝化过程的重要影响因素，适宜的pH值范围是6.5-8.0。
溶解氧的影响
总结词
溶解氧是硝化过程必需的物质，适宜 的溶解氧浓度范围是2-4mg/L。
详细描述
足够的溶解氧是保证硝化细菌正常生 长和活性的必要条件。溶解氧浓度过 低会导致硝化细菌缺氧死亡或活性降 低，从而影响硝化效果。
有机负荷的影响
总结词
有机负荷对硝化过程具有重要影响，适宜的有机负荷范围是0.1-0.4kgBOD5/(m3·d)。
培养基的优化
根据硝化细菌的生理特性，为其提供适宜的营养物质和生长环境， 促进其快速繁殖。
保持菌群活性
通过控制硝化细菌的生存环境，如温度、pH值和溶解氧浓度，保 持菌群的活性和数量。
硝化反应器的设计
1 2
反应器类型的选择
根据污水处理规模和工艺要求，选择合适的硝化 反应器类型，如活性污泥法、生物膜法等。
微化工技术在化学反应中的应用进展
微反应器，即微通道反应器，利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之间的微型反应器，微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。
微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。
下面就对微化工技术的应用进行举例说明1、硝化反应由于硝化是易爆和放热的反应，其传质传热过程就成为硝化反应的主要控制参数，因而很适合在微反应器中进行。
前期的研究主要集中在萘、甲苯q及苯和苯的衍生物的硝化反应。
Antes等_l用NO 为硝化剂，研究了萘在微反应器中的硝化反应。
在常规反应器中，硝化反应需要维持低温；而在微反应器中温度可高达5O℃，NO浓度可过量8倍。
Bums和aalTlshaw研究了不同黏度(2—20cm／s)和温度(60和90℃)下苯的硝化反应。
研究表明，随H：sO浓度增大，反应速率可明显提高，副产物二硝基苯的含量也明显降低。
在甲苯的硝化中，产物中二硝基甲苯的含量提高很大。
当HsO浓度为80％时，二硝基甲苯的转化率随酸／有机相体积比升高而增大。
在相同反应速率下，微反应器中副产物含量比现有工业设备中降低很多。
由于Ⅳ，Ⅳ．二烷基尿素的硝化产物被广泛用作增塑剂，Antes等¨研究了它在微通道反应器中的硝化，结果发现，单硝基尿素衍生物产率可高达100％。
Knapkiewicz等研究了2一异丙氧基苯甲醛在硅玻璃微反应器中的硝化反应，2一异丙氧基_5一硝基苯甲醛的产率从常规反应器中的38％提高到87％，产量达到13g／h。
Chen等在微反应器中一步法合成了地乐酚除草剂，与常规两步法操作相比，反应过程中省去了分离中间的操作，同时减少了溶剂的使用。
在数秒的停留时间下，N一(1．乙基丙基)-3，4一二甲基-2，6．二硝基苯胺的转化率可达100％，选择性可达97％。
2、酯化反应生物柴油为混合脂肪酸的甲酯，在常规反应器中由脂肪酸甘油酯和甲醇经酯交换生成。
丙烯腈生产中恶唑控制方法的研究
丙烯腈生产中噁唑控制方法的研究丙烯腈（Acrylonitrile）被广泛用于合成聚丙烯腈纤维、合成橡胶等领域。
然而，在丙烯腈的生产过程中，常常伴随着噁唑（Thiazole）的生成，噁唑不仅会影响丙烯腈的品质，还对环境和人体健康造成危害。
因此，研究噁唑控制方法成为了丙烯腈生产中的重要课题。
噁唑的生成机理主要是丙烯腈和氮气的反应，其中氮气来自于丙烯腈生产过程中的硝化反应。
因此，噁唑的控制方法主要集中在优化硝化反应条件、选择合适的催化剂和添加剂、改进工艺流程等方面。
首先，优化硝化反应条件是降低噁唑生成的重要方法之一。
硝化反应的温度和压力对噁唑生成有着直接的影响。
研究表明，在较低的温度下，噁唑的生成率较低。
因此，可以通过降低硝化反应温度来减少噁唑的产生。
此外，降低硝化反应的压力也可以有效地降低噁唑生成率。
因此，在实际生产中，通过调整硝化反应的温度和压力，可以有效地控制噁唑的生成。
其次，选择合适的催化剂和添加剂也是控制噁唑生成的重要方法之一。
研究表明，不同的催化剂对于噁唑生成有着不同的影响。
例如，钴催化剂可以促使噁唑的生成，而钼催化剂可以抑制噁唑的生成。
因此，在实际生产中，可以通过选择合适的催化剂来控制噁唑的生成。
此外，添加适量的硫酸铵等添加剂也可以有效地抑制噁唑的生成。
因此，通过优化催化剂的选择和添加剂的使用量，可以降低噁唑的生成率。
最后，改进工艺流程也是控制噁唑生成的重要途径之一。
设备设计和操作条件对噁唑的生成也有着重要的影响。
例如，增加设备的反应容积和提高液相循环速度等措施可以降低噁唑的生成。
此外，通过合理调整反应时间和反应物进料速度等操作条件，也可以有效地控制噁唑的生成。
因此，在丙烯腈生产中改进工艺流程是一个重要的手段。
综上所述，通过优化硝化反应条件、选择合适的催化剂和添加剂、改进工艺流程等方法，可以有效地控制丙烯腈生产中噁唑的生成。
然而，在实际操作中，仍需要进一步研究和实践，以提高噁唑控制效果，为丙烯腈生产的安全和环保做出更大的贡献。
城市污水PN-A工艺中NOB的控制策略研究进展
城市污水PN-A工艺中NOB的控制策略研究进展城市污水处理是城市发展过程中必不可少的环境保护措施，而PN/A（Partial Nitritation/Anammox）工艺作为一种高效、节能、环保的生物处理技术，被广泛应用于城市污水处理厂。
然而，该工艺中NOB（Nitrite Oxidizing Bacteria）过程的控制一直是一个挑战。
本文将从PN/A工艺和NOB的基本原理、控制策略的研究进展等几个方面进行探讨。
一、PN/A工艺概述PN/A工艺是一种通过控制铵化合物的部分硝化和厌氧氨氧化反应，将氨氮直接氧化为氮气的处理技术。
与传统的硝化/反硝化工艺相比，PN/A工艺具有更低的能耗、更小的占地面积以及更高的氮相关物质转化效率。
其基本反应如下：① 部分硝化反应：2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 4H+ + 2H2O② 厌氧氨氧化反应：2NO2- + NH4+ → N2 + 2H2O这种工艺的核心在于通过合理控制硝化反应和厌氧氨氧化反应的平衡，避免硝化反应中NOB的生长，以提高氮素转化效率。
二、NOB的控制策略NOB的生成与硝化菌（aerobic ammonium oxidizing bacteria, AOB）生长环境有关。
在PN/A工艺中，NOB会竞争氨氧化菌（anaerobic ammonium oxidizing bacteria, AnAOB）的底物，并消耗产生的亚硝酸盐（nitrite），从而降低PN/A工艺的处理效果。
因此，控制NOB的生长非常重要。
目前，已经有许多关于控制NOB的研究，主要包括以下几个方面：1. 控制DO（溶解氧）浓度硝化菌的生长对氧的需求较高，而NOB对氧浓度的要求较低。
通过调节PN/A系统中的DO浓度，可以有效地控制NOB的生长。
一般来说，将DO控制在2-3mg/L左右，可以抑制NOB的生长，提高PN/A工艺的氮素去除效率。
2. 调节温度NOB对温度的适应性较差，通常在低温下NOB的生长速率较慢。
初中化学控制反应的发生和停止的装置原理
初中化学控制反应的发生和停止的装置原理化学反应控制装置把不可控制的化学反应变成了可控制的过程，是化学实验中常用的重要装置。
学校初中的化学实验也可以使用该装置，既能保证安全，又可达到良好的实验效果。
本文从原理、结构和应用等几个方面，介绍化学反应控制装置的发生和停止原理。
一、原理化学反应控制装置是利用物理或化学的原理，来控制物质的价态变化，实现化合和分解的装置，可以在控制化学反应的进程中，调节反应温度或使反应按特定时间进行，增加反应活度，以保证实验进行的顺利、安全。
其中反应温度的控制很重要，受温度控制的反应有催化反应、缩合反应、置换反应以及硝化反应等，这些反应的反应温度不同，一般设定在室温（25℃）或高温下，由于受控制的物质有很多种，控制的方法也有很多种。
二、结构化学反应控制装置的基本结构有：电源框架、加热元件、晶体管、继电器及其他辅助设备，其中继电器是把模拟信号转换为数字信号，实现反应温度的控制。
有时会根据实验要求，特别添加定时器，使反应能在设定的时间内自动停止。
此外，还会添加温度采样和显示装置，用来显示反应温度，做到实时显示，充分了解反应的状况，保证安全。
三、应用在中学实验中，由于发生的反应与受控的物质的复杂程度或温度的要求都较低，因此可以简单采用物理或化学的原理来调节反应的发生和停止，如称分容器加溴，导热管加热等，但是这些方法的弊端就是温度控制不准确，不能达到理想的实验效果。
因此，使用化学反应控制装置是比较理想的方法，这能够准确控制反应温度，安全可靠，达到理想的实验效果。
总之，化学反应控制装置是学校实验室中应用十分广泛的装置，把不可控制的化学反应变成了可控制的过程，既能保证安全，又可达到良好的实验效果。
好氧池硝化负荷设计取值
好氧池硝化负荷设计取值好氧池硝化负荷设计取值是指在废水处理系统中，根据废水的特性和处理要求，确定好氧池中硝化菌的负荷量。
下面将从废水特性、处理要求和设计计算方法三个方面进行详细的阐述。
一、废水特性废水特性是确定好氧池硝化负荷设计取值的重要依据。
主要包括以下几个方面：1. COD（化学需氧量）和BOD（生化需氧量）浓度：COD和BOD浓度反映了废水中有机物的含量，高浓度的有机物会影响好氧池中硝化菌的生长和活性。
2. NH3-N（铵态氮）浓度：NH3-N是好氧池中硝化过程所需的底物，其浓度高低直接影响到硝化反应速率。
3. 温度：好氧池中硝化反应对温度敏感，一般来说，较高的温度有利于硝化菌的活性。
4. pH值：适宜的pH范围有利于硝化菌的生长和代谢活动。
二、处理要求根据废水处理系统对出水水质的要求，可以确定好氧池硝化负荷设计取值。
主要包括以下几个方面：1. 出水氨氮浓度：硝化反应将废水中的铵态氮转化为硝态氮，出水氨氮浓度是衡量硝化效果的重要指标之一。
2. 出水COD和BOD浓度：好氧池中的硝化过程会消耗有机物，因此出水COD和BOD浓度也是需要考虑的指标。
3. 其他出水指标：根据具体情况，还需要考虑出水中其他污染物的浓度要求，如总磷、总氮等。
三、设计计算方法确定好氧池硝化负荷设计取值的计算方法主要有两种：基于底物限制和基于生物反应器容积。
1. 基于底物限制：根据废水中铵态氮的浓度和处理要求，计算好氧池中硝化菌所需的最大负荷量。
常用公式为：硝化负荷 = NH3-N浓度× 水流量 / 硝化速率其中，NH3-N浓度为废水中铵态氮的浓度，水流量为进入好氧池的废水流量，硝化速率为硝化菌的最大速率。
2. 基于生物反应器容积：根据废水的特性和处理要求，结合好氧池中硝化菌的生长特性，计算好氧池的容积。
常用公式为：好氧池容积 = 硝化负荷× 预期停留时间 / 硝化速率其中，硝化负荷为根据底物限制计算得到的负荷量，预期停留时间为废水在好氧池中停留的平均时间，硝化速率为硝化菌的最大速率。
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第1章绪论过程控制是自动化技术的重要分支，在石化、电力、冶金、轻工等连续型生产过程中有着广泛的应用。
近年来过程控制技术本身及其应用领域得到了迅速发展。
无论是在现代复杂的工业生产过程中，还是在传统生产的技术改造中，过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。
过程控制的主要由规范的过程检测仪表组成，调节器，执行器，被控过程，检测变送器。
本文是针对硝化反应中利用传感器对温度的控制，使硝化反应能够顺利的进行，并能使反应彻底。
硝化反应器的主要组成由流量调节器，执行器，反应器温度，及温度检测变送器组成，主要的目的是通过对反应器里的温度检测，来控制夹套中水的温度，来实现硝化反应的工业流程。
一个控制系统在受到外界干扰时，被控变量将偏离原先的给定值，而发生变化，为了克服干扰的影响，将被控变量拉回到给定值，需要对控制变量进行调整。
对一个系统来说，可供选择作为控制变量的可能是多个，选择控制变量既要考虑它的经济性和合理性，又要考虑它的快速性和有效性。
但是，在有些情况下，所选择的控制变量很难做到两者兼顾。
阀门控制系统就是在综合考虑控制变量的快速性、有效性、经济性和合理性基础上发展起来的一种控制系统。
对于温度控制系统来说要确保温度恒定在某一固定温度是很必要的，因为在工业控制中有一个恒定的温度是确保生产进行的保证，这次设计就是针对温度的控制系统，通过对温度的检测，来控制温度恒定在一个值中，确保硝化反应能够顺利的进行，通过智能仪表的参数整定来实现温度的自动调节。
第2章课程设计的方案论证2.1 概述本次设计主要是对硝化反应进行的温度控制的设计，目的是在生产过程中，混酸（HNO3、H2SO4、水）与酸性氯化苯连续进入硝化反应器进行循环硝化反应，并放出大量热量。
工艺要求硝化反应温度须保持在42±2℃，则必须在夹套中加入冷凝水进行冷却，另外，在正常开车和停车时，为防止硝化反应是放出的热量不够而导致生成物凝结，故又需用热水进行加热。
来设计硝化反应器温度控制系统。
通过分析可以看出题目的要求是作一个对温度的控制系统，需要确保温度的恒定，通过控制进水阀门的开度来实现温度的恒定，对温度的检测可以在反应器中加入一个温度传感器来实现。
在通过变送器将信号送到控制器，通过计算分析输出信号到阀门。
具体得到两种可行方案，下面对其论述和选择。
2.2 方案1采用串级控制系统来实现对温度反的控制，通过两闭环反馈分别对A、B两个阀门进行控制，通过其结构图如图2.2所示。
图2.2系统结构图工作原理是通过两个温度传感器对同一反应器进行温度检测，互相不产生干扰，当反应器中温度降低时控制热水的调节器作用，使热水进入夹套，冷水阀是关闭状态不作用。
当温度高时控制冷水阀的调节器作用是冷水进入夹套，热水阀关闭。
控制系统对冷水和热水的阀门采用分隔的形式进行控制，这样使它们没有了联系，在连接时不是能够很好的连接，有些时候热水阀喝冷水阀同时打开这样就产生了冲突。
对系统造成一定影响。
同时系统要求的设备很多，在价格方面有一定的影响。
2.3 方案2采用分程控制系统，特点是控制信号分段调节，流量特性平滑的连接，可以扩大调节阀的可调范围，改善可调的工作特性，可以用于同一被控参数两个不同控制介质的生产过程其系统框图如图2.3.1所示。
TTTC1 冷却水 加热水 AB夹套反应器TC2 TT2图2.3.1总体结构图工作原理：当调节器TC输出气压大于0.06MPa，A冷水阀关闭，B热水阀开启，反应器夹套中流进热水使反应物料温度上升。
待化学反应开始后，反应温度逐渐升高。
由于调节器TC的反作用，随着温度的升高，调节输出下降，B热水阀逐渐关小，当反应温度达到并高于设定值时，调节器输出气压将小于0.06MPa，B阀完全关闭，A阀逐渐打开，反应器夹套中流过的冷水将反应热带走，使反应物料温度保持在设定值。
该系统用一只调节器去控制两个阀并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门，这样节省了设备，还让热水阀和冷水阀有了联系，通过一定的控制把系统连接的更紧密，同时还能够很好控制温度。
减少冲突。
其调节器输出信号如图2.3.2所示。
图2.3.2调节器输出信号2.4 确定方案两种方式都可以对温度的自动调节。
通过分析两种方案的性能特点，比较两种方案的优缺点，可以发现方案2分程控制系统更适合对硝化反应的控制，对相同作用时，分程控制使系统调节的更合理，温度能够控制在更好的精度，更灵活，控制更为方便，还能节省器件，节约资源。
所以用方案2来进行设计，和硬件的选型。
其控制框图如图2.4所示。
图2.4系统框图 B 阀 A 阀0.06 0.01 100B 阀A 阀第3章硬件设计在方案确定后就是对于硬件的选择。
要想获得准确的温度控制，硬件方面就必须考虑到精度、安全、可靠、兼容等方面的问题。
通过分析选择了下面一些型号的设备作为硬件的组成部分。
3.1 传感器的选择PT100温度传感器的环境温度是-20~100℃，输出为4~20mA。
适用于液体和气体的温度测量。
所以选用这款传感器就可以满足要求。
3.2 调节阀的选择气动调节阀在过程控制工作中的使用最为广泛，气动执行器具有结构简单，动作可靠，性能稳定，维修方便，价格便宜实用广泛，可以与QDZ仪表配用，也能通过电气转换器或阀门定位器与DDZ仪表配用。
根据流量特性，在具体选择调节阀的流量特性，所以采用气动调节碟阀。
在为了确保安全的前提下，选用气开形式。
调节器通过电气转换将输出的4～20mADC信号转换为0.02~0.1MPa气压信号。
蝶阀是线性的，直径为Dg40，安装方式为法兰，输入输出为AO。
3.3 变送器的选择采用西门子SITRANS T温度变送器，其性能是对温度精度要求较高，选择形式PT25~PT500，温度范围-200到850℃，最小量程10，数字精度0.1度。
3.4 控制器选择选用通用型PID控制器XM508。
采用先进的专家PID调节算法，控制精确稳定，无超调，具备高精度的PID参数自整定功能。
该表采用标准Modbus协议（RTU模式），无须制作驱动程序，通用性极好。
该表具有多类型输入功能，一台仪表可以配接不同的输入信号(热电偶/热电阻/线性电压/线性电流/线性电阻), 大大减少了备表的数量。
可与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、流量等物理量的测量和显示，并配合各种执行机构，对电加热设备和电磁、电动阀门进行PID调节和控制。
热电阻：Pt100、Cu50、Cu53、BA1、BA2等电阻：0～80Ω、0～400Ω等电压：0～20mV …… 0～1V, 0～5V→输入阻抗≥500kΩ电流：4～20mA、0～20mA等→输入电阻≤250Ω 0～10mA→输入电阻≤500Ω测量范围：-1999 ～+30000测量精度：0.2级(±0.2%FS)控制输出规格：继电器开关输出，触点容量220VAC/2A或24VDC/2A（适合阻性负载，感性负载相应减小）SCR无触点开关输出（常开触点），触点容量220VAC/ 200mA或24VDC/200mA,瞬间工作电流2A电压：0～5V，1～5V电流：0～10mA、4～20mA、0～20mA等(输出电压≤10V)变送范围：0～22mA、0～10VDC设备图如图3.4所示图3.4设备图第4章 软件设计4.1 PID 控制算法控制器：选用增量式PID 控制器PID 调节规律是连续模拟系统理论中技术成熟，应用广泛的一种控制方法：])()(1)([)(10⎰++=dt t de T dt t e T t e K t y Dl p (1) 其中，y(t)-----控制器的输出量；e(t) ----控制器的输入量，是给定量和被控对象输出地偏差，在系统中称为误差信号；P K -----控制器的比例常数；l T ------控制器的积分系数；D T -----控制器的微分系数。
由于积分量的带入，使得被控量具有历史保持功能，也就是说，它能够“记住”以前的状态，在静 差为0的时候，输出仍旧保持不变，这样就消除了静差。
微分量的引入，改善了单纯积分所带来的响应速度过慢的毛病，使系统能够迅速得到稳定。
通过智能仪表的参数设定就可以实现对温度的控制通过调试和计算比例系数可以确定在20，积分时间在40。
微分在10左右就可以让系统达到温度。
维持恒定的温度控制了。
第5章系统测试与分析5.1 硝化反应分程控制系统仿真，经过上机调试当温度过低时热水阀开启，透过震荡调节，温度又回到原来的设定值上。
之后有过一段时刻后温度高时冷水阀开始作用，是温度下降从新达到平衡。
仿真波形如图5.1.1所示。
图5.1.1温度调节波形5.2 过程分析该调节为分程控制调节过程，通过一台调节器去操纵两只调节阀，实施（动作过程）是借助调节阀上的阀门定位器对信号的转换功能。
传感器检测的信号经过变送器送人智能仪表PID处理输出信号控制阀门的开度。
整个过程有条理的自动完成。
使硝化反应能够良好的反应下去。
其PID参数为比例系数为20，积分时间为40，微分时间为10.第6章课程设计总结这次课程设计主要应用到过程控制原理中的知识，通过对题目要求的分析，题目要主要涉及到是基于工业自动化生产中的控制应用基础上来设计的，通过对温度控制来实现硝化反应的。
应用到大部分过程控制理论中的知识，通过分析确定了设计的选型，对系统的硬件进行选型，得到总体的系统框图，再通过参考资料得到总体设计思路，通过题目的要求完成控制。
在完成选型上花了很大的功夫，由于知识了解一些理论知识，多设备的具体型号很少了解，通过网络和书籍才确定了设备的型号，从中也学到了很多实际的东西，了解各种设备的型号应用类型在以后的工作中是很重要的。
通过本次课程设计充分的复习了过程控制理论中的很多知识，也看到了很多的不足，许多的知识学过但是并没有掌握和理解，要想更好的学好知识，就必须的增加实际的操作，还复习学过的知识是很重要的，理论的东西要更好的与实际的应用结合起来。
还要了解更多的实际东西，要学习一些常用设备的用法，这样才能更好的用所学的理论知识。
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