铝用炭素烟气净化控制系统设计应用.docx
碳素厂烟气净化系统改造项目
建设项目环境影响报告表项目名称：碳素厂焙烧二作业区烟气净化系统改造项目建设单位(盖章)： ****编制日期：2016年1月中华人民共和国环境保护部《建设项目环境影响报告表》编制说明《建设项目环境影响报告表》由具有从事环境影响评价工作资质的单位编制。
1、项目名称——指项目立项批复时的名称，应不超过30个字（两个英文字段作一个汉字）。
2、建设地址——指项目所在地详细地址，公路、铁路应填写起止地点。
3、行业类别——按国标填写。
4、总投资——指项目投资总额。
5、主要环境保护目标——指项目区周围一定范围内集中居民住宅区、学校医院、保护文物、风景名胜区、水源地和生态敏感点等，应尽可能给出保护目标、性质、规模和距厂界距离等。
6、结论与建议——给出本项目清洁生产、达标排放和总量控制的分析结论，确定污染防治措施的有效性，说明本项目对环境造成的影响，给出建设项目环境可行性的明确结论。
同时提出减少环境影响的其他建议。
7、预审意见——由行业主管部门填写答复意见，无主管部门项目，可不填。
8、审批意见——由负责审批该项目的环境保护行政主管部。
建设项目基本情况1、项目名称、性质及建设单位项目名称：****碳素厂焙烧二作业区34室焙烧炉烟气净化系统改造工程项目性质：技术改造建设单位：****项目投资：本工程建设投资为1925.85万元，全部为企业自筹资金。
2、项目建设地点及周围环境情况项目位于********平安镇岗子村****碳素厂焙烧二作业区。
烟气改造工程西侧为项目阳极焙烧车间，南侧为炭块砖运间，东侧、北侧属于厂区自留地。
本项目与外环境关系图见图1。
图1 项目周边外环境关系图五、项目建设内容1、系统工程本项目技改及建设内容主要为现有废气处理系统改造建设，废气处理系统改造工程保持焙烧炉工艺生产系统不变，现有系统除风机和混凝土烟囱作为备用设备，增加一套干法电捕焦油器+石灰石—石膏法脱硫脱氟系统处理焙烧炉烟气中的粉尘、焦油、SO2和氟化物等污染物，烟气处理能力为7万Nm3/h，在系统烟囱上设置烟尘、SO2的在线监测系统。
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。
铝用炭素阳极生产系统的设计优化的开题报告
铝用炭素阳极生产系统的设计优化的开题报告一、研究背景铝是一种广泛应用的轻金属，在航空航天、交通运输、电子电气、建筑等众多领域中有着重要的应用。
目前，铝的生产主要采用Hall-Héroult工艺，该工艺利用炭素阳极从铝电解液中提取金属铝。
在该过程中，炭素阳极不仅起到了电极化学反应的催化作用，同时还承受着高温、高压和腐蚀性电解液的侵蚀，随着产量的不断增加，炭素阳极寿命短、消耗大、循环利用率低等问题日益突出，严重制约了铝的生产效率和质量。
为了解决这些问题，需要对铝用炭素阳极生产系统进行优化设计，提高阳极寿命，降低生产成本，提高资源利用率，保障生产效率和环境安全。
二、研究内容和目的本研究将以铝用炭素阳极生产系统为研究对象，总结现有系统存在的问题和不足，对阳极的材料、结构和制造工艺等方面进行分析和评价，探讨优化设计的方法和技术，以提高阳极的使用寿命、减少资源浪费、降低生产成本、保障生产安全。
具体工作内容为：1、调研国内外铝用炭素阳极生产系统的研究现状，了解系统组成、原理和优缺点等情况，为后续研究提供基础。
2、分析阳极的材料、结构和制造工艺等方面存在的问题和不足，评价现有设计的优缺点，并制定优化设计方案。
3、选择适宜的材料和制造工艺，研究阳极的性能、耐用性、传热性等方面的问题，优化设计并进行模拟分析。
4、针对阳极的改进设计进行相关试验和测试，对改进的结果进行分析和评价，并推广应用。
三、研究意义铝用炭素阳极生产系统的优化设计研究对于提高我国铝产业的核心竞争力、促进资源节约型、环保型、安全型的发展具有重要的意义。
通过对阳极材料的选择、制造工艺的革新、并结合模拟分析和试验测试等手段，可以使阳极的寿命得到提高，减少资源浪费，降低生产成本，保障生产效率和环境安全，具有实际应用和推广的价值。
四、研究方法本研究将采用综合的方法，包括调研、评价、测试和模拟等手段，具体来说：1、采用文献调研和实地调查相结合的方式，了解铝用炭素阳极生产系统的现状及其存在的问题和不足，为后续设计提供理论依据和技术方案。
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。
铝用炭素焙烧烟气净化技术研究
一、净化方案之间的选择比较由于焙烧炉不同，产品生产规模、厂区环境和地理气象条件等诸因素的不同，烟气的数量、温度和成分差别很大。
对于环式焙烧炉，分为密闭式和敞开式两种炉型。
密闭式焙烧炉中，沥青挥发通过填料到达炉盖下部空间，然后被抽入烟道排出。
其密闭性好，掺入空气量少，氧气含量低，不能燃烧，因此烟气温度低，沥青烟含量高，粉尘含量低。
敞开式焙烧炉则不然，其大量空气通过填充料层进入烟道，氧气充足可引起部分挥发分燃烧。
此时轻质烃大多烧除，而残留的主要是重馏分。
由此可见，其烟气温度高，粉尘浓度高，焦油含量低，焦油成分中轻馏分少。
因而，合理选用净化方案是设计者遇到的头等问题。
目前，国内外采用的净化方法有静电捕集法、氧化铝吸附净化法、碱吸收湿法及焦粉吸附净化法。
焙烧炉烟气成分因焙烧炉和工艺条件的不同而出现差异，使得各种净化方法的使用各有利弊，即适用范围和应用广度也不同。
静电捕集法。
目前国际上密闭式焙烧炉烟气治理以静电捕集法为主（约占85%）。
我国密闭炉烟气净化也基本采用此法，诸如吉林、上海、抚顺、南通、成都炭素厂及贵州铝厂阴极焙烧炉等。
其主要净化设备为电捕焦油器，有同心圆式电捕焦油器、普通卧式电捕焦油器和宽极距预荷电式电捕焦油器三种结构形式。
同心圆式电捕焦油器采用单电场，净化效率不稳定;普通卧式电捕焦油器净化效率大于90%，比同心圆式电捕焦油器略有提高，运行稳定性有所提高。
宽极距预荷电式电捕焦油器极距加宽到400mm～500mm，在电捕焦油器前增加了全蒸发冷却塔。
该塔是利用水的汽化潜热使烟气降温，通过控制水雾化质量、塔内流场等影响速率的因素，使液滴运动到塔壁和塔底之前全部蒸发，塔内壁无水滴，塔出口不带水，出口温度控制在80±5℃。
烟气降温过程中，气态焦油凝结成液滴，并使焦油滴粒径增大，以利于电捕焦油器捕集。
目前，吉林、抚顺、贵州等铝厂已采用此方法。
其沥青烟净化效率可提高到98%，沥青烟出口浓度低于20mg/Nm3。
铝用炭素产业环保新技术的应用
98科学技术Science and technology铝用炭素产业环保新技术的应用姜玉敬1,2，王 毅2，郑艳珍2，王永兴2（1.中商碳素研究院有限公司，215203；2.山东华鹏精机股份有限公司，264003）摘 要：铝用炭素产业环保技术十分重要，本文介绍了铝用炭素产业的环保政策、污染物排放标准，着重归纳出现行工业生产中采取的一系列环保新技术，如石油焦煅烧烟气脱硫技术、脱硝技术等，供同行们参考。
关键词：铝用炭素；预焙阳极；环境保护；脱硫脱硝中图分类号：F426.32 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）03-0098-3收稿日期：2021-02作者简介：姜玉敬，男，生于1963年，山东威海人，教授级高级工程师，国家科技进步一等奖获得者；现任中南大学、北方工业大学、苏州大学研究生导师，中商碳素研究院院长、山东华鹏精机有限公司专家委员会主席、扬州京韵有色金属工业科技中心总经理。
为提高铝用炭素行业的高质量发展，环境保护是关键工作之一。
我国自改革开放以来，铝用炭素工业发展迅速，特别是进入新世纪，我国铝用炭素工业无论是产量还是生产规模，均居世界铝用炭素材料生产大国之首，已在我国铝工业中占有重要的地位。
在全行业的共同努力奋斗下，我国铝用炭素行业不仅满足了国家基础原材料铝工业快速发展的需要，而且已成为全球铝用炭素最大生产国和最大出口供应国；与此同时，全行业全力打造“社会和谐、环境友好型”的绿色产业发展道路，已涌现出一批在世界上具有一流竞争力、享誉世界的著名企业，使全行业在发展质量上实现了质的飞跃，在中华人民共和国的史册上谱写了新的篇章。
与快速发展的铝工业和铝用炭素工业相适应的是铝用炭素行业的环境保护意识与环保技术的提高，但环境保护工作尚需进一步提高，污染问题已经影响了这一领域的高质量发展。
随着国家对环境保护工作的重视，有关部门对铝用炭素工业环境的管理不断加强，一些污染严重的铝用炭素企业正在采取或已采取环保技术措施或改造升级。
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。
行业标准《铝用炭素生产余热利用技术规范》-编制说明(送审稿)
行业标准《铝用炭素生产余热利用技术规范》编制说明（征求意见稿）索通发展股份有限公司山东晨阳新型碳材料股份有限公司济南澳海炭素有限公司标准编制组2018年9月行业标准《铝用炭素生产余热利用技术规范》编制说明（征求意见稿）一、工作简况1.1任务来源根据国家工业和信息化部2018年第二批行业标准制修订项目计划要求，根据该计划的安排，由索通发展股份有限公司、山东晨阳新型碳材料股份有限公司、济南澳海炭素有限公司主持制定《铝用炭素生产余热利用技术规范》的标准起草工作，计划号为2018-0502T-YS，标准任务完成时间为2020年。
1.2、参编单位及工作组成员本标准归口全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC248），轻标委秘书处负责组织协调，吸收国内有影响的设计、生产、施工、科研院校、使用单位等参加标准的起草工作，根据工作需求确定了参与本标准的单位有山东南山铝业股份有限公司、包头铝业有限公司、洛阳万基炭素有限公司、山西晋阳碳素有限公司、江苏中商碳素研究院、济南中海碳素、山东信发碳素等单位。
1.2.1 索通发展股份有限公司索通发展股份有限公司建于2003年，于2017年7月在上交所主板上市，是中国最大的独立专业的预焙阳极企业，也是全球最大的独立炭素产品制造商和供应商。
目前索通公司预焙阳极总产能86万吨/年，年出口预焙阳极30多万吨，预焙阳极产量位居全国第一位，出口量连续九年位居全国第一位，产品销往美国、加拿大、欧盟、中东、澳大利亚等十几个国家和地区。
索通发展股份有限公司是全国炭素行业资源综合利用示范企业、炭素行业清洁示范企业、山东省高新技术企业、山东省节能减排示范企业。
索通发展股份有限公司是利用石油焦为原料、集科研与生产预焙阳极为一体的高新技术企业。
历经二十年的发展，已拥有固定资产12亿，年产值20多亿元，已形成和在建产能共计100万吨，成为中国铝用炭素行业的领军企业，在国内和国际同行业中具有很高的信誉度和知名度，主营产品每年出口2亿多美元、占本行业份额22%以上，连续九年在行业排名第一。
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铝用炭素烟气净化控制系统设计应用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。