基于PLC除尘设备控制系统的设计

气力输送系统的完善

目前在大多数工厂中对于捕集到的粉尘一般采用加水混合冲走或者是直接排放的方法,本套设备对于粉尘的处理采用后者。利用加水混合冲走的除灰方式对资金的消耗大,而且粉尘会对水资源造成不可忽视的污染;直接排放的除灰方式效率低,需要人为操作,并且人为操作过程中可能会引起二次污染。因此本次设计向其引入气力输送技术(气力输送技术是以压缩空气为载体,在密闭管道内通过气力将粉尘流态化输送的输送方式)来实现粉尘的自动输送。

气力输灰与传统机械输灰方式相比,尤其是在电力系统中的应用,气力输灰所展现的优秀特点已经成为了输灰中的主导[]。在绍兴市垃圾和污泥处理厂中,设计了PLC除尘器卸输灰气力输送PLC控制系统,该系统采用仓式气力输送泵输送粉尘,取得良好的效果。压缩空气进入仓泵的流化床之后,和粉尘颗粒以一定的比例混合,从而使粉尘流态化,而流化后的粉尘相比于固体颗粒粉尘具有良好的流动性,这样就实现粉尘的浓相低速输送[]。浓相气力输送系统就是用较少量的空气输送较多的物料,被输送的物料在输送管道中呈集团流、栓状,流速为6~ 12m/s[]。仓式泵这种流化粉尘物料的输送方式被广泛应用于粉煤灰和矿粉等物料的输送之中。仓式泵结构紧凑,输送管道更为容易布置,这样使粉尘的输送更为集中,输送量更为庞大,且在输送过程不受外界因素的影响,物料在输送过程中不与外界接触,这样更为环保。整个输送过程采用PLC全自动控制,经过近几年的使用,可以知道仓式泵输送粉尘物料非常理想。

1.3.3控制要求的确定

根据所选用的输灰方式,主要确定有以下3点控制要求:

(1)高度输灰:根据料位计指示粉尘沉积高度达到设定高度时,开始执行排灰操作。

(2)质量输灰:采用重力感应器检测,当粉尘质量达到排灰需求时进行排灰,避免因密度大的粉尘导致高灰位排灰无法执行。

(3)定时输灰:根据仓泵内灰料重力感应器检测粉尘质量(正常,超重),料位高度(高,正常,低)以及灰斗内料位高度来采取排灰措施。

无机陶瓷膜除尘器是目前最具潜力的新型除尘设备,因为无机膜本身由无机高分子或是一些耐性优秀的分子构成,所以相比较于其他除尘设备,无机膜本身就具有耐高温耐腐蚀性能优秀的特点,所以无机膜除尘器能更有效的应用于高温烟气的除尘之中。本文所设计的控制系统的设备主体主要由无机陶瓷膜管,引射器,空压机等等器件构成。本设备建设在在贵州遵义一纸箱厂用于处理该厂内4t/h燃煤锅炉所排放的烟尘气体。设备中无机膜管装填方式采用正三角形排列,一共装有48根陶瓷膜管。另配有声波辅助清灰器辅助清灰,增加膜再生效率,延长膜管使用时间,更好的实现膜污染控制。引射器可以有效的处理连续过滤中气体回流现象导致颗粒重新粘附在无机膜管中的现象。

工业作为我国第二支柱产业,在近十几年来发展非常迅速,虽然带了了可观的经济效益,但在工业生产中所产生的大量粉尘气体对大气的污染现象也不容忽视。为减少工业粉尘对环境的污染,世界各国制定了严格的环境保护要求。为了减少工业中粉尘的排放,除尘器的研发改良,以及燃煤的使用等等都在不断更改以符合粉尘排放标准。而目前最先进的除尘设备无机膜除尘器具备除尘效率高,稳定性好,结构紧凑易于维护等优点,且无机膜对于粉尘吸附效率高,抗腐蚀能力优秀,耐高温,因此能更有效应用于高温烟气的除尘。本文根据PLC技术在除尘方面的应用,来优化设计无机膜除尘器除尘控制系统,对其气力输送系统进行完善,实现粉尘的自动清除与输送。

近几年来,在我国北方大部分城市中频频出现“灰霾”现象,这种现象引发交通的不便利,人行走在道路上伸手不见五指。经过调查发现造成次现象的原因是人类活动所排放的粉尘细颗粒物过多所致。这些细颗粒粉尘物质不仅使大气能见度降低,导致交通不便利外,还由于其直径小,吸附能力强,可以作为许多病毒、细菌的“载体”,使其在大气中能够更为广泛的传播,从而危害了人类的健康生活。若是长时间生活在粉尘污染的环境之中,会引发引发尘肺、溶血性贫血或是皮肤癌症等等疾病。在 2007年全国 PM2.5排放数据中,显示其主要排放来源是工业源、交通源、居民生活、生物质燃烧等等,其中工业源排放量为高达924.5 万吨,占总污染源排放量的 69.97%[]。我国于1973年第一次公布了13种物质的试行排放标准,烟尘废气中的各物质含量也受到了严格制约,在工业高速发展的今天,除尘设备如何高效环保的处理工业生产中的产生的“烟尘”已经成为了一个热点性的问题。

进入21世纪以后,工业发展开始趋于高速化,一般的自动化控制已经不能满足于工业生产中效率高、灵敏度高、准度高的等等要求。自PLC取代继电器占据工业自动化领域的主导地位以来,PLC广泛应用于机械、冶金、石油、化工,轻工,纺织、电力、电子、食品及交通等行业。根据PLC使用的相关调查得知,80%以上的工业控制可以使用PLC技术来完成[]。PLC优秀表现:使用方便、编程简单、可靠性和抗干扰能力高等无疑证实了PLC在工业中的显著地位,因此将PLC技术应用于除尘设备中是十分重要的。

除尘技术研究与发展现状

针对工业生产中所产生的“粉尘”颗粒,世界上比较普遍的除尘技术主要有机械除尘,湿式除尘,静电除尘,袋式除尘四种。机械除尘:利用粉尘颗粒自身的重力、输送时产生的惯性力等原理来除尘;湿式除尘:利用洗涤液体与含尘气体相接触,将粉尘洗涤下来从而使气体得到净化;静电除尘:含尘气体经过高压静电场时由于静电反应感染上电荷而趋向极板沉积;袋式除尘:含尘气体通过滤袋时,粉尘颗粒物因为自身颗粒直径过大无法通过滤袋而被滞留在滤袋中。

随着科学的不断进步与发展,除尘设备的开发与改进都异常迅速,国内外已有诸多具有对pm2.5细颗粒物高效捕获能力的除尘设备:新型袋式除尘器、湿式电除尘器、电凝并器、电袋混合式除尘器等等[]。世界各国努力研发的各式各样的新型除尘设备中,无机膜过滤器则表现得尤为优秀。贵州大学陶文亮等人利用自制的无机膜实验室除尘装置对模拟实际工况的含尘高温气体进行粉尘捕集,根据捕集的数据得知无机膜过滤器的除尘效率大于 99.7%,尤其是对颗粒物直径大于 0.1 μm 的粉尘颗粒的捕集效率高达至 100%[],而后将该过滤装置进行改装,改装后的无机膜过滤器对 PM2.5细颗粒物捕集效果明显。由于无机膜过滤器较优于其它除尘设备,我国许多学者正努力研究无机膜过滤器,希望使其更快进入工业化应用领域。

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