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。集散控制系统的发展集散控制系统,简称是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。自年代中期第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。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。二〇〇七年六月十二日星期二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及阳极效应时生成的与等。气态物质的含量如表所示表废气成分表名称单位固态物质分两类，类是大颗粒物质直径大于，主要是氧化铝炭粒和冰晶石粉尘。由于氧化铝吸附了部分气态氟化物，般大颗粒物质中总含氟量约为，另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。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。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，对生态有定的危害。因此必须对烟气进行净化处理。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。所谓干法净化即以种固体物质吸附另种气体物质所完成的净化过程。具有吸附作用的物质称吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。电解铝烟气净化系统的净化原理净化原理在这里我们使用电解铝生产用的做为吸附剂吸附烟气中的等大气污染物来完成对烟气的净化。吸附是由它们的性质和吸附规律决定的。电解用和的性质根据焙烧状况的不同，各结晶构造的比例也不样，般为型与型及少量的中间型。型活性较差，约占总量的，型及中间型孔隙率较高，表面积较大，且是个典型的两性化合物。二〇〇七年六月十二日星期二沸点为,活性大，具有同自身以及其他化合物相结合的特点。氧化铝与烟气中的接触后，吸附反应速度很快，几乎是在秒钟完成。干法净化回收的吸附效率主要取决于氧化铝的物理性能和投入到烟气中的数量。氧化铝的表面积的大小，不仅影响氧化铝的熔解性能，而且也影响对的吸附效率。氧化铝是种多孔结构的物质，具有很大的内表面积，这给吸附物和吸附剂之间提供了接触机会。所以氧化铝的表面积越大，接收吸附物的能力就越大，吸附量也随表面积的增加而增加。砂状氧化铝的表面积比粉状氧化铝的表面积大的多，所以砂状氧化铝是理想的吸附剂。向铝电解烟气中投入的氧化铝数量称为气固比，在预焙槽烟气净化回收系统中的气固比为，在自焙槽烟气净化回收系统中的气固比为。吸附规律吸附为表面作用，吸附剂的表面积越大其吸附能力越强。吸附剂的表面积的大小取决吸附剂的孔隙率的大小及其颗粒的粗细。吸附质的沸点越高越易被吸附，相反则难于被吸附。的吸附般分为物理吸附和化学吸附。产生物理吸附的作用力为范德华力，产生化学吸附的作用力为化学键力。物理吸附可以向化学吸附转化。试验证明，吸附以化学吸附为主，物理吸附次之。化学吸附的结果在表层，每个分子吸附两个分子，生成单分子层吸附化合物。对沥青烟的吸附为物理吸附。对于物理吸附，吸附质的沸点的高低具有决定意义。对化学吸附除沸点外，吸附剂和吸附质的反应性也是极其重要的。的负电性很大，和的原子间键是极性的共价键，由于和负电电性相差为为故键的极性是相当强的成键电子强烈偏向的边，因此可以形成键，使有自身结合的现象。所有这些表明，具有沸点高化学活性强很容易被吸附的特点。综上所述，可将干法除氟的吸附反应原理，用如下化学反应式来表示吸附转化总反应式当载氟被加温到以下时，的载氟量无变化，但表面吸附的化合物发生了晶体重排，由正四面体结构转化为正六面体结构即晶体，这样便得到了稳定的化合物，但在高温下容易水解和升华，温度越高，水解越多，升华越迅二〇〇七年六月十二日星期二速。当温度达到时就会大量解析升行使用，扩大了系统测试功能的应用范围。本次设计采用的调试过程采用虚拟测试功能。下面对操作做简单介绍。如图图组态运行图总貌菜单中分别有系统管理压力报警数据温度报警数据物位报警数据。通过报警监视可以随时观看报警数据以即时的进行控制各个参数。集散控制系统各模块均安装在标准的柜内，模块间采用多芯电缆，标准化插件相连，与过程的连接采用规格化端子板，从控制室到现场总线连接进行数据传送，布线量大大减少。系统的软硬件均采用开放式标准化设计，用户可根据需求方便的扩大和缩小系统的规模。当工艺或生产流程改变时，只需采用组态软件改变些配置和控制策略就能二〇〇七年六月十二日星期二实现适合新对象的控制功能。还可以通过具有彩色高分辨率的显示器实现监视显示打印信息检索报警等各种菜单功能。丰富画面和复合窗口技术，使操作人员可以监视全部生产装置乃至整个工厂生产情况。通过对本次设计的系统运行和调试，可以实现简单的回路控制和连续的反馈控制。以基本上能够满足生产工艺的要求。二〇〇七年六月十二日星期二第五章电解铝烟气净化系统的过程检测与控制在电解铝烟气净化的过程中，为了有效的进行生产操作，就需要对生产过程中的工艺参数温度压力流量等进行自动检测，并与控制仪表执行机构相配合，实现对生产过程的自动控制。比如在除尘过程中，对布袋除尘器前后差压的控制就是个很重要的环节，若差压在定波动范围时，表示系统正常运行，当差压过高时，系统发生报警，自动启动反吹风机，调节前后差压。如果没有仪表的检测，就不能及时发现，有效操作。我们要检测生产过程中的工艺参数，就要选择合适的测量仪表，采用正确的检测方法进行测量。由于没有实际经验，下面就将所选用的测量仪表做简单介绍。控制系统方框图介绍控制系统的实质就是将现场测得的数据送到显示单元和电动执行机构本次设计选用了角行程电动执行机构，另外计算机控制系统也可通过现场控制总线将测量数据显示在操作屏幕上，可及时反映现场的基本情况，以便使生产过程顺利进行。计算机控制系统可以通过现场控制总线控制操作器，同时操作器也可将现场数据送到计算机显示，可以通过计算机实现自动控制。在计算机没有输出信号的情况下，当输入端无输入信号时，伺服放大器没有输出，输出轴稳定在预选好的零位上。当输入端有输入信号时，伺服放大器将输入信号和反馈信号相比较，所得差值信号经过功率放大后，驱使两相伺服电机转动，在经减速器减速，带动输出轴改变转角。使减速器输出轴朝着减小这偏差信号的方向转动，若差值为正，伺服电机正转，输出轴转角增大若差值为负，伺服电机反转，输出轴转角减小。直到位置反馈信号和输入信号相等为止，此时输出轴就稳定在与输入信号相对应的转角位置上。伺服放大器应安装在环境温度为，相对湿度小于等于无腐蚀性气体的环境中。执行机构应安装在环境温度为，相对湿度小于等于无腐蚀性气体的环境中。其系统控制调节方框图如下图所示二〇〇七年六月十二日星期二计算机控制系统配电器生产过程伺服放大器操作器伺服电机减速器位置发送器现场控制总线阀位显示位置反馈放大器执行机构度测量变送器图系统控制调节方框图过程检测与控制温度的过程检测与控制温度测量是工业生产科学实验中最普遍最重要的物理量之。温度测量和控制都直接和安全生产保证产品质量提高生产效率节约能源等重大技术经济指标相连。在电解铝烟气净化系统中，进口烟气温度在之间，因此可以直接进入反应器与进行反应。系统中反吹风机和喷吹风机都需要进行温度方面的控制，当反吹风机温度高于时候，自动进行跳闸并且与此同时开大冷却水的阀门，加快冷却水循环速度。同样的方式将喷吹风机控制温度控制在以下，还有要将提升机引风机温度控制在以下，排烟机控制在以下。热电阻的测温原理是基于金属导体或半导体的电阻的电阻值随温度变化的特征进行的。金属导体或半导体的电阻温度函数关系旦确定以后，就可以通过测量置于温度对象之中并于温度对象达到热平衡的热电阻的阻值而求的对象的温度。热电阻测温系统般由热电阻连接导线和温度显示仪表等组成，系统温度测量点如下表所示，使用时注意以下两点热电阻和显示仪表的分度号必须致。二〇〇七年六月十二日星期二为了消除连接导线电阻对测量的影响，必须采用三线制接法。表电解铝烟气净化系统温度测量点列表模拟温度测量点测量点温度范围热电阻型号烟气进口温度反吹风机喷吹风机提升机引风机排烟机排烟机压力的过程检测与控制压力是工业生产过程中重要工艺参数之。许多工艺过程只有在定的压力条件下进行，才能取得预期的效果压力检测也是安全生产所必须的，通过压力监视可以及时防止生产设备因过压而引起的破坏或操作。压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。本次系统设计所选的压力测量点如表所示表电解铝烟气净化系统压力测量点列表模拟压力测量点测量点压力范围型号布袋除尘器前后差压电容式差压变送器烟气出口压力压电式传感器烟气出口压力压电式传感器压缩空气机出口压力压电式传感器流量的过程检测与控制在生产过程中，为了有效的进行操作控制和监督，需要检测各种流体的流量，流量检测仪表是发展生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，是工业自动化仪表与装置中的重要仪表。节压装置用于测量流量，其工作原理如下在管道内部装有断面变化的孔板或喷嘴等节流元件，当流体流经节流件时由于流速收缩则截流件的前后产生静压差，利用差压二〇〇七年六月十二