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摘要：針對(duì)鋁用炭素陽(yáng)極焙燒爐有害煙氣凈化不徹底的問題，開展了煙氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究。通過對(duì)煙氣凈化控制系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)，進(jìn)行了采集端與信號(hào)收集端的連接，引進(jìn)排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，與PID形成自動(dòng)調(diào)節(jié)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)氧化鋁的自動(dòng)投放，對(duì)除塵后的煙氣進(jìn)行信號(hào)采集，以計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的形式進(jìn)行輸出，將輸出數(shù)據(jù)與設(shè)定參數(shù)范圍進(jìn)行對(duì)比，判定系統(tǒng)對(duì)焙燒后氣體的凈化程度。

關(guān)鍵詞：鋁用炭素陽(yáng)極焙燒；煙氣凈化；控制系統(tǒng)

鋁用碳素陽(yáng)極焙燒作為鋁材加工必備的重要材料，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染氣體的治理工作已經(jīng)迫在眉睫。在進(jìn)行鋁用碳素的焙燒過程中，由于工藝流程的需要和焙燒原材料的選取，導(dǎo)致焙燒后產(chǎn)生大量的有害煙氣，煙氣中通常含有一氧化碳、苯氧化物等，不但會(huì)促進(jìn)全球變暖，同時(shí)粉塵會(huì)對(duì)人的身體造成嚴(yán)重的危害。在進(jìn)行鋁用碳素焙燒時(shí)，對(duì)產(chǎn)生煙氣的凈化控制程度的高低是影響空氣環(huán)境是否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。為有效凈化有害廢氣，對(duì)煙氣凈化控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。

1鋁用炭素陽(yáng)極焙燒煙氣凈化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1煙氣凈化控制系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

鋁用碳素陽(yáng)極焙燒煙氣凈化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)核心主要在于對(duì)信號(hào)的收集、數(shù)據(jù)的分析、終端的顯示[1]。為了優(yōu)化系統(tǒng)的功能，使用PLC信號(hào)控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)交互，采集終端設(shè)置兩臺(tái)處理器，構(gòu)成完整的煙氣管理結(jié)構(gòu)。兩臺(tái)處理器與PLC設(shè)備通過對(duì)應(yīng)的通信裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，處理器采用并聯(lián)連接的方式。使用煙氣在線監(jiān)控技術(shù)，與PLC設(shè)備形成PID自動(dòng)煙氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對(duì)PLC設(shè)備收集的煙氣信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，對(duì)收集的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，與設(shè)置參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，超出參數(shù)閾值，終端處理器觸發(fā)報(bào)警，提醒采取一定的控制措施[2]。整體煙氣凈化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如圖1所示。SCSDA為兩臺(tái)終端處理器，PLC設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)交互，收集煙氣信息，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與PID煙氣控制器相互連接，將現(xiàn)場(chǎng)收集的煙氣傳入控制室，VO擴(kuò)展裝置將PLC收集信息進(jìn)行處理。

1.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

PID煙氣控制設(shè)備作為煙氣凈化控制系統(tǒng)中主要運(yùn)行硬件，主要采用RBF神經(jīng)元來實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的控制，通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)設(shè)置的執(zhí)行口令完成對(duì)應(yīng)算法的計(jì)算。PID煙氣控制設(shè)備結(jié)構(gòu)圖如下圖2所示。如上述圖2所示，PID煙氣控制技術(shù)作為鋁用碳素陽(yáng)極焙燒煙氣控制的核心技術(shù)，將被控對(duì)象所產(chǎn)生的煙氣信號(hào)通過RBF網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)進(jìn)行傳輸，根據(jù)煙氣信號(hào)收集反饋的信息，通過控制樞紐進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，處理后的數(shù)據(jù)通過I/O輸入/輸出口進(jìn)行相應(yīng)的輸入/輸出處理，滿足數(shù)據(jù)的反復(fù)循環(huán)處理，直至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備停止信號(hào)的接收[3]。對(duì)設(shè)備的運(yùn)行均使用2500VA的不間斷電壓，保證整體系統(tǒng)內(nèi)整體硬件設(shè)備的持續(xù)不間斷運(yùn)行。

1.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

對(duì)數(shù)據(jù)采集程序利用建立數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)以現(xiàn)有的焙燒資源為主，通過對(duì)煙氣信號(hào)的采集，建表分析處理，建立對(duì)應(yīng)的煙氣含量表，將收集數(shù)據(jù)設(shè)置為統(tǒng)一格式，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸類，整體數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建遵循完整可實(shí)施的原則，根據(jù)MVC格式將產(chǎn)生的有害氣體進(jìn)行危害程度分類，具體分為持久層、可處理層等，每層結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，滿足對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理功能。

2對(duì)比實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證鋁用碳素陽(yáng)極焙燒煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性，進(jìn)行了多次焙燒試驗(yàn)。首先采用傳統(tǒng)的煙氣凈化控制系統(tǒng)對(duì)陽(yáng)極焙燒后的氣體進(jìn)行檢測(cè)，再用設(shè)計(jì)的鋁用碳素陽(yáng)極焙燒煙氣凈化系統(tǒng)對(duì)相同鋁制品再次進(jìn)行陽(yáng)極焙燒，設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和普通組，采集五組有害氣體含量數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)分析處理如下表1所示。通過表1分析兩種方法對(duì)于鋁用碳素陽(yáng)極焙燒所產(chǎn)生的煙氣凈化程度，可以得出結(jié)論：針對(duì)同種鋁制品，采用相同的陽(yáng)極焙燒法，文章設(shè)計(jì)的煙氣凈化控制系統(tǒng)對(duì)有害氣體的凈化效果較強(qiáng)。

3結(jié)語(yǔ)

文章對(duì)鋁用碳素陽(yáng)極焙燒煙氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用展開研究，通過對(duì)系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)對(duì)有害氣體的凈化。滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，為環(huán)境的治理提出明確方向。

參考文獻(xiàn)

[1]張衛(wèi)波,張姣，張延安，等.FISHER調(diào)節(jié)閥在電解鋁陽(yáng)極焙燒煙氣凈化冷卻水閥架上的應(yīng)用及維護(hù)[J].世界有色金屬,2017(12):014-015.

[2]張立博,王華,韓金玉，等.p-Cu2O/n-TiO2納米管復(fù)合電極的制備及其光電性能[J].化學(xué)工業(yè)與工程,2017,34(5):011-018.

[3]杜娟,蘇自偉,羅英濤,等.36室敞開環(huán)式焙燒爐陽(yáng)極焙燒過程三維空間動(dòng)態(tài)溫度測(cè)試分析[J].炭素技術(shù),2018,37(1):102-115.

作者：陳先鋒 單位：中國(guó)鋁業(yè)連城分公司