工业固废热裂解处理装置控制系统设计

发布时间：2020-08-11 23:37

【摘要】：随着我国工业发展水平的提高,工业生产中产生的固体废弃物不断增多,且成分复杂。目前,我国工业固废环保处理现状并不乐观,处理工艺较为复杂,处理成本较高,而热裂解技术应用于工业固废的环保处理,既可以实现资源的再生利用,又可避免环境污染,所以对工业固废热裂解处理的研究具有重要的现实意义。本文在对热裂解实验研究的基础上,对工业固废热裂解处理装置进行了研究,旨在满足工业固废热裂解处理需求,实现资源再生利用和环境保护。重点是设计了一套工业固废热裂解处理控制系统,并以系统中进料控制环节和裂解釜温度控制环节为主要研究对象,以进料装置的设计及其进料控制方案、裂解釜结构设计及其温度控制方案为主要研究内容。本文主要研究内容如下:(1)热裂解实验的研究:主要分析了实验的工艺流程,进行了混合固体废弃物的热裂解实验,对实验数据进行分析和总结,并结合实验研究分析了工业固废热裂解处理工艺各环节设计要求。(2)系统整体设计:分析了传统工业固废热裂解处理工艺的局限性,并结合热裂解实验工艺设计经验,提出了本文的工业固废热裂解处理工艺。然后,根据系统需求和工艺流程,设计了工业固废热裂解处理控制系统总体框架。(3)进料系统的分析与设计:以工业固废热裂解处理控制系统总体框架中进料控制系统环节为对象展开研究。首先,分析了混合物料的热重损失特性,从而确定了三段变螺距螺旋送料方式;然后,设计了进料系统的机械结构,包括进料环节装置结构和裂解釜结构,并对系统相关参数进行了计算;最后,对进料控制系统的架构和控制流程进行了设计,实现了裂解釜进料控制系统的设计。(4)温度控制系统设计:以工业固废热裂解处理控制系统总体框架中裂解釜温度控制系统环节为对象展开研究。首先,确定了裂解釜电磁感应加热的加热方式,并建立了裂解釜的传热模型;然后,对裂解釜温度控制系统进行设计,主要包括系统方案设计和系统硬件设计;最后,提出了模糊自适应PID温度控制算法,并对控制算法进行了仿真和分析,验证了温度控制算法的可行性,完成了裂解釜温度控制系统的设计。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X705;TP273
【图文】：

热裂解

（１）热裂解环节：此环节直接涉及物料的热裂解反应，物料的反应环境应该封、无氧和低压的热裂解机理要求，为了达到此要求，反应炉内温度、压力据要求能够采集和控制；同时，需要合理设计反应釜结构，使其符合保温、耐以及良好的密封性等要求。逡逑（２）产物分离和收集：热裂解后的碳黑可留在炉内，而出来的油、气混合物一步处理。高温油、气混合物从炉内出来后对其进行冷凝后，油、气在低温了分离，从而可以采取不同的装置对其进行收集。逡逑（３）工艺的连贯性：首先，物料需要按照预期设定条件正常反应，产生的产够从炉内出去，进入后续工序；其次，产物处理环节需要实现对产物实现分离集的功能。整体系统要能保持连贯性，不能发生炉内气体堆积或者重油堆积管径无法收集等状况。逡逑根据实验工艺分析，设计出了热裂解实验整体装置，如图２．１所示。整体装工艺要求，能满足物料热裂解反应的环境要求，实现了产物的分离和收集功能，逡逑对温度、压力等实现检测和控制。逡逑

实物,实验装置,配套设计,摄像系统

（３）其它装置：主要包括系统的管道和仪表（如压力表、流量计）的配套设计、逡逑摄像系统的配置，以及相关分析仪器。逡逑组建成功后的实验装置实物图如图２．２所示。逡逑Ｍｉ：逡逑图２．２实验装置实物图逡逑２．３实验数据分析与总结逡逑２．３．１实验数据分析逡逑实验的主要步骤为：逡逑（１）

调压效果,热裂解,实物,配套设计

【参考文献】