CN110508094B - 一种有机废气回收系统及其全自动控制方法 - Google Patents

一种有机废气回收系统及其全自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有机废气回收系统及其全自动控制方法,属于生产过程控制领域。有机废气回收系统包括回收装置、检测装置和控制装置:吸附时根据有机废气浓度测量判断吸附是否饱和,以避免尾气排放超标,并及时切换到脱附。脱附时根据有机回收液比重的测量判断脱附是否完成,以避免浪费蒸汽,并及时切换到再生。再生时根据温度的测量判断再生是否完成,以避免浪费电能,并及时切换到等待。本发明方法有效缩短了吸附、脱附、再生时间,提高有了机废气回收的废气净化率和有机溶剂回收率并实现了节能降耗。

Description

一种有机废气回收系统及其全自动控制方法
技术领域
本发明涉及有机废气回收系统,具体涉及一种有机废气回收系统及其全自动控制方法,属于生产过程先进控制领域。
背景技术
有机废气是涂布生产、油漆涂料生产、制药、印刷、造纸、纺织以及石油化工等行业所排放的最常见的污染物。这些有机废气多数具有毒性会造成大气污染,对人类的健康和环境均具有危害。近年来,随着工业技术的发展,有机废气污染越来越严重,同时也是对资源的一种浪费。为了保证经济的可持续发展,同时也为了合理利用资源,有机废气回收已经成为经济发展中不可缺少的配套措施。近年来,国家对空气环境保护意识不断增强,对有机废气回收过程自动化程度要求不断提高,利用先进的控制技术和设备对有机废气回收过程进行监控是满足上述要求的最有效手段。
有机废气回收过程包括吸附和脱附两个阶段。用多孔结构的吸附剂处理气体混合物,使其中的一种或多种有机废气成份聚集在吸附剂表面,而与其它成份分离的过程称为吸附;脱附是吸附的逆过程,是指被吸附气体被解吸附的过程。在有机废气回收过程当中,低温高压有利于吸附过程,高温低压有利于脱附过程。随着固定床内气压的增高,气体的吸附量也会增大,但气速的增加会导致吸附效率的下降,从而影响到有机废气净化率和溶剂回收率。脱附时,水蒸汽的吹扫速度以及槽内压力影响到有机溶剂的回收量。
吸附时间过长,则吸附饱和导致尾气排放超标;吸附时间过短,则未能充分利用吸附剂的吸附能力。脱附时间过长,则浪费蒸汽;脱附时间过短,则吸附剂吸附的有机废气未能全部被解吸附,降低下次的吸附能力。为确保有机废气的净化率和有机溶剂的回收率,必须对有机废气回收过程进行控制。有机废气回收过程是一个复杂的非线性过程,难以建立精确的数学模型。因此,设计一种有效的方法,确定有机废气回收过程较优的吸附时间和脱附时间,并应用到控制系统的运行中,提高有机废气回收的废气净化率和有机溶剂回收率,是需要着重解决的问题。
发明内容
针对上述问题,为了得到较优的吸附时间和脱附时间,本发明提供了一种有机废气回收系统的全自动控制方法。
本发明所采用的技术方案是:
一种有机废气回收系统,所述有机废气回收系统包括回收装置、检测装置和控制装置;
(1)回收装置包括四个用于回收有机废气的槽:槽1、槽2、槽3和槽4,抽取有机废气的风机和风机输出管道,脱附有机溶剂的蒸汽和蒸汽管道,提供压缩空气的空压机和空压机输出管道,尾气排放管道,回收有机回收液的管道;每个槽通过阀门连接到风机输出管道、尾气排放管道、蒸汽管道、空压机输出管道和回收有机回收液的管道;槽内装有吸附剂吸附有机废气;
风机抽取有机废气,风机输出管道分别:连接到进气阀1后再连接到槽1,连接到进气阀2后再连接到槽2,连接到进气阀3后再连接到槽3,连接到进气阀4后再连接到槽4;
空压机将空气进行压缩,空压机输出管道分别:连接到空气阀1后再连接到槽1,连接到空气阀2后再连接到槽2,连接到空气阀3后再连接到槽3,连接到空气阀4后再连接到槽4;
蒸汽管道分别:连接到蒸汽阀1后再连接到槽1,连接到蒸汽阀2后再连接到槽2,连接到蒸汽阀3后再连接到槽3,连接到蒸汽阀4后再连接到槽4;
尾气排放管道分别:连接到排气阀1后再连接到槽1,连接到排气阀2后再连接到槽2,连接到排气阀3后再连接到槽3,连接到排气阀4后再连接到槽4;
回收有机回收液的管道分别:连接到缓冲桶1和排液阀1后再连接到槽1,连接到缓冲桶2和排液阀2后再连接到槽2,连接到缓冲桶3和排液阀3后再连接到槽3,连接到缓冲桶4和排液阀4后再连接到槽4;
进气阀1、进气阀2、进气阀3、进气阀4、排气阀1、排气阀2、排气阀3、排气阀4、蒸汽阀1、蒸汽阀2、蒸汽阀3、蒸汽阀4、空气阀1、空气阀2、空气阀3、空气阀4、排液阀1、排液阀2、排液阀3、排液阀4均为电动开关阀;
(2)检测装置包括:四个测量有机废气浓度的气体浓度变送器:有机废气浓度变送器1、有机废气浓度变送器2、有机废气浓度变送器3和有机废气浓度变送器4;四个测量槽压力的压力变送器:压力变送器1、压力变送器2、压力变送器3和压力变送器4;四个测量槽温度的热电阻传感器:热电阻传感器1、热电阻传感器2、热电阻传感器3和热电阻传感器4;四个测量有机回收液比重的比重变送器:比重变送器1、比重变送器2、比重变送器3和比重变送器4;
有机废气浓度变送器1安装在槽1与排气阀1之间的尾气排放管道上,有机废气浓度变送器2安装在槽2与排气阀2之间的尾气排放管道上,有机废气浓度变送器3安装在槽3与排气阀3之间的尾气排放管道上,有机废气浓度变送器4安装在槽4与排气阀4之间的尾气排放管道上;
压力变送器1安装在槽1的顶部,压力变送器2安装在槽2的顶部,压力变送器3安装在槽3的顶部,压力变送器4安装在槽4的顶部;
热电阻传感器1安装在槽1的侧面,热电阻传感器2安装在槽2的侧面,热电阻传感器3安装在槽3的侧面,热电阻传感器4安装在槽4的侧面;
比重变送器1安装在缓冲桶1中,比重变送器2安装在缓冲桶2中,比重变送器3安装在缓冲桶3中,比重变送器4安装在缓冲桶4中;
(3)控制装置包括PLC、输入接口、输出接口、触摸屏和变频器,所述的触摸屏与PLC相连,PLC分别与输入接口、输出接口、变频器相连,其中,输入接口分别与4个有机废气浓度变送器、压力变送器、热电阻传感器、比重变送器相连;输出接口分别与4个进气阀、排气阀、蒸汽阀、空气阀、排液阀、继电器相连;继电器还与空压机、风机相连;风机还与变频器相连;
进一步的,PLC由台达的DVP20ES200T型主机组成,输入接口由三块台达的DVP04AD-E2型模拟量输入模块和一块DVP04PT-E2型热电阻输入模块组成,输出接口由三块台达的DVP08XN211T型开关量输出模块组成;PLC主机通过串口1与台达DOP-W127B型液晶触摸屏相连;PLC通过输入接口的模拟量输入模块与有机废气浓度变送器1、有机废气浓度变送器2、有机废气浓度变送器3、有机废气浓度变送器4、压力变送器1、压力变送器2、压力变送器3、压力变送器4、比重变送器1、比重变送器2、比重变送器3、比重变送器4相连,PLC通过输入接口的热电阻输入模块与热电阻传感器1、热电阻传感器2、热电阻传感器3和热电阻传感器4相连,PLC通过输出接口与回收装置中的进气阀1、进气阀2、进气阀3、进气阀4、排气阀1、排气阀2、排气阀3、排气阀4、蒸汽阀1、蒸汽阀2、蒸汽阀3、蒸汽阀4、空气阀1、空气阀2、空气阀3、空气阀4、排液阀1、排液阀2、排液阀3、排液阀4相连,PLC通过输出接口与继电器相连,继电器的输出控制空压机、风机运转;PLC主机通过RS485接口与台达的变频器相连,变频器的输出控制风机运转。
所述的吸附剂为活性炭纤维。
一种有机废气回收系统的全自动控制方法,该控制方法是采用有机废气回收系统实现的,具体包括以下步骤:
(1)通电,有机废气回收系统进入运行准备状态,在触摸屏上进行初始设定值的设定:最大吸附时间TAmax,单位为分,整数;最大脱附时间TBmax,单位为分,整数;最大再生时间TCmax,单位为分,整数;TAmax>TBmax>TCmax;最小脱附时间TBmin,单位为分,整数;TBmax>TBmin;最大工作压力Pmax,单位为KPa,整数;最小工作压力Pmin,单位为KPa,整数;最大工作温度TEMmax,单位为℃,一位小数;最小再生温度TEMmin,单位为℃,一位小数;有机废气达标排放浓度上限Nmax,单位为ppm,一位小数;回收液比重上限Gmax,单位为g/ml,二位小数;
(2)设置联动:打开进气阀1或进气阀2或进气阀3或进气阀4的同时,需打开风机;打开空气阀1或空气阀2或空气阀3或空气阀4的同时,需打空压机;打开进气阀1的同时需打开排气阀1,打开进气阀2的同时需打开排气阀2,打开进气阀3的同时需打开排气阀3,打开进气阀4的同时需打开排气阀4;打开空气阀1的同时需打开排气阀1,打开空气阀2的同时需打开排气阀2,打开空气阀3的同时需打开排气阀3,打开空气阀4的同时需打开排气阀4;打开蒸汽阀1的同时需打开排液阀1,打开蒸汽阀2的同时需打开排液阀2,打开蒸汽阀3的同时需打开排液阀3,打开蒸汽阀4的同时需打开排液阀4;
(3)确定四个槽的初始工作状态,第一次使用时,则槽1和槽2的状态设置为“吸附”,槽3和槽4的状态设置为“等待”;否则读取前次运行结束时槽1、槽2、槽3和槽4的状态;计时器T1、计时器T2、计时器T3和计时器T4开始计时;状态切换标志CH1=0,状态切换标志CH2=0,状态切换标志CH3=0,状态切换标志CH4=0;
(4)判断槽1或槽2或槽3或槽4的状态为“吸附”是否成立,成立则打开风机,不成立则关闭风机;
判断槽1或槽2或槽3或槽4的状态为“再生”是否成立,成立则打开空压机,不成立则关闭空压机;
(5)判断槽1的状态为“吸附”是否成立,成立则打开进气阀1、打开排气阀1;不成立则判断槽1的状态为“脱附”是否成立,成立则打开蒸汽阀1、打开排液阀1;不成立则判断槽1的状态为“再生”是否成立,成立则打开空气阀1、打开排气阀1;不成立则槽1的状态为“等待”,继续“等待”;
(6)判断槽2的状态为“吸附”是否成立,成立则打开进气阀2、打开排气阀2;不成立则判断槽2的状态为“脱附”是否成立,成立则打开蒸汽阀2、打开排液阀2;不成立则判断槽2的状态为“再生”是否成立,成立则打开空气阀2、打开排气阀2;不成立则槽1的状态为“等待”,继续“等待”;
(7)判断槽3的状态为“吸附”是否成立,成立则打开进气阀3、打开排气阀3;不成立则判断槽3的状态为“脱附”是否成立,成立则打开蒸汽阀3、打开排液阀3;不成立则判断槽3的状态为“再生”是否成立,成立则打开空气阀3、打开排气阀3;不成立则槽3的状态为“等待”,继续“等待”;
(8)判断槽4的状态为“吸附”是否成立,成立则打开进气阀4、打开排气阀4;不成立则判断槽4的状态为“脱附”是否成立,成立则打开蒸汽阀4、打开排液阀4;不成立则判断槽4的状态为“再生”是否成立,成立则打开空气阀4、打开排气阀4;不成立则槽4的状态为“等待”,继续“等待”;
(9)PLC检测有机废气浓度1、有机废气浓度2、有机废气浓度3和有机废气浓度4,压力1、压力2、压力3和压力4,温度1、温度2、温度3和温度4,比重1、比重2、比重3和比重4;
(10)判断槽1的状态为“吸附”且压力1>Pmax是否成立,成立则降低风机转速5%;
判断槽1的状态为“吸附”且压力1<Pmin是否成立,成立则提高风机转速5%;
判断槽1的状态为“吸附”是否成立,成立则判断有机废气浓度1≥Nmax或计时器T1≥TAmax是否成立,成立则CH1=1;
判断槽1的状态为“脱附”且温度1≥TEMmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀1;
判断槽1的状态为“脱附”且温度1≤0.95*TEMmax是否成立,成立则打开蒸汽阀1;
判断槽1的状态为“脱附”是否成立,成立则判断比重1≥Gmax且计时器T1≥TBmin或计时器T1≥TBmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀1和排液阀1并设置槽1的状态为“再生”,计时器T1清零后重新开始计时;
判断槽1的状态为“再生”是否成立,成立则判断温度1≤TEMmin或计时器T1≥TCmax是否成立,成立则关闭空气阀1和排气阀1并设置槽1的状态为“等待”,计时器T1清零后重新开始计时;
(11)判断槽2的状态为“吸附”且压力2>Pmax是否成立,成立则降低风机转速5%;
判断槽2的状态为“吸附”且压力2<Pmin是否成立,成立则提高风机转速5%;
判断槽2的状态为“吸附”是否成立,成立则判断有机废气浓度2≥Nmax或计时器T2≥TAmax是否成立,成立则CH2=1;
判断槽2的状态为“脱附”且温度2≥TEMmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀2;
判断槽2的状态为“脱附”且温度2≤0.95*TEMmax是否成立,成立则打开蒸汽阀2;
判断槽2的状态为“脱附”是否成立,成立则判断比重2≥Gmax或计时器T2≥TBmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀2和排液阀2并设置槽2的状态为“再生”,计时器T2清零后重新开始计时;
判断槽2的状态为“再生”是否成立,成立则判断温度2≤TEMmin或计时器T2≥TCmax是否成立,成立则关闭空气阀2和排气阀2并设置槽2的状态为“等待”,计时器T2清零后重新开始计时;
(12)判断槽3的状态为“吸附”且压力3>Pmax是否成立,成立则降低风机转速5%;
判断槽3的状态为“吸附”且压力3<Pmin是否成立,成立则提高风机转速5%;
判断槽3的状态为“吸附”是否成立,成立则判断有机废气浓度3≥Nmax或计时器T3≥TAmax是否成立,成立则CH3=1;
判断槽3的状态为“脱附”且温度3≥TEMmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀3;
判断槽3的状态为“脱附”且温度3≤0.95*TEMmax是否成立,成立则打开蒸汽阀3;
判断槽3的状态为“脱附”是否成立,成立则判断比重3≥Gmax且计时器T3≥TBmin或计时器T3≥TBmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀3和排液阀3并设置槽3的状态为“再生”,计时器T3清零后重新开始计时;
判断槽3的状态为“再生”是否成立,成立则判断温度3≤TEMmin或计时器T3≥TCmax是否成立,成立则关闭空气阀3和排气阀3并设置槽3的状态为“等待”,计时器T3清零后重新开始计时;
(13)判断槽4的状态为“吸附”且压力4>Pmax是否成立,成立则降低风机转速5%;
判断槽4的状态为“吸附”且压力4<Pmin是否成立,成立则提高风机转速5%;
判断槽4的状态为“吸附”是否成立,成立则判断有机废气浓度4≥Nmax或计时器T4≥TAmax是否成立,成立则CH4=1;
判断槽4的状态为“脱附”且温度4≥TEMmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀4;
判断槽4的状态为“脱附”且温度4≤0.95*TEMmax是否成立,成立则打开蒸汽阀4;
判断槽4的状态为“脱附”是否成立,成立则判断比重4≥Gmax且计时器T4≥TBmin或计时器T4≥TBmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀4和排液阀4并设置槽4的状态为“再生”,计时器T4清零后重新开始计时;
判断槽4的状态为“再生”是否成立,成立则判断温度4≤TEMmin或计时器T4≥TCmax是否成立,成立则关闭空气阀4和排气阀4并设置槽4的状态为“等待”,计时器T4清零后重新开始计时;
(14)判断CH1=1且槽2的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽2的状态为“吸附”,计时器T2清零后重新开始计时;
判断CH1=1且槽3的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽3的状态为“吸附”,计时器T3清零后重新开始计时;
判断CH1=1且槽4的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽4的状态为“吸附”,计时器T4清零后重新开始计时;
判断CH1=1是否成立,成立则关闭进气阀1和排气阀1并设置槽1的状态为“脱附”,计时器T1清零后重新开始计时,CH1=0;
(15)判断CH2=1且槽3的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽3的状态为“吸附”,计时器T3清零后重新开始计时;
判断CH2=1且槽4的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽4的状态为“吸附”,计时器T4清零后重新开始计时;
判断CH2=1且槽1的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽1的状态为“吸附”,计时器T1清零后重新开始计时;
判断CH2=1是否成立,成立则关闭进气阀2和排气阀2并设置槽2的状态为“脱附”,计时器T2清零后重新开始计时,CH2=0;
(16)判断CH3=1且槽4的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽4的状态为“吸附”,计时器T4清零后重新开始计时;
判断CH3=1且槽1的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽1的状态为“吸附”,计时器T1清零后重新开始计时;
判断CH3=1且槽2的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽2的状态为“吸附”,计时器T2清零后重新开始计时;
判断CH3=1是否成立,成立则关闭进气阀3和排气阀3并设置槽3的状态为“脱附”,计时器T3清零后重新开始计时,CH3=0;
(17)判断CH4=1且槽1的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽1的状态为“吸附”,计时器T1清零后重新开始计时;
判断CH4=1且槽2的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽2的状态为“吸附”,计时器T2清零后重新开始计时;
判断CH4=1且槽3的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽3的状态为“吸附”,计时器T3清零后重新开始计时;
判断CH4=1是否成立,成立则关闭进气阀4和排气阀4并设置槽4的状态为“脱附”,计时器T4清零后重新开始计时,CH4=0;
(18)判断是否继续吸附,是则转到步骤(4),否则关闭风机和空压机及所有的阀,结束。
PLC用于实现有机废气回收系统的全自动控制算法,同时实现人机交互,包括系统的主流程显示、控制参数的设置、实时数据的显示、记录、存储与处理以及历史数据、曲线的显示等等,并为不同的操作人员设置不同的操作密码和相应的操作权限。
本发明专利的有益技术效果是:吸附时根据有机废气浓度测量判断吸附是否饱和,以避免尾气排放超标,并及时切换到脱附。脱附时根据有机回收液比重的测量判断脱附是否完成,以避免浪费蒸汽,并及时切换到再生。再生时根据温度的测量判断再生是否完成,以避免浪费电能,并及时切换到等待。有效缩短了吸附、脱附、再生时间,提高有了机废气回收的废气净化率和有机溶剂回收率并实现了节能降耗。
附图说明
图1是一种有机废气回收系统的全自动控制方法示意图。
图2是有机废气回收系统的回收装置、检测装置结构图。
图2中:有机废气浓度1为有机废气浓度变送器1、有机废气浓度2为有机废气浓度变送器2、有机废气浓度3为有机废气浓度变送器3、有机废气浓度4为有机废气浓度变送器4;压力1为压力变送器1、压力2为压力变送器2、压力3为压力变送器3、压力4为压力变送器4;温度1为热电阻传感器1、温度2为热电阻传感器2、温度3为热电阻传感器3、温度4为热电阻传感器4;比重1为比重变送器1、比重2为比重变送器2、比重3为比重变送器3、比重4为比重变送器4。
图3是有机废气回收过程的切换示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利的具体实施方式做进一步说明。
工业生产过程中排放的有机废气经过除尘降温后,被风机引入槽内,在槽内有机废气穿过活性炭纤维,有机废气被活性炭纤维吸附,净化后的达标排放气体由槽顶部排出。当槽吸附饱和后进入脱附过程,将过热蒸汽通入槽内进行脱附,脱附完成后,对槽内通压缩空气进行降温排汽,进行再生。脱附产物即有机回收液进入缓冲筒中,经过冷凝后的有机溶剂和水混合物进入分离箱中,分离后得到有机溶剂。
一种有机废气回收系统的全自动控制方法的应用,包括以下实施过程:
(1)通电,有机废气回收系统进入运行准备状态,在触摸屏上进行初始设定值的设定:TAmax=80分,TBmax=60分,TCmax=40分,TBmin=40分;Pmax=250KPa;Pmin=100KPa;TEMmax=125.0℃;TEMmin=35.0℃;Nmax=10.0ppm;Gmax=0.98g/ml;
(2)系统进入自动运行状态,四个计时器开始计时。
(3)吸附、脱附、再生过程是连续的循环过程,当槽1、2处于吸附状态时,槽3处于脱附状态,槽4处于再生状态和等待状态;下一个工作状态时槽2、3处于吸附状态,槽4处于脱附状态,槽1处于再生状态和等待状态;吸附时根据有机废气浓度测量判断吸附是否饱和,以避免尾气排放超标,并及时切换到脱附;脱附时根据有机回收液比重的测量判断脱附是否完成,以避免浪费蒸汽,并及时切换到再生;再生时根据温度的测量判断再生是否完成,以避免浪费电能,并及时切换到等待。如此循环,从而完成有机废气的回收。
以上是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化与修饰,均属于发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种有机废气回收系统进行全自动控制的方法,其特征在于,所述有机废气回收系统包括回收装置、检测装置和控制装置;
回收装置包括四个用于回收有机废气的槽:槽1、槽2、槽3和槽4,抽取有机废气的风机和风机输出管道,脱附有机溶剂的蒸汽和蒸汽管道,提供压缩空气的空压机和空压机输出管道,尾气排放管道,回收有机回收液的管道;每个槽通过阀门连接到风机输出管道、尾气排放管道、蒸汽管道、空压机输出管道和回收有机回收液的管道;槽内装有吸附剂吸附有机废气;
风机抽取有机废气,风机输出管道分别:连接到进气阀1后再连接到槽1,连接到进气阀2后再连接到槽2,连接到进气阀3后再连接到槽3,连接到进气阀4后再连接到槽4;
空压机将空气进行压缩,空压机输出管道分别:连接到空气阀1后再连接到槽1,连接到空气阀2后再连接到槽2,连接到空气阀3后再连接到槽3,连接到空气阀4后再连接到槽4;
蒸汽管道分别:连接到蒸汽阀1后再连接到槽1,连接到蒸汽阀2后再连接到槽2,连接到蒸汽阀3后再连接到槽3,连接到蒸汽阀4后再连接到槽4;
尾气排放管道分别:连接到排气阀1后再连接到槽1,连接到排气阀2后再连接到槽2,连接到排气阀3后再连接到槽3,连接到排气阀4后再连接到槽4;
回收有机回收液的管道分别:连接到缓冲桶1和排液阀1后再连接到槽1,连接到缓冲桶2和排液阀2后再连接到槽2,连接到缓冲桶3和排液阀3后再连接到槽3,连接到缓冲桶4和排液阀4后再连接到槽4;
进气阀1、进气阀2、进气阀3、进气阀4、排气阀1、排气阀2、排气阀3、排气阀4、蒸汽阀1、蒸汽阀2、蒸汽阀3、蒸汽阀4、空气阀1、空气阀2、空气阀3、空气阀4、排液阀1、排液阀2、排液阀3、排液阀4均为电动开关阀;
检测装置包括:四个测量有机废气浓度的气体浓度变送器:有机废气浓度变送器1、有机废气浓度变送器2、有机废气浓度变送器3和有机废气浓度变送器4;四个测量槽压力的压力变送器:压力变送器1、压力变送器2、压力变送器3和压力变送器4;四个测量槽温度的热电阻传感器:热电阻传感器1、热电阻传感器2、热电阻传感器3和热电阻传感器4;四个测量有机回收液比重的比重变送器:比重变送器1、比重变送器2、比重变送器3和比重变送器4;
有机废气浓度变送器1安装在槽1与排气阀1之间的尾气排放管道上,有机废气浓度变送器2安装在槽2与排气阀2之间的尾气排放管道上,有机废气浓度变送器3安装在槽3与排气阀3之间的尾气排放管道上,有机废气浓度变送器4安装在槽4与排气阀4之间的尾气排放管道上;
压力变送器1安装在槽1的顶部,压力变送器2安装在槽2的顶部,压力变送器3安装在槽3的顶部,压力变送器4安装在槽4的顶部;
热电阻传感器1安装在槽1的侧面,热电阻传感器2安装在槽2的侧面,热电阻传感器3安装在槽3的侧面,热电阻传感器4安装在槽4的侧面;
比重变送器1安装在缓冲桶1中,比重变送器2安装在缓冲桶2中,比重变送器3安装在缓冲桶3中,比重变送器4安装在缓冲桶4中;
控制装置包括PLC、输入接口、输出接口、触摸屏和变频器,所述的触摸屏与PLC相连,PLC分别与输入接口、输出接口、变频器相连,其中,输入接口分别与4个有机废气浓度变送器、压力变送器、热电阻传感器、比重变送器相连;输出接口分别与4个进气阀、排气阀、蒸汽阀、空气阀、排液阀、继电器相连;继电器还与空压机、风机相连;风机还与变频器相连;所述PLC由台达的DVP20ES200T型主机组成,输入接口由三块台达的DVP04AD-E2型模拟量输入模块和一块DVP04PT-E2型热电阻输入模块组成,输出接口由三块台达的DVP08XN211T型开关量输出模块组成;PLC主机通过串口1与台达DOP-W127B型液晶触摸屏相连;PLC通过输入接口的模拟量输入模块与有机废气浓度变送器1、有机废气浓度变送器2、有机废气浓度变送器3、有机废气浓度变送器4、压力变送器1、压力变送器2、压力变送器3、压力变送器4、比重变送器1、比重变送器2、比重变送器3、比重变送器4相连,PLC通过输入接口的热电阻输入模块与热电阻传感器1、热电阻传感器2、热电阻传感器3和热电阻传感器4相连,PLC通过输出接口与回收装置中的进气阀1、进气阀2、进气阀3、进气阀4、排气阀1、排气阀2、排气阀3、排气阀4、蒸汽阀1、蒸汽阀2、蒸汽阀3、蒸汽阀4、空气阀1、空气阀2、空气阀3、空气阀4、排液阀1、排液阀2、排液阀3、排液阀4相连,PLC通过输出接口与继电器相连,继电器的输出控制空压机、风机运转;PLC主机通过RS485接口与台达的变频器相连,变频器的输出控制风机运转;所述的吸附剂为活性炭纤维;
所述的一种有机废气回收系统进行全自动控制的方法,具体包括以下步骤:
(1)通电,有机废气回收系统进入运行准备状态,在触摸屏上进行初始设定值的设定:最大吸附时间TAmax,单位为分,整数;最大脱附时间TBmax,单位为分,整数;最大再生时间TCmax,单位为分,整数;TAmax>TBmax>TCmax;最小脱附时间TBmin,单位为分,整数;TBmax>TBmin;最大工作压力Pmax,单位为KPa,整数;最小工作压力Pmin,单位为KPa,整数;最大工作温度TEMmax,单位为℃,一位小数;最小再生温度TEMmin,单位为℃,一位小数;有机废气达标排放浓度上限Nmax,单位为ppm,一位小数;回收液比重上限Gmax,单位为g/ml,二位小数;
(2)设置联动:打开进气阀1或进气阀2或进气阀3或进气阀4的同时,需打开风机;打开空气阀1或空气阀2或空气阀3或空气阀4的同时,需打空压机;打开进气阀1的同时需打开排气阀1,打开进气阀2的同时需打开排气阀2,打开进气阀3的同时需打开排气阀3,打开进气阀4的同时需打开排气阀4;打开空气阀1的同时需打开排气阀1,打开空气阀2的同时需打开排气阀2,打开空气阀3的同时需打开排气阀3,打开空气阀4的同时需打开排气阀4;打开蒸汽阀1的同时需打开排液阀1,打开蒸汽阀2的同时需打开排液阀2,打开蒸汽阀3的同时需打开排液阀3,打开蒸汽阀4的同时需打开排液阀4;
(3)确定四个槽的初始工作状态,第一次使用时,则槽1和槽2的状态设置为“吸附”,槽3和槽4的状态设置为“等待”;否则读取前次运行结束时槽1、槽2、槽3和槽4的状态;计时器T1、计时器T2、计时器T3和计时器T4开始计时;状态切换标志CH1=0,状态切换标志CH2=0,状态切换标志CH3=0,状态切换标志CH4=0;
(4)判断槽1或槽2或槽3或槽4的状态为“吸附”是否成立,成立则打开风机,不成立则关闭风机;
判断槽1或槽2或槽3或槽4的状态为“再生”是否成立,成立则打开空压机,不成立则关闭空压机;
(5)判断槽1的状态为“吸附”是否成立,成立则打开进气阀1、打开排气阀1;不成立则判断槽1的状态为“脱附”是否成立,成立则打开蒸汽阀1、打开排液阀1;不成立则判断槽1的状态为“再生”是否成立,成立则打开空气阀1、打开排气阀1;不成立则槽1的状态为“等待”,继续“等待”;
(6)判断槽2的状态为“吸附”是否成立,成立则打开进气阀2、打开排气阀2;不成立则判断槽2的状态为“脱附”是否成立,成立则打开蒸汽阀2、打开排液阀2;不成立则判断槽2的状态为“再生”是否成立,成立则打开空气阀2、打开排气阀2;不成立则槽1的状态为“等待”,继续“等待”;
(7)判断槽3的状态为“吸附”是否成立,成立则打开进气阀3、打开排气阀3;不成立则判断槽3的状态为“脱附”是否成立,成立则打开蒸汽阀3、打开排液阀3;不成立则判断槽3的状态为“再生”是否成立,成立则打开空气阀3、打开排气阀3;不成立则槽3的状态为“等待”,继续“等待”;
(8)判断槽4的状态为“吸附”是否成立,成立则打开进气阀4、打开排气阀4;不成立则判断槽4的状态为“脱附”是否成立,成立则打开蒸汽阀4、打开排液阀4;不成立则判断槽4的状态为“再生”是否成立,成立则打开空气阀4、打开排气阀4;不成立则槽4的状态为“等待”,继续“等待”;
(9)PLC检测有机废气浓度1、有机废气浓度2、有机废气浓度3和有机废气浓度4,压力1、压力2、压力3和压力4,温度1、温度2、温度3和温度4,比重1、比重2、比重3和比重4;
(10)判断槽1的状态为“吸附”且压力1>Pmax是否成立,成立则降低风机转速5%;
判断槽1的状态为“吸附”且压力1<Pmin是否成立,成立则提高风机转速5%;
判断槽1的状态为“吸附”是否成立,成立则判断有机废气浓度1≥Nmax或计时器T1≥TAmax是否成立,成立则CH1=1;
判断槽1的状态为“脱附”且温度1≥TEMmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀1;
判断槽1的状态为“脱附”且温度1≤0.95*TEMmax是否成立,成立则打开蒸汽阀1;
判断槽1的状态为“脱附”是否成立,成立则判断比重1≥Gmax且计时器T1≥TBmin或计时器T1≥TBmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀1和排液阀1并设置槽1的状态为“再生”,计时器T1清零后重新开始计时;
判断槽1的状态为“再生”是否成立,成立则判断温度1≤TEMmin或计时器T1≥TCmax是否成立,成立则关闭空气阀1和排气阀1并设置槽1的状态为“等待”,计时器T1清零后重新开始计时;
(11)判断槽2的状态为“吸附”且压力2>Pmax是否成立,成立则降低风机转速5%;
判断槽2的状态为“吸附”且压力2<Pmin是否成立,成立则提高风机转速5%;
判断槽2的状态为“吸附”是否成立,成立则判断有机废气浓度2≥Nmax或计时器T2≥TAmax是否成立,成立则CH2=1;
判断槽2的状态为“脱附”且温度2≥TEMmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀2;
判断槽2的状态为“脱附”且温度2≤0.95*TEMmax是否成立,成立则打开蒸汽阀2;
判断槽2的状态为“脱附”是否成立,成立则判断比重2≥Gmax或计时器T2≥TBmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀2和排液阀2并设置槽2的状态为“再生”,计时器T2清零后重新开始计时;
判断槽2的状态为“再生”是否成立,成立则判断温度2≤TEMmin或计时器T2≥TCmax是否成立,成立则关闭空气阀2和排气阀2并设置槽2的状态为“等待”,计时器T2清零后重新开始计时;
(12)判断槽3的状态为“吸附”且压力3>Pmax是否成立,成立则降低风机转速5%;
判断槽3的状态为“吸附”且压力3<Pmin是否成立,成立则提高风机转速5%;
判断槽3的状态为“吸附”是否成立,成立则判断有机废气浓度3≥Nmax或计时器T3≥TAmax是否成立,成立则CH3=1;
判断槽3的状态为“脱附”且温度3≥TEMmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀3;
判断槽3的状态为“脱附”且温度3≤0.95*TEMmax是否成立,成立则打开蒸汽阀3;
判断槽3的状态为“脱附”是否成立,成立则判断比重3≥Gmax且计时器T3≥TBmin或计时器T3≥TBmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀3和排液阀3并设置槽3的状态为“再生”,计时器T3清零后重新开始计时;
判断槽3的状态为“再生”是否成立,成立则判断温度3≤TEMmin或计时器T3≥TCmax是否成立,成立则关闭空气阀3和排气阀3并设置槽3的状态为“等待”,计时器T3清零后重新开始计时;
(13)判断槽4的状态为“吸附”且压力4>Pmax是否成立,成立则降低风机转速5%;
判断槽4的状态为“吸附”且压力4<Pmin是否成立,成立则提高风机转速5%;
判断槽4的状态为“吸附”是否成立,成立则判断有机废气浓度4≥Nmax或计时器T4≥TAmax是否成立,成立则CH4=1;
判断槽4的状态为“脱附”且温度4≥TEMmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀4;
判断槽4的状态为“脱附”且温度4≤0.95*TEMmax是否成立,成立则打开蒸汽阀4;
判断槽4的状态为“脱附”是否成立,成立则判断比重4≥Gmax且计时器T4≥TBmin或计时器T4≥TBmax是否成立,成立则关闭蒸汽阀4和排液阀4并设置槽4的状态为“再生”,计时器T4清零后重新开始计时;
判断槽4的状态为“再生”是否成立,成立则判断温度4≤TEMmin或计时器T4≥TCmax是否成立,成立则关闭空气阀4和排气阀4并设置槽4的状态为“等待”,计时器T4清零后重新开始计时;
(14)判断CH1=1且槽2的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽2的状态为“吸附”,计时器T2清零后重新开始计时;
判断CH1=1且槽3的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽3的状态为“吸附”,计时器T3清零后重新开始计时;
判断CH1=1且槽4的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽4的状态为“吸附”,计时器T4清零后重新开始计时;
判断CH1=1是否成立,成立则关闭进气阀1和排气阀1并设置槽1的状态为“脱附”,计时器T1清零后重新开始计时,CH1=0;
(15)判断CH2=1且槽3的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽3的状态为“吸附”,计时器T3清零后重新开始计时;
判断CH2=1且槽4的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽4的状态为“吸附”,计时器T4清零后重新开始计时;
判断CH2=1且槽1的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽1的状态为“吸附”,计时器T1清零后重新开始计时;
判断CH2=1是否成立,成立则关闭进气阀2和排气阀2并设置槽2的状态为“脱附”,计时器T2清零后重新开始计时,CH2=0;
(16)判断CH3=1且槽4的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽4的状态为“吸附”,计时器T4清零后重新开始计时;
判断CH3=1且槽1的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽1的状态为“吸附”,计时器T1清零后重新开始计时;
判断CH3=1且槽2的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽2的状态为“吸附”,计时器T2清零后重新开始计时;
判断CH3=1是否成立,成立则关闭进气阀3和排气阀3并设置槽3的状态为“脱附”,计时器T3清零后重新开始计时,CH3=0;
(17)判断CH4=1且槽1的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽1的状态为“吸附”,计时器T1清零后重新开始计时;
判断CH4=1且槽2的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽2的状态为“吸附”,计时器T2清零后重新开始计时;
判断CH4=1且槽3的状态为“等待”是否成立,成立则设置槽3的状态为“吸附”,计时器T3清零后重新开始计时;
判断CH4=1是否成立,成立则关闭进气阀4和排气阀4并设置槽4的状态为“脱附”,计时器T4清零后重新开始计时,CH4=0;
(18)判断是否继续吸附,是则转到步骤(4),否则关闭风机和空压机及所有的阀,结束。
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