CN201654552U

CN201654552U - 粘胶纤维废气处理控制系统

Info

Publication number: CN201654552U
Application number: CN2010201508600U
Authority: CN
Inventors: 郑睿敏; 汪涤; 胡斌; 沈建钟; 章尉春
Original assignee: Individual
Current assignee: HANGZHOU AUTOON ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD.; Hangzhou Autoon Environmental Technology Stock Corp
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-04-02

Abstract

本实用新型公开了一种粘胶纤维废气处理控制系统，包括集散控制系统、冗余交换机、现场操作站、可编程控制器、信号隔离传送装置、碱洗信号采集器、吸附信号采集器、冷凝信号采集器、碱洗控制开关、吸附控制开关、冷凝控制开关和转换开关，集散控制系统与可编程控制器连接，集散控制系统设置有冗余控制模块和输入输出模块，冗余控制模块与冗余交换机连接，输入输出模块与信号隔离传送装置连接，冗余交换机与现场操作站连接，信号隔离传送装置与信号采集器和控制开关均连接，转换开关与集散控制系统和可编程控制器均连接，粘胶纤维废气处理控制系统设置有控制程序。本实用新型具有自动化、安全可靠、安装维护操作简单、运行稳定和回收效率高等特点。

Description

粘胶纤维废气处理控制系统

技术领域：

本实用新型涉及一种粘胶纤维废气处理控制系统。

背景技术：

粘胶纤维生产中产生的废气含有H₂S和CS₂恶臭有毒污染气体。采用碱洗-吸附冷凝工艺处理粘胶废气，主要工艺流程：废气经过碱洗预处理，中和H₂S；去除H₂S后的废气进入吸附槽，利用CS₂的物理特性，吸附、解吸、冷凝回收。CS2是挥发性，易燃性，爆炸性极强的物质；CS₂遇热、明火、火花或摩擦易燃烧爆炸，CS₂可产生静电荷而起爆，不能与电荷或火花，火焰和高温接触。

采用碱洗-吸附冷凝方法处理粘胶纤维生产中的废气是比较成熟的技术，该技术将废气中的H₂S与CS₂完全回收。然而一是碱洗过程处理H₂S控制不好，处理不达标将造成后段活性炭失效，影响吸附效率；二是CS₂易燃易爆，吸附冷凝过程操作复杂。因此，控制方法和装置的好坏直接影响碱洗-吸附冷凝方法的废气处理装置运行安全、稳定和回收效率。

原有废气处理装置控制技术采用人工手动等方法实现工艺控制，现场信号多为操作人员现场巡检根据现场仪表显示记录，工艺控制操作复杂，故障几率高；严重影响回收处理效果；整个装置运行费用高；存在严重的安全隐患，能耗大；该技术方法劳动强度大，操作危险性大，人力资源要求和管理要求高，影响该技术的工业应用。原有控制中，工艺风机和工艺泵采用直接启动，能耗高。另外在旧工艺中采用控制角阀，而大型控制角阀易漏易损，安装、操作维护困难，成本高。

实用新型内容：

本实用新型的目的是克服原有控制技术的不足之处，提供一种能够实时监控记录工艺流程，安全连锁控制及时，能耗低，劳动强度低，又易于操作、维护和管理的粘胶纤维废气处理控制系统。通过简单的操作，稳定的控制，提高回收效率，降低回收成本，把事故出现几率和影响降低到最低，经济效益显著。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该粘胶纤维废气处理控制系统，包括集散控制系统、冗余交换机、现场操作站，其特征在于还设置有可编程控制器、信号隔离传送装置、碱洗信号采集器、吸附信号采集器、冷凝信号采集器、碱洗控制开关、吸附控制开关、冷凝控制开关和转换开关，集散控制系统与可编程控制器连接，集散控制系统设置有冗余控制模块和输入输出模块，冗余控制模块与冗余交换机连接，输入输出模块与信号隔离传送装置连接，冗余交换机与现场操作站连接，信号隔离传送装置与碱洗信号采集器、吸附信号采集器、冷凝信号采集器、碱洗控制开关、吸附控制开关和冷凝控制开关均连接，转换开关与集散控制系统和可编程控制器均连接，粘胶纤维废气处理控制系统设置有控制程序。

本实用新型所述信号隔离传送装置采用隔离栅或继电器。

本实用新型所述碱洗控制开关、吸附控制开关和冷凝控制开关采用蝶阀或变频器。

本实用新型所述碱洗控制开关包括碱洗风机开关、进水阀、进碱阀和出碱阀，吸附控制开关包括污气风机开关、新鲜风机开关、吸附槽主阀、污气阀、新鲜风阀、氮气阀、蒸汽阀、前蒸馏汽阀、后蒸馏汽阀、排气阀、蒸发器排水阀和空气加热阀，冷凝控制开关包括冷却水泵开关、空气冷却阀和排大气三通阀。

本实用新型所述碱洗信号采集器包括碱洗槽测温铂热电阻、碱洗槽液位变送器、碱洗风机电流互感器、碱洗风机接触器和碱调配槽气动蝶阀限位开关，吸附信号采集器包括污气风机电流互感器、污气风机接触器、新鲜风机电流互感器、新鲜风机接触器、吸附槽测温铂热电阻、吸附槽压力变送器、吸附槽主阀限位开关、污气阀限位开关、新鲜风阀限位开关、氮气阀限位开关、蒸汽阀限位开关、前蒸馏汽阀限位开关、后蒸馏汽阀限位开关和排气阀限位开关，冷凝信号采集器包括蒸发器液位变送器、冷凝器进出水测温铂热电阻、冷却水泵接触器和二硫化碳储槽液位变送器。

本实用新型采用了当前先进的DCS、PLC现代控制技术结合先进的工艺控制方法，实现了碱洗-吸附冷凝方法处理废气生产的全自动化，保证了该处理技术运行的安全、稳定和回收效率。

本实用新型在废气处理控制装置中选用气动控制碟阀；本实用新型具有投资少、安全可靠、安装维护操作简单、运行稳定和回收效率高等特点，适用于新厂设计和老厂改造。

本实用新型采用变频器实现工艺风机和工艺泵的启停和调速，控制稳定，能耗低，节电率能达到40％以上。

附图说明：

图1是本实用新型实施例的控制系统框图。

图2是本实用新型实施例的主程序流程图。

图3是本实用新型实施例的通讯流程图。

图4是本实用新型实施例的现场操作站工艺设置流程图。

图5是本实用新型实施例的自动程序流程图。

图6是本实用新型实施例的吸附工艺时的蝶阀使用示意图。

具体实施方式：

参见图1～图6，本实用新型涉及一种粘胶纤维废气处理控制系统，在设计上采用分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便的控制思想。控制装置主要包括集散控制系统DCS和可编程控制器PLC两部分，以集散控制系统DCS为主，可编程控制器PLC为备用。集散控制系统DCS设置有由电源、CPU、通讯模块组成的两套冗余控制模块20、两套冗余交换机21、两套输入输出模块18以及连接用的有线通讯网络，两套冗余控制模块20之间采用光纤通讯，两个冗余交换机21之间采用光纤通讯，两个冗余交换机21下面还可根据实际需要设置现场操作站22(冗余操作站、工程师站)或者二级交换机。本实用新型实施例还包括信号隔离传送装置17、碱洗信号采集器1、吸附信号采集器3、冷凝信号采集器5、碱洗控制开关2、吸附控制开关4、冷凝控制开关6和转换开关19，集散控制系统DCS与可编程控制器PLC连接并组合在一起进行控制，集散控制系统DCS设置有冗余控制模块20和输入输出模块18，冗余控制模块20与冗余交换机21连接，输入输出模块18与信号隔离传送装置17连接，冗余交换机21与现场操作站22连接，信号隔离传送装置17与碱洗信号采集器1、吸附信号采集器3、冷凝信号采集器5、碱洗控制开关2、吸附控制开关4和冷凝控制开关6均连接，转换开关19与集散控制系统DCS和可编程控制器PLC均连接，粘胶纤维废气处理控制系统设置有控制程序，对信号和设置参数进行扫描，并对扫描结果进行不断计算和比较，计算和比较的结果作为系统运行的判断依据或做监控记录，从而实现碱洗-吸附冷凝方法处理废气生产的全程自动化控制，当集散控制系统DCS出故障时通过转换开关19由可编程控制器PLC替代集散控制系统DCS进行自动控制。经控制系统处理后，信号由输入输出模块18输出，经过用于信号安全的信号隔离传送装置17(通常是隔离栅或继电器)，到达包括碱洗控制开关2(包括碱洗风机开关、进水阀、进碱阀、出碱阀等)；吸附控制开关4(包括污气风机开关、新鲜风机开关、吸附槽主阀9、污气阀7、新鲜风阀8、氮气阀10、蒸汽阀11、前蒸馏汽阀12、排气阀13、后蒸馏汽阀14、蒸发器排水阀和空气加热阀等)；冷凝控制开关6(包括冷却水泵开关、空气冷却阀和排大气三通阀等)的三大工艺段执行机构，实现废气净化处理，主要部件均可采用现有技术实现。

本实用新型通过通用的DCS/PLC控制系统实现废气处理的全自动化控制。参见图1、图6，含H₂S和CS₂的废气经过碱洗、吸附、冷凝等各工艺段处理实现CS₂的回收。此处理过程中，在碱洗工艺段，碱洗槽温度、碱洗槽液位、碱洗风机电流、碱洗风机运行故障信号、碱调配槽气动蝶阀开关信号、碱调配槽液位等现场信号通过碱洗信号采集器1(包括碱洗槽测温铂热电阻、碱洗槽液位变送器、碱洗风机电流互感器、碱洗风机接触器、碱调配槽气动蝶阀限位开关等信号检测仪表)采集；在吸附工艺段，污气风机电流、污气风机运行故障信号、新鲜风机电流、新鲜风机运行故障信号、吸附槽温度、吸附槽压力、吸附槽主阀9、污气阀7、新鲜风阀8、氮气阀10、蒸汽阀11、前蒸馏汽阀12、排气阀13、后蒸馏汽阀14等气动蝶阀的开关信号、蒸汽分气缸温度等现场信号通过吸附信号采集器3(包括污气风机电流互感器、污气风机接触器、新鲜风机电流互感器、新鲜风机接触器、吸附槽测温铂热电阻、吸附槽压力变送器、吸附槽主阀限位开关、污气阀限位开关、新鲜风阀限位开关、氮气阀限位开关、蒸汽阀限位开关、前蒸馏汽阀限位开关、后蒸馏汽阀限位开关、排气阀限位开关等气动蝶阀的限位开关等信号检测仪表)采集；在冷凝回收工艺段，蒸发器液位、冷凝器进出水温度、冷却水泵运行故障信号、CS2储槽液位等现场信号通过冷凝信号采集器5(包括蒸发器液位变送器、冷凝器进出水测温铂热电阻、冷却水泵接触器、二硫化碳储槽液位变送器等信号检测仪表)采集；经过用于信号安全的信号隔离传送装置17，进入控制系统DCS/PLC的输入输出模块。

参见图2～图4，本实用新型实施例的控制程序安装在集散控制系统DCS里，并根据具体工艺要求预先编辑，包括主程序初始化、信号扫描、参数设置扫描、数据计算、数据比较和自动程序，其中主程序初始化后，对信号和设置参数进行扫描，并对扫描结果进行不断计算和比较，结果作为自动程序运行的判断依据或作监控记录。本实用新型实施例的通讯是连接控制装置、工艺软件和现场操作站操作画面的纽带，包括通讯初始化、物理地址扫描、数据链接、通讯协议、数据传输，其中通讯初始化后，对预先定义的物理地址进行扫描，符合设置地址的建立数据链接，根据通讯协议进行数据传输。本实用新型实施例的现场操作站工艺设置是根据具体工艺预先编制的，包括工艺画面初始化、通讯数据扫描、工艺流程显示、工艺参数设置、工艺操作和记录、报警/报表，其中工艺画面初始化后，首先对通讯数据进行扫描，在画面上显示工艺流程的各监测点动态变化，其次通过在画面中预先编辑面向用户的操作：设置工艺参数和工艺操作按钮等实现对整个废气处理装置的控制，并根据工艺要求，运用画面组态软件各功能显示操作记录、监测点报警、数据报表等。

自动程序(自动吸附冷凝回收(CS2)程序)，包括对各个测控点如液位、温度、压力等进行不间断采样和记录；碱洗、吸附、冷凝回收工艺操作自动控制；工艺条件连锁保护关键设备；PID调节稳定工艺条件，异常现象的自动处理等功能。根据具体工艺流程而设计的工艺画面，画面简洁、工艺流程清晰，并通过现场操作站实现对整个工艺流程的实时监控和直观操作。所述自动程序还安装在可编程控制器PLC里并作为备份，当集散控制系统DCS出故障时由可编程控制器PLC替代集散控制系统DCS执行自动程序。

参见图5，所述自动程序包括依次进行的程序初始化、吸附进气、相关阀门关闭、充氮、蒸汽、释压、干燥、冷却和排气，所述程序初始化包括控制开关(指吸附控制开关4、冷凝控制开关6)、电机置于自动模式；所述吸附进气包括吸附槽模式从吸附转入再生，开排气阀13并关其余吸附控制开关4，控制开关反馈正确后开吸附槽主阀9、污气阀7，计时并当步显示，计时到且未出错转下一步，若出错转出错处理；所述相关阀门关闭包括关吸附槽主阀9、污气阀7，控制开关反馈正确后关排气阀13，计时开始并当步显示，计时到且未出错转下一步，若出错转出错处理；所述充氮包括开蒸发器排水阀、前蒸馏汽阀12和后蒸馏汽阀14，控制开关反馈正确后开氮气阀10，计时并当步显示，计时结束后关蒸发器排水阀，关氮气阀10，计时到且氮气的压力高于设定值且未出错转下一步，若出错转出错处理；所述蒸汽包括开蒸汽阀11，控制开关反馈正确后计时开始并当步显示，计时到且吸附槽15下层温度高于设定值且未出错转下一步，若出错转出错处理；所述释压包括关蒸汽阀11，启动新鲜风机，计时开始并当步显示，计时到且未出错转下一步，若出错转出错处理；所述干燥包括开空气加热阀，关前蒸馏汽阀12和后蒸馏汽阀14，控制开关反馈正确后开吸附槽主阀9、排气阀13、新鲜风阀8，计时开始并当步显示，计时到且新鲜风温度高于设置值且未出错转下一步，若出错转出错处理；所述冷却包括开空气冷却阀，控制开关反馈正确后关空气加热阀，计时开始并当步显示，冷却后气体温度低于设置值关新鲜风机，计时到且吸附槽15下层温度低于设定值且未出错转下一步，若出错转出错处理；所述排气包括关吸附槽主阀9，控制开关反馈正确后关新鲜风阀8，关新鲜风机，关空气冷却阀，计时开始并当步显示，计时到且未出错再生完成并进入新一轮的吸附进气，若出错转出错处理。

在此过程中，在扫描现场操作站设定值，和现场各监测点数据后，进行不间断比较，当条件达到设定值时(当步完成)，程序判断允许下一步输出操作，若条件不符(当步未完成或出错)，进入相应的出错处理，系统报警并停在当步等待人为判断处理；经过程序不断地数据采集比较和判断输出，最终实现回收CS2的整个工艺操作，并达到工艺要求。

在废气回收处理装置中，接收DCS/PLC的控制信号后，碱洗控制开关2、吸附控制开关4和冷凝控制开关6均采用通用的气动控制蝶阀执行应用程序的相应命令来实现碱洗、吸附、冷凝等各工艺段物料供应的快速切断：在碱洗工艺段，碱调配过程中的进水阀、进碱阀、出碱阀等；在吸附、冷凝工艺段，参见图6，吸附槽15上的污气阀7、新鲜风阀8、吸附槽主阀9、氮气阀10、蒸汽阀11、前蒸馏汽阀12、排气阀13、后蒸馏汽阀14、蒸发器排水阀和空气加热阀均采用的是通用蝶阀。其中污气阀7控制碱洗后的废气进入吸附槽15；吸附槽主阀9控制废气和新鲜空气进入吸附槽15；新鲜风阀8控制新鲜空气进入吸附槽15；氮气阀10控制氮气进入吸附槽15；蒸汽阀11控制蒸汽进入吸附槽15；前蒸馏汽阀12、后蒸馏汽阀14控制蒸汽和CS2和混合气体排出吸附槽15；排气阀13控制净化后的废气排出吸附槽15。

本实用新型中，通过通用的变频器执行应用程序的相应命令控制各工艺风机和工艺泵的启停和调速。如碱洗工段的碱洗风机从废气源车间抽废气进入废气处理装置；吸附和冷凝回收工段的污气风机从碱洗工段抽送废气进入吸附槽15，新鲜风机送新鲜风进吸附槽15以便回收CS₂使用；各工艺段的冷却水泵等。

以上均为本实用新型技术方案框架下的具体实施，凡是本实用新型实施例技术方案和技术特征的简单变形或组合，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种粘胶纤维废气处理控制系统，包括集散控制系统、冗余交换机、现场操作站，其特征在于：还设置有可编程控制器、信号隔离传送装置、碱洗信号采集器、吸附信号采集器、冷凝信号采集器、碱洗控制开关、吸附控制开关、冷凝控制开关和转换开关，集散控制系统与可编程控制器连接，集散控制系统设置有冗余控制模块和输入输出模块，冗余控制模块与冗余交换机连接，输入输出模块与信号隔离传送装置连接，冗余交换机与现场操作站连接，信号隔离传送装置与碱洗信号采集器、吸附信号采集器、冷凝信号采集器、碱洗控制开关、吸附控制开关和冷凝控制开关均连接，转换开关与集散控制系统和可编程控制器均连接，粘胶纤维废气处理控制系统设置有控制程序。

2.根据权利要求1所述的粘胶纤维废气处理控制系统，其特征在于：所述信号隔离传送装置采用隔离栅或继电器。

3.根据权利要求1所述的粘胶纤维废气处理控制系统，其特征在于：所述碱洗控制开关、吸附控制开关和冷凝控制开关采用蝶阀或变频器。

4.根据权利要求1所述的粘胶纤维废气处理控制系统，其特征在于：所述碱洗控制开关包括碱洗风机开关、进水阀、进碱阀和出碱阀，吸附控制开关包括污气风机开关、新鲜风机开关、吸附槽主阀、污气阀、新鲜风阀、氮气阀、蒸汽阀、前蒸馏汽阀、后蒸馏汽阀、排气阀、蒸发器排水阀和空气加热阀，冷凝控制开关包括冷却水泵开关、空气冷却阀和排大气三通阀。

5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的粘胶纤维废气处理控制系统，其特征在于：所述碱洗信号采集器包括碱洗槽测温铂热电阻、碱洗槽液位变送器、碱洗风机电流互感器、碱洗风机接触器和碱调配槽气动蝶阀限位开关，吸附信号采集器包括污气风机电流互感器、污气风机接触器、新鲜风机电流互感器、新鲜风机接触器、吸附槽测温铂热电阻、吸附槽压力变送器、吸附槽主阀限位开关、污气阀限位开关、新鲜风阀限位开关、氮气阀限位开关、蒸汽阀限位开关、前蒸馏汽阀限位开关、后蒸馏汽阀限位开关和排气阀限位开关，冷凝信号采集器包括蒸发器液位变送器、冷凝器进出水测温铂热电阻、冷却水泵接触器和二硫化碳储槽液位变送器。