CN204632227U - 一种大气环境监测与治理技术综合实训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，要解决的技术问题是提供一种涉及大气环境监测与治理方面的工艺设计、安装调试、运营管理、在线监测、紧急避险和数据处理的等方面的综合性、开放性、实践性的工程型教学装置。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括烟气发生系统、烟气除尘系统、烟气脱硫系统、电气控制系统以及烟气监测系统等五个部分组成。本实用新型的优点在于：将锅炉及其烟气处理系统浓缩成教学设备，直观地展示出来，很好地解决了理论教学与工程实践相脱节的问题，利于观察，便于教学。

Description

一种大气环境监测与治理技术综合实训系统

技术领域

本实用新型涉及一种中高职及本科院校技能培训与实验教学的综合性环境工程实训系统，具体的说涉及到一种大气环境监测与治理技术综合实训系统。

背景技术

当前，我国大气环境形势不容乐观，防治问题依然严峻。污染物排放总量大，传统煤烟污染尚未得到控制，以臭氧、细颗粒物（PM2.5）和酸雨为特征的区域复合型大气污染问题又日益突出，70%左右的城市达不到《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的要求。发达国家上百年工业过程中逐步出现的大气污染问题，在我国近二三十年的快速发展中集中出现，呈现结构型、压缩型、复合型的特点。2013年第一季度以来，尤其1月份，我国大范围出现持续雾霾天气，严重影响人民群众生产生活，国内外反应强烈。究其原因，从主观上反映出了我国大气污染治理能力的薄弱。

同时，随着可持续发展观和节能减排理念的日益深入人心、环境保护工程设施的广泛实施，社会对环境工程专业人才的创新精神和实践能力也提出了新的要求。为此，国内外设环境类专业的高校对旨在培养学生动手能力、工程意识和工程设计能力的实践性教学的改革日益重视。

工艺实验是环境专业课程一个必不可少的实践教学环节，许多处理方法、处理设备的设计参数和操作运行方式，都需通过实验解决。然而，课程原有实验及配套装置主要是对单个处理设备的某些设计参数进行测定及验证，如旋风除尘器性能测定实验，布袋除尘器性能测定实验、碱液吸收二氧化硫实验等。所有实验缺乏综合性和设计性，无法与工程实际紧密接轨，已跟不上专业教学方式的发展和改革，同时也满足不了目前社会就业单位对大学生的创新能力和实践能力提出的更高要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种涉及大气环境监测与治理方面的工艺设计、安装调试、运营管理、在线监测、紧急避险和数据处理的等方面的综合性、开放性、实践性的工程型教学装置。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括烟气发生系统、烟气除尘系统、烟气脱硫系统、电气控制系统以及烟气监测系统等五个部分组成。

所述的烟气发生系统包括锅炉及与其出气管道相连的气源添加装置、发尘装置和静态混合器，主要用于模拟烟气的中的粉尘颗粒物和二氧化硫气体的制造。

所述的烟气除尘系统包括通过管道依次连接的旋风除尘器、布袋除尘器、电动调节阀和风机，主要用于去除烟气中的烟尘颗粒物。

所述的烟气脱硫系统包括通过管道依次连接的吸收系统、吸附系统和烟囱，主要用于去除烟气中的二氧化硫污染因子。

所述的电气控制系统包括电气控制柜、电源控制单元、系统调控单元、PLC主控单元和控制对象单元，主要用于完成系统动力控制、运行状态指示及数据处理传输

所述的烟气监测系统包括气体传感器、粉尘传感器、温湿度传感器、风速传感器、压力传感器、微差压传感器、pH在线监测仪、物位仪、皮托管、采样枪、粉尘采样仪和触控一体机。主要用于进行大气污染因子监测、显示与预警。

所述的旋风除尘器与布袋除尘器之间连有粉尘回收系统。主要用于对除尘器去除粉尘颗粒物的排放。

所述的旋风除尘器后接有超越管路，通过阀门切换可以跳过布袋除尘器，直接进入电动调节阀。

所述的吸收系统后接有超越管路，通过阀门切换可以跳过吸附系统，直接进入烟囱排放。

所述的气源添加装置由气体钢瓶、减压阀、质量流量控制器、空气泵、气体流量计、缓冲器和射流器组成。

所述的发尘装置由疏松器、粉尘罐和发尘器组成。

所述的布袋除尘器由壳体、滤袋、振动器和支架组成。

所述的吸收系统由吸收塔、碱液箱、清水箱、漩涡泵、液体流量计及装于碱液箱上面的搅拌机组成，所述的吸收塔内部装有碱液喷淋头、清水冲洗头和除雾器，所述的碱液箱内部设有氧化曝气管，与气体流量计相接，可对吸收产物进行氧化处理。

所述的吸附系统由由塔体、鹅卵石层和活性炭层组成。主要用于吸附烟气的的二氧化硫。

所述的电源控制单元由漏电保护器开关、电源开关、电源指示灯等组成。

所述的系统调控单元由电机调速器和在线pH仪表组成。

所述的PLC主控单元由PLC主机和模块以及输入输出接线柱组成。

所述的控制对象单元由系统工艺图、指示灯以及接线柱组成。

所述的触控一体机主要由液晶显示器、电脑主机、支架、鼠标键盘操作平台、音箱、控制软件及数据采集软件等组成。

本实用新型的优点在于：将锅炉及其烟气处理系统浓缩成教学设备，直观地展示出来，很好地解决了理论教学与工程实践相脱节的问题，利于观察，便于教学。通过实平台实训操作，可提高学生对旋风除尘技术、布袋除尘技术、烟气脱硫技术、烟道及烟囱的取样检测技术、污染因子在线监测技术、智能程控技术等主要技术的掌握与应用能力。实现工学结合人才培养模式的改革与创新，培养学生的可持续发展能力，为社会提供满足企业需求的大气污染治理设备安装、调试及大气环境监测分析等方面的专业人才。

附图说明

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。

图1是本系统的结构示意图；

图2是本系统的工艺流程图。

具体实施方式

参照图1所示，本实用新型的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，主要由烟气发生系统、烟气除尘系统、烟气脱硫系统、电气控制系统以及烟气监测系统等五个部分组成。其中烟气发生系统、烟气除尘系统和烟气脱硫系统合理布置于框架上，且用管道、接头和阀门进行连接。

所述的烟气发生系统包括锅炉1及与其出气管道相连的气源添加装置2、发尘装置3、静态混合器4。所述的锅炉1位于整套处理流程的起点，内部装有红色灯源58，点亮时模拟锅炉开炉点火，并可透过观察口查看其状态。所述的气源添加装置2通过计量装置与射流系统，在锅炉烟道的弯头位置将钢瓶气体定量地加入系统，包括：气体钢瓶30、减压阀31、质量流量控制器32、空气泵33、气体流量计34、缓冲器35和射流器36。所述的发尘装置3位于水平烟道上方，通过双级可调式螺旋输送装置将粉尘缓慢均匀地投加到烟道中，包括：疏松器37、粉尘罐38和发尘器39。所述的静态混合器4位于烟道中，采用旋片结构，能将进入系统的空气、粉尘和有害气体充分混合均匀。

所述的烟气处理系统包括通过管道依次连接的旋风除尘器5、布袋除尘器6、电动调节阀7、风机8、吸收系统9、吸附系统10和烟囱11。所述的旋风除尘器5与布袋除尘器6之间连有粉尘回收系统29。所述的旋风除尘器5后接有超越管路57，通过阀门切换可以跳过布袋除尘器6，直接进入电动调节阀。所述的吸收系统9后接有超越管路57，通过阀门切换可以跳过吸附系统10，直接进入烟囱11排放。所述的旋风除尘器5位于静态混合器4之后，烟气从其右侧切线方向进入。所述的布袋除尘器6为机械振打式，能过滤较小粒径的粉尘，由壳体40、滤袋41、振动器42和支架43组成。所述的风机8为烟道内锅炉气体流动的动力源，风机进口之前为负压，风机出口之后为正压。它可由变频器自动控制，以达到节能环保的目的。所述的吸收系统9通过喷淋碱液，来吸收尾气中的酸性气体，主要由吸收塔44、碱液箱45、清水箱46、漩涡泵47、液体流量计48及装于碱液箱45上面的搅拌机49等组成。所述的吸收塔44内部装有碱液喷淋头50、清水冲洗头51和除雾器52，可通过观察孔查看喷淋状况。所述的碱液箱45内部设有氧化曝气管53，与气体流量计34相接，可对吸收产物进行氧化处理。所述的吸收塔44与碱液箱45之间接有防腐蚀水管，以达到碱液循环的目的。所述的吸附系统10由塔体54、鹅卵石层55和活性炭层56组成，主要是利用物理吸附作用净化二氧化硫气体。

所述的电气控制系统包括电气控制柜12、电源控制单元13、系统调控单元14、PLC主控单元15和控制对象单元16，主要用于完成系统动力控制、运行状态指示及数据处理传输。所述的电源控制单元13由漏电保护器开关、电源开关、电源指示灯等组成。所述的系统调控单元14由电机调速器和在线pH仪表组成。所述的PLC主控单元15由PLC主机和模块以及输入输出接线柱组成。所述的控制对象单元16由系统工艺图、指示灯以及接线柱组成。

所述的烟气监测系统包括气体传感器17（包含：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳和氧气等）、粉尘传感器18、温湿度传感器19、风速传感器20、压力传感器21、微差压传感器22、pH在线监测仪23、物位仪24、皮托管25、采样枪26、粉尘采样仪27和触控一体机28。所述的气体传感器17，分布在烟道和烟囱11上，用于检测烟气中相应气体成分的含量。所述的粉尘传感器18内置于烟囱11中，用于检测烟气含尘量。所述的温湿度传感器19、风速传感器20安装于风管上，用于检测烟气的温度、湿度和流速。所述的压力传感器21安装于布袋除尘器6的侧壁，用于检测布袋除尘器6的内部压力。所述的微差压传感器22安装在钢架上，采用气管与风管上的测压孔连接，可以测得高压点与低压点之间的压差。所述的pH在线监测仪23安装于碱液箱45的侧壁，用于监测碱液箱45内碱液的pH值变化。所述的物位仪24安装于碱液箱45上，利用发射从上至下的超声波来监测碱液箱45内的水位变化。所述的皮托管25为L型，通过气管与微差压传感器22连接，可得出检测点的动压与静压。所述的采样枪26通过含有橡皮塞和螺母的锁紧机构固定于风管上，内置的滤筒使其能有效地截留微小粉尘。所述的粉尘采样仪27通过气管与采样枪26连接，利用等流速平行采样法对烟气粉尘进行采样。所述的触控一体机28主要由液晶显示器、电脑主机、支架、鼠标键盘操作平台、音箱、控制软件及数据采集软件等组成。

本实用新型的大气环境监测与治理技术综合实训系统，采用旋风除尘+布袋除尘+湿法脱硫+物理吸附的组合工艺，对以烟尘和酸性气体为主要污染因子的锅炉烟气进行有效处理，其工艺流程如图2所示。

上所述，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案范围。

Claims (10)

1.一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：该系统主要由烟气发生系统、烟气除尘系统、烟气脱硫系统、电气控制系统以及烟气监测系统组成；

所述的烟气发生系统包括锅炉(1)及与锅炉的出气管道相连的气源添加装置(2)、发尘装置(3)和静态混合器(4)，所述的锅炉(1)位于整套处理流程的起点，所述的气源添加装置(2)通过计量装置与射流系统，在锅炉烟道的弯头位置将钢瓶气体定量地加入系统，所述的发尘装置(3)位于水平烟道上方;

所述的烟气除尘系统包括通过管道依次连接的旋风除尘器(5)、布袋除尘器(6)、电动调节阀(7)和风机(8)，所述的旋风除尘器(5)位于静态混合器(4)之后，所述的布袋除尘器(6)为机械振打式，能过滤较小粒径的粉尘, 所述的风机(8)为烟道内锅炉气体流动的动力源;

所述的烟气脱硫系统包括通过管道依次连接的吸收系统(9)、吸附系统（10）和烟囱(11)，所述的吸收系统(9)通过喷淋碱液，来吸收尾气中的酸性气体；

所述的电气控制系统包括电气控制柜（12）、电源控制单元（13）、系统调控单元（14）、PLC主控单元（15）和控制对象单元（16）；

所述的烟气监测系统包括气体传感器(17)、粉尘传感器(18)、温湿度传感器(19)、风速传感器(20)、压力传感器(21)、微差压传感器(22)、pH在线监测仪(23)、物位仪(24)、皮托管(25)、采样枪(26)、粉尘采样仪(27)和触控一体机(28)，所述的气体传感器(17)分布在烟道和烟囱(11)上，用所述的粉尘传感器(18)内置于烟囱(11)中，所述的温湿度传感器(19)、风速传感器(20)安装于风管上，所述的压力传感器(21)安装于布袋除尘器 (6)的侧壁，所述的微差压传感器(22)安装在钢架上，所述的pH在线监测仪(23)安装于碱液箱(45)的侧壁，所述的物位仪(24)安装于碱液箱(45)上，所述的皮托管(25)通过气管与微差压传感器(22)连接，所述的采样枪(26)通固定于风管上，所述的粉尘采样仪(27)通过气管与采样枪(26)连接。

2.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的旋风除尘器（5）与布袋除尘器（6）之间连有粉尘回收系统（29），主要用于对除尘器去除粉尘颗粒物的排放。

3.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的旋风除尘器（5）后接有超越管路（57），通过阀门切换可以跳过布袋除尘器（6），直接进入电动调节阀(7)。

4.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的吸收系统(9)后接有超越管路（57），通过阀门切换可以跳过吸附系统（10），直接进入烟囱（11）排放。

5.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的气源添加装置(2)由气体钢瓶（30）、减压阀（31）、质量流量控制器（32）、空气泵（33）、气体流量计（34）、缓冲器（35）和射流器（36）组成。

6.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的发尘装置(3)由疏松器（37）、粉尘罐（38）和发尘器（39）组成。

7.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的布袋除尘器(6)由壳体（40）、滤袋（41）、振动器（42）和支架（43）组成。

8.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的吸收系统(7)由吸收塔（44）、碱液箱（45）、清水箱（46）、漩涡泵（47）、液体流量计（48）及装于碱液箱（45）上面的搅拌机（49）组成，所述的吸收塔（44）内部装有碱液喷淋头（50）、清水冲洗头（51）和除雾器（52），所述的碱液箱（45）内部设有氧化曝气管（53），与气体流量计（34）相接，可对吸收产物进行氧化处理。

9.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的吸附系统（10）由由塔体（54）、鹅卵石层（55）和活性炭层（56）组成，主要用于吸附烟气的的二氧化硫。

10.根据权利要求1所述的一种大气环境监测与治理技术综合实训系统，其特征在于：所述的电源控制单元（13）由漏电保护器开关、电源开关、电源指示灯组成；所述的系统调控单元（14）由电机调速器和在线pH仪表组成；所述的PLC主控单元（15）由PLC主机和模块以及输入输出接线柱组成；所述的控制对象单元（16）由系统工艺图、指示灯以及接线柱组成；所述的触控一体机（28）主要由液晶显示器、电脑主机、支架、鼠标键盘操作平台、音箱、控制软件及数据采集软件组成。