菱铁矿回转窑焙烧过程CEMS设计

论文摘要

随着经济的发展,资源紧缺和环境恶化已成为现代各国关注的重点。如何能更好提高生产效率节约能源,同时又能减少污染,已成为各行各业必须解决的问题之一。为了更好改进工业生产的生产效率,达到能源节约与减少浪费,同时又能反映生产过程中排放对环境的污染问题,就必须检测出与生产息息相关的各种参数,比如生产中的温度、压力和气氛组成等。CEMS(烟气排放连续检测系统)正是一套集生成过程检测与污染气氛检测为一体的系统。通过理论研究、软硬件开发,机械结构开发及系统调试,研制出了一套能在恶劣环境下工作的CEMS系统,从而改良了国外和传统CEMS系统中出现的问题。本论文以菱铁矿的回转窑焙烧冶炼过程为研究开发平台,分析了回转窑的各种控制运行机制。通过研究分析,提出了回转窑冶炼的基本控制模型,强调了CEMS系统在整个系统控制中的重要性,同时研制了针对困难环境下工作的CEMS系统。本CEMS系统主要包括三个子系统:回转窑及烟气的温度、压力、流速检测子系统;烟气浊度检测子系统和烟气组成检测子系统。回转窑的各窑段温度压力是反应菱铁矿冶炼焙烧过程好环的重要指标;通过研究,研制了无线检测技术,解决了传统检测方法的弊端;利用皮托管检测手段对烟气的温压流进行检测,这是涉及烟气排放的重要参数。烟气浊度的监测和烟气组分的检测手段都是采用了光学检测方法,烟气的浊度是烟气排放粉尘含量的指标,利用激光透射法检测烟气的浊度,而烟气组分检测则是利用了红外光选择吸收光谱法(IAS),烟气中各组分的含量,比如CO、CO2和SO2等的含量不只是工业生产排放污染的环境的指标,同时是菱铁矿焙烧效率紧密相关的参数,它是优化生产控制的非常重要控制源。三个子系统组成了整套CEMS系统。通过产品的现场调试、安装、运行实现了整个CEMS系统的生产应用。为工业生产进行环保参数检测的同时,也为生成过程优化改进提供了必要参数,从而实现了能源节约,提高了生产效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 相关课题的技术研究现状
• 1.2.1 菱铁矿回转窑焙烧研究现状
• 1.2.2 CEMS 发展现状
• 1.3 课题的研究方法、内容和意义
• 1.4 本章小结
• 第二章 菱铁矿回转窑焙烧过程研究
• 2.1 菱铁矿成分分析
• 2.2 回转窑焙烧结构研究
• 2.3 回转窑运行与控制
• 2.4 菱铁矿焙烧原理和选矿
• 2.5 本章小结
• 第三章 CEMS 系统的重要性
• 3.1 CEMS 系统简介
• 3.1.1 CEMS 系统性能指标
• 3.1.2 CEMS 系统组成
• 3.2 环保意义
• 3.3 生产意义
• 3.4 本章小结
• 第四章 CEMS 系统设计
• 4.1 回转窑无线测温测压系统设计
• 4.1.1 回转窑温度检测
• 4.1.2 回转窑压力检测
• 4.1.3 数据无线传输系统设计
• 4.1.4 烟气流速测量
• 4.2 烟气浊度检测系统分析
• 4.2.1 浊度检测的原理
• 4.2.2 浊度检测系统分析
• 4.3 烟气分析系统
• 4.3.1 样头设计
• 4.3.2 预处理子系统设计
• 4.3.3 传感器模块原理与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 工程项目的现场实现与效果
• 5.1 现场施工与调试
• 5.2 CEMS 给带来的效果
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录A 相关定义与有关结构图形