分析两段式煤气发生炉自动控制系统的设计
【摘要】本文首先介绍了两段式煤气发生炉的基本原理，接着对该生产工艺控制系统的硬件要求进行阐述，最后根据实践经验，总结了两段式煤气发生炉自动控制系统的调试过程，希望为同行提供参考。
【关键词】两段式煤气发生炉；硬件；PLC；传感器
1、两段式煤气发生炉的介绍
两段式煤气发生炉的工作流程主要为干馏和气化两部分组成。首先，煤气发生炉内设有两组输煤阀，储存在煤气发生炉顶端煤仓内的煤将由这两个输煤阀送到煤气发生炉内部进行充分的干燥和长时间的低温干馏，在干馏过程中，水分逐渐减少、温度逐渐升高，原煤将慢慢进入一个半焦的状态，于是便进入气化阶段。在生产过程中，两段式煤气发生炉会往炉内注入气化剂，这时炽热的半焦原煤与气化剂进行氧化还原反应，产生气化煤气。因该设施具有两个煤气出口，上出口输出干馏煤气，下出口输出气化煤气，从而提高了煤气的气化效率。而且，两段式煤气发生炉的操作简单，稳定性和自动化的程度高，大大降低了工人劳动强度，其对原煤的充分利用，大大减少了环境污染。
2、两段式煤气发生炉自动控制系统的硬件要求
2.1检测仪表
在该生产工艺中，将输出气化煤气和干馏煤气，而在输出前必须进行除杂，因此该设施内过程检测仪表的质量，将直接决定煤气发生炉输出的煤气的品质，因此在对两段式煤气炉的设计时，要注重对检测仪表选型，充分考虑到仪表的灵敏度、精度、动态误差等参数。
2.2传感器
传感器是测量系统的前端信息获取原件，它是一种可以将化学量或者物理量转变成电信号的装置。两段式煤气炉内的加温过程、气化剂的加入过程、干馏煤气内焦油的含量、气化煤气内灰尘的含量、输出煤气的数量等都需要传感器来改变成信号以供使用者观察煤气发生器的运行状况和煤气质量。
2.3液动阀
液动阀主要是用来控制两段式煤气发生炉的滑阀。是两段式煤气发生炉的一种保护措施。由上文可知，两段式煤气发生炉中有上下两个输出煤气出口。上、下两段煤气出口都设有液动阀，此外，该生产工艺中中还有一个安全装置，即放散液动钟罩阀。
温度控制器的设计与制作 一、功能要求 设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。当室内温度大于等于设定温度时，控制器断 ?时，控制器接通电加热设备。 开电加热设备；当室内温度比设定温度小2C 控温范围：0~51C? 控温精度：≤1C? 二、硬件系统设计 1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。 （1）单片机及看门狗电路 根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L） （2）温度检测电路 温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。 （3）控制输出电路 控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。 （4）键盘电路 键盘共有四个按键，分别是S1（设置）、S2（+）、S3（-）、S4（储存）。通过键盘来设置室内应达到的温度，键盘采用中断方式控制。 （5）显示电路 显示电路由两位E10501_AR数码管组成，由两片74LS164驱动，实现静态显示，74LS164所需的串行数据和时钟由单片机的P3.0和P3.1提供。对于学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用串行口工作于方式0，即同步移位寄存器的输出方式，通过串行口输出显示数据（实时温度值或设置温度值）；对于没学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用模拟串行口的输出方式，实现显示数据的串行输出。 （6）设置温度存储电路 为了防止设定温度在电源断电后丢失，此设计加入了储存电路，储存器选用具有I2C总线功能的AT24C01或FM24C01均可。每次通过键盘设置的室内设定温度都通过储存器储存起来，即使是电源断电，储存器存储的设定温度也不丢失，在电源来电后，单片机自动将设
两段式煤气发生炉操作规程 1.冷煤气站 煤 两段式煤气发生炉产生的煤气分为上段煤气和下段煤气。上段煤气先进入一级电捕焦油器脱除重质焦油及灰尘，其工作温度80-150℃之间，再进入间冷器，在间冷器内煤气冷却至35-45℃左右。下段煤气经旋风除尘器除尘，继而进入余热换热器，煤气温度降至200-230℃，再进入风冷器冷却，温度降至65-80℃，通过间冷器冷却至35-45℃。被间冷器冷却后的上、下段煤气进入二级电捕焦油器脱油、除尘，通过煤气加压机输送到用户。 二、发生炉及净化设备
要紧结构及工作原理： 两段式煤气发生炉由料仓、给煤机构、干馏段、气化段、出渣结构、汽包等六大部分组成。分离好的20-60mm煤块，通过输煤系统储存于料仓，料仓中的煤通过给煤机构，依照需要平均地加入干馏段与下部上升的制气进行热交换，温度逐步上升。煤中的机械水析出，以后是结晶水析出，随着煤块位置下降，煤块温度不断上升，煤块进行着复杂的热分解，析出不同馏分的挥发份，直到900℃以上差不多终止。残留的部分为固定碳 及灰份，与外部鼓入的水蒸汽与空气组成的气化剂反应，生成H 2、CO 2 、CO、CH 4 、N 2 等 气化反应产物，同时放出大量的热，除了满足吸热反应外，均表现为气体的闲热带入上部，残留的灰份由出灰机排出。 气化段上升的热煤气，在干馏段充分热交换以后，由炉顶出口引出，称为上段煤气。温度约80-120℃，约占煤气产量的40%。气化段生成的煤气除了一部分作为载热气流上升进入干馏段外，另一部分从炉内中心管砖壁及中心收集管引出，称为下段煤气，温度约400-600℃，约占煤气产量的60%。
要紧结构及工作原理： 电捕焦油器又称静电除尘器，要紧由筒体、电晕极、沉淀极、分气隔板、绝缘子箱
合成氨工艺流程标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。 半水煤气由气柜进入电除尘器，除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，加压到~，送入脱硫塔，用溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢，随后，气体经饱和塔进入热交换器，加热升温后进入一氧化碳变换炉，用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。变换后的气体，返回热交换器进行降温，并经热水塔的进一步降温后，进入变换器脱硫塔，以除去变换时产生的硫化氢。然后，气体进入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段，升压到压缩机~后，依次进入铜洗塔和碱洗塔，使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20（ppm）以下，以满足合成氨的要求。 净化后的原料气进入压缩机的最后一段，升压到~MPa进入滤油器，在此与循环压缩机来的循环气混合，经除油后，进入冷凝塔和氨冷器的管内，再进入冷凝塔的下部，分离出液氨。分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间，与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。在高温高压并有催化剂存在的条件下，将氮氢气合成氨。出合成塔的气体中，约含氨10~20%，经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后，其气体进入循环压缩机循环使用。分离出的液氨进入液氨贮槽。 原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气 即造气。将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。 固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成，为了调节氢氮比，在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气，这个过程通常称为吹风回收。 吹风阶段：空气从煤气炉的底部吹入，使燃料燃烧，热量贮存于燃料中，为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。上吹制气阶段：从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽，和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。 下吹制气阶段：将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入，生成的半水煤气由炉底引出。二次上吹制气阶段：水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层，将炉底残留的半水煤气排净，为下一步送入空气创造安全条件。 空气吹净阶段：从炉底部吹入空气，所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源，并将残留的半水煤气加以回收。 以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程，然后重新转入吹风阶段，进入下一个循环。原料气的净化：除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质，将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗（脱除二氧化碳）、铜洗（脱除一氧化碳）、碱洗（脱除残余二氧化碳）等几个工段构成，主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。 脱硫：原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀，而且能引起催化剂中毒，必须予以除去。脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫是用固体硫化剂，当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附，脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。一般先进行湿法脱硫，再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。湿法脱硫所用的硫化剂为溶液，当含硫气体通过脱硫剂时，硫化物被液体剂吸收，除去气体中的绝大部分硫化氢。
目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9)
第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。
1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。
第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下：
咸阳职业技术学院生化工程系毕业论文（设计） 50wt/年煤气化工艺设计 1.引言 煤是由古代植物转变而来的大分子有机化合物。我国煤炭储量丰富，分布面广，品种齐全。据中国第二次煤田预测资料，埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山—秦岭—昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t，占全国总资源量的94%；其余的广大地区仅占6%左右。其中新疆、内蒙古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的81.3%，东北三省占 1.6%，华东七省占2.8%，江南九省占1.6%。 煤气化是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤或煤焦原料，以氧气（空气或富氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性的气体的过程。气化时所得的可燃性气体称为煤气，所用的设备称为煤气发生炉。 煤气化技术开发较早，在20世纪20年代，世界上就有了常压固定层煤气发生炉。20世纪30年代至50年代，用于煤气化的加压固定床鲁奇炉、常压温克勒沸腾炉和常压气流床K-T炉先后实现了工业化，这批煤气化炉型一般称为第一代煤气化技术。第二代煤气化技术开发始于20世纪60年代，由于当时国际上石油和天然气资源开采及利用于制取合成气技术进步很快，大大降低了制造合成
气的投资和生产成本，导致世界上制取合成气的原料转向了天然气和石油为主，使煤气化新技术开发的进程受阻，20世纪70年代全球出现石油危机后，又促进了煤气化新技术开发工作的进程，到20世纪80年代，开发的煤气化新技术，有的实现了工业化，有的完成了示范厂的试验，具有代表性的炉型有德士古加压水煤浆气化炉、熔渣鲁奇炉、高温温克勒炉（ETIW）及干粉煤加压气化炉等。 近年来国外煤气化技术的开发和发展，有倾向于以煤粉和水煤浆为原料、以高温高压操作的气流床和流化床炉型为主的趋势。 2.煤气化过程 2.1煤气化的定义 煤与氧气或（富氧空气）发生不完全燃烧反应，生成一氧化碳和氢气的过程称为煤气化。煤气化按气化剂可分为水蒸气气化、空气（富氧空气）气化、空气—水蒸气气化和氢气气化；按操作压力分为：常压气化和加压气化。由于加压气化具有生产强度高，对燃气输配和后续化学加工具有明显的经济性等优点。所以近代气化技术十分注重加压气化技术的开发。目前，将气化压力在P＞2MPa 情况下的气化，统称为加压气化技术；按残渣排出形式可分为固态排渣和液态排渣。气化残渣以固体形态排出气化炉外的称固态排渣。气化残渣以液态方式排出经急冷后变成熔渣排出气化炉外的称液态排渣；按加热方式、原料粒度、汽化程度等还有多种分类方法。常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有固定床气化、流化床气化、气流床气化和熔浴床床气化。 2.2 主要反应 煤的气化包括煤的热解和煤的气化反应两部分。煤在加热时会发生一系列的物理变化和化学变化。气化炉中的气化反应，是一个十分复杂的体系，这里所讨论的气化反应主要是指煤中的碳与气化剂中的氧气、水蒸汽和氢气的反应，也包括碳与反应产物之间进行的反应。 习惯上将气化反应分为三种类型：碳—氧之间的反应、水蒸汽分解反应和甲烷生产反应。 2.2.1碳—氧间的反应 碳与氧之间的反应有： C+O2=CO2（1）
两段式煤气发生炉与单段式煤气发生炉应用特点详解工业煤气分为高炉煤气、水煤气、半水煤气、发生炉煤气、焦炉煤气等。发生炉煤气的生产装置又分为两段式煤气发生炉与单段式煤气发生炉，两种煤气发生炉的原理都是以块状煤为原料，用蒸汽与空气的混合气体作气化剂，生产以CO和H2为主要可燃成分的发生炉煤气。 一、两段式煤气发生炉 两段式煤气发生炉产生的煤气分为上段煤气和下段煤气。上段煤气先进入一级电捕焦油器脱除重质焦油及灰尘，其工作温度在80~150℃，再进入间冷器，在间冷器内煤气冷却至35~45℃左右。下段煤气经旋风除尘器除尘，继而进入余热换热器，煤气温度降至200~230℃，再进入风冷器冷却，温度降至65~80℃，通过间冷器冷却至35~45℃。被间冷器冷却后的上、下段煤气进入二级电捕焦油器脱油、除尘，通过煤气加压机输送到用户。 两段式煤气发生炉流程示意图 应用特点： 1、双段煤气发生炉生产煤气，气化效率高、热效率高、生产运行成本较低、自动化程度高、劳动强度低、操
作环境良好。煤气杂质含量少、发热值高而且产气量稳定。 2、下段煤气出口设旋风除尘器和余热换热器，使下段煤气先经除尘后再进余热换热器，煤气温度降到230℃左右，使煤气显热得到了充分回收利用，同时又副产0.294KPa的蒸汽，蒸汽可作为煤气炉探火汽封用或电捕焦油器绝缘子箱保温及焦油管道伴热用。 3、采用风冷间冷工艺，对煤气进行降温处理，避免了煤气与水直接接触产生的大量洗涤污水。 二、单段式煤气发生炉 单段式煤气发生炉料层较薄，只有气化段，没有明显的敢留短，煤炭在煤气炉进行气化反应，生成的煤气经除尘、冷却、脱硫等工艺处理，经过处理后的洁净煤气经加压输送系统供给客户。 单段式煤气发生炉流程示意图 应用优点： 1、建设投资少。主要体现在单段式煤气发生炉设备投资和土建投资较少等方面。 2、建设周期短。单段式煤气发生炉热煤气站无论是设备制造周期、设备安装调试周期还是厂房基础建设周期都要比其他炉型要缩短许多。 应用缺点： 1、煤气携灰较多，从而造成资源浪费，并造成煤气管道堵塞。 2、产生的焦油质量较差。单段式煤气发生炉干馏产生黏度较高、流动性较差的高温裂解焦油，这部分焦油不易处理和利用，而且，很容易和煤气携出的煤粉胶粘在一起，堵塞煤气管道。 3、煤气输送距离短。煤气中的焦油和煤粉在煤气管道中沉积，经常会堵塞管道，致使煤气输送阻力假发，煤气输送距离收到限制。 三、对比分析
郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目温度控制器 学生姓名 专业班级 学号 院（系）信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年12月31日
郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业 14级通信工程班级 2班学号姓名 一、设计题目温度控制器 二、设计任务与要求 1、当温度低于设定温度时，两个加热丝同时通电加热，指示灯发光； 2、当水温高于设定温度时，两根加热丝都不通电，指示灯熄灭； 3、根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，并写出详细的设计过程； 4、利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单； 5、安装调试并按规定格式写出课程设计报告书. 三、参考文献 [1]吴友宇.模拟电子技术基础[M]. 清华大学出版社,2009.52~55. [2]孙梅生.电子技术基础课程设计[M]. 高等教育出版社,2005.25~28. [3]徐国华.电子技能实训教程[M]. 北京航空航天大学出版社,2006.13 ~15. [4]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2008.22~25. [5]翟玉文等.电子设计与实践[M].北京:北京中国电力出版社,2005.11~13. [6]万嘉若,林康运.电子线路基础[M]. 高等教育出版社,2006.27 ~29. 四、设计时间 2015 年12月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名： 年月日
本设计是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、使用寿命长、具有一定的实用性等优点的温度控制电路。本文设计了一种温度控制器电路，该系统采用模拟技术进行温度的采集与控制。主要由电源模块，温度采集模块，继电器模块组成。 现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进，很多传统的东西都被成本更低、功能更多、使用更方便的电子产品所替代，本课程设计是一个以温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统，用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。但系统预留了足够的扩展空间，并提供了简单的扩展方式供参考，实际使用中可根据需要改成多路转换，既可以增加湿度等测控对象，也能减少外界因素对系统的干扰。 首先温度传感器把温度信号转换为电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路，让电位器来改变温度范围的取值，最后信号送入比较器电路，通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定是否加热。 关键词：温度传感器比较器继电器
前言 我们国家是一个能源消耗大国，单位GDP能源成本是发达国家的十几倍。人均能源占有量却十分有限。随着国民经济的快速发展，我国的能源结构正面临着严峻的挑战。原油供求矛盾已十分突出，价格脱缰上扬。影响了耗能品的竞争力，寻求一种价格低廉，供应充足的新型环保替代能源是众多燃油企业的当务之急。 煤炭是我国的第一能源品种，储量相当丰富，每年都大量出口国外，价格与燃油比要稳定的多，国家发改委明文要求推广煤代油技术。煤炭直接利用存在着效率低、污染重、不易传输等缺点，应用领域受到了很大制约。煤转油和煤转气是开发煤炭用途的基本方向。煤转油处于研发中试阶段，尚不实用，煤转气是一种十分成熟的技术，已有几十年的使用历史，被广泛应用于化工、建材、冶金等行业。 煤气发生炉是一种把煤转换成燃气的热工设备，目前市场上存在着多种形式的发生炉，但根据气化的过程原理可分为单段与双段两种结构形式。单段炉结构比较简单，投资也比较省。但其最大的缺点是用水直接冷却洗涤煤气，造成了严重的水体污染，同时自动化程度也比较低，越来越不适合现代化工业生产的要求，逐渐被节能环保、自动化程度高的两段炉所替代。吉尼斯陶瓷发展有限公司现租用南昌灯泡厂一座一段式煤气发生炉。根据中华人民共和国国家发展和改革委员会《产业结构调整指导目录(2005年本)》第40号令，一段式固定煤气发生炉属于限制类，将被淘汰。因此，公司决定投资300万在公司内新建两段式煤气发生炉作为辊道干燥窑和烧成窑供应燃料。两段式煤气发生炉是我国八十年代发展起来的一种新型的煤气生产设备。该设备集焦化、气化于一身，所产煤气质量好、热值高。特别适用于需高热值煤气的工业窑炉如陶瓷业的辊动窑、玻璃业的池窑以及其它加热炉等，也适合用作小型民用的城市煤气。另外，该设备具有热效率高，煤气成本低；煤气生产过程中因采用先进的工艺，无二次污染，能达到国家环保要求。 根据《中华人民共和国环境保护法》、《建设项目环境保护管理条例》和《江西省建设项目环境保护条例》的有关规定，南昌吉尼斯陶瓷发展有限公司委托南昌大学环境工程研究所对两段式煤气发生炉项目进行环境影响评价工作。
目录 1.原理电路的设计 (11) 1.1总体方案设计 (11) 1.1.1简单原理叙述 (11) 1.1.2设计方案选择 (11) 1.2单元电路的设计 (33) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (33) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (44) 1.2.3电压表征温度单元 (55) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (66) 1.2.5驱动单元——继电器 (88) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (99) 1.3完整电路图 (1010) 2.仿真结果分析 (1111) 3 实物展示 (1313) 3.1 实物焊接效果图 (1313) 3.2 实物性能测试数据 (1414) 3.2.1制冷测试 (1414) 3.2.2制热测试 (1818) 3.3.3性能测试数据分析 (2020) 4总结、收获与体会 (2121) 附录一元件清单 (2222) 附录二参考文献. (2323)
摘要 本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339 N为电路系统的主要组成元件，扩展适当的接口电路，制作一个温度控制系统，通过室温的变化和改变设定的温度，来改变电压传感器上两个输入端电压的大小，通过三极管开关电路控制继电器的通断，来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作，从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料，撰写论文的方法，并提交课程设计报告和实验成品。 关键词：温度；测量；控制。
Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741，NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control
1 概述 评价目的 为贯彻“安全第一，预防为主”的方针，加强对危险化学品的管理，保证生产装置在劳动安全卫生方面符合国家的有关法律、法规、标准和规定，确保企业生产运行安全。 找出该单位煤气站装置中存在的主要危险、有害因素及其产生危险、危害后果的主要条件。找出煤气站存在的主要安全隐患，提出消除、预防或降低装置危险性、提高装置安全运行等级的安全对策与措施，为装置的生产运行以及日常管理提供依据，并为上级主管部门实行安全监察管理提供依据。 评价依据 国家、地方有关法规、文件 1）《中华人民共和国安全生产法》[中华人民共和国主席令（2002）第70号]； 2）《危险化学品安全管理条例》[中华人民共和国国务院令（2002）第344号]； 3）《中华人民共和国消防法》（中华人民共和国主席令第4号）；4）《压力容器安全技术监察规程》[劳锅字8号（1990）]； 5）《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》[原劳动部（1996）3号令]； 6）《关于建设项目（工程）劳动安全卫生综合评价有关问题的通知》
[山东省安全生产监督管理局鲁安监发（2002）28号]； 7）《山东省安全生产监督管理规定》（山东省人民政府令141号）；8）《××市消防管理条例》； 9）××市人民政府办公厅关于开展工业企业煤气安全专项整治活动的通知[淄政办发电(2004)19号]； 10）《关于印发〈安全评价通则〉的通知》[安监管规划字（2003）37号]。 本项目有关技术文件、资料 1）《××峰霞陶瓷有限公司专项安全评价技术服务合同书》； 2）××峰霞陶瓷有限公司煤气站项目其他有关技术资料。 评价标准、规范、规程 1）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，2001修订版）； 2)《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）； 3）《发生炉煤气站设计规范》（GB50195-94）； 4）《工业企业煤气安全规程》（GB6222-86）； 5）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）； 6）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94，2000版）； 7）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）；8）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）； 9）《噪声作业分级》（LD80-1995）； 10）《有毒作业分级》（GB12331-90）； 11）《职业性接触有毒物程度分级》（GB5044-85）；
摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could
AHF生产工艺流程示意图和工艺说明 干燥的萤石粉经螺旋机进入斗式提升机、卸入萤石粉储仓，再由储仓定时加入萤石计量斗，经电子秤，变频调节螺旋输送机将萤石粉定量送入反应器。 来自硫酸储槽的98%硫酸经电磁流量计、调节阀调节流量送至H2SO4吸收塔吸收尾气中的HF，而后进入洗涤塔洗涤反应气体夹带的粉尘及其夹带的重组分，然后进入混酸槽。发烟硫酸经电磁流量计、调节阀调节流量与98%硫酸配比计量后一并送至混酸槽。在混酸槽中经过混合，使SO3与98%硫酸中的水分及副反应水分充分反应，达到进料酸中水含量为零，而后进入反应器。进入反应器的萤石和硫酸严格控制配比，在加热的条件下氟化钙和硫酸进行反应。反应所需热量由通过转炉夹套的烟道气提供。烟道气来自燃烧炉由煤气燃烧产生。煤气发生炉产生的煤气经管道输送至燃烧炉。离开回转反应炉夹套的烟道气经烟道气循环风机大部分循环回燃烧炉，少量烟道气经烟囱排空。反应系统为微负压操作，炉渣干法处理。 反应生成的粗氟化氢气体，首先进入洗涤塔除去水分、硫酸和粉尘。洗涤塔出来的气体经粗冷器将其大部分水分、硫酸冷凝回洗涤塔。粗冷后的气体经HF水冷、一级冷凝器和二级冷凝器将大部分HF 冷凝，冷凝液流入粗氟化氢中间储槽；未凝气为SO2、CO2、SiF4、惰性气体及少量HF进入H2SO4吸收塔，用硫酸吸收大部分HF后进入尾气处理系统。粗HF凝液自粗HF中间储槽定量进入精馏塔，塔底为重组分物料，返回洗涤酸循环系统，塔顶HF经冷凝后进入脱气塔，从脱气塔底部得到无水氟化氢经成品冷却器冷却后进入AHF检验槽，分
析合格后进入AHF 储槽，后送至充装工序灌装槽车或钢瓶出售。从脱气塔顶排出的低沸物和部分未凝HF 气一起进入H 2SO 4吸收塔，在此大部分HF 被硫酸吸收。工艺尾气经水洗、碱洗后，除去尾气中的SiF 4及微量HF ，生成氟硅酸，废气经洗涤处理后达标排放。生产装置采用DCS 集散控制系统。 其化学反应过程如下： CaF 2＋H 2SO 4?→? 2HF ↑＋CaSO 4 (1) SiO 2＋4HF ?→? SiF 4＋2H 2O (2) SiF 4＋2HF ?→ ?H 2SiF 6 (3) CaCO 3＋H 2SO 4 ?→ ?CaSO 4＋H 2O ＋CO 2 (4) ·生产采取的工艺技术主要包括7个生产装置 萤石干燥单元 萤石给料计量单元 酸给料计量单元 反应单元 精制单元 尾气回收单元 石膏处理单元 附：生产工艺流程示意图 ↓ ↓
温度控制系统设计方案 １引言 温度是工业过程控制中主要的被控参数之一，在冶金、化工、建材、食品、石油等工业中，工艺过程所要求的温度的控制效果直接影响着产品的质量。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同，随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。越来越显示出其优越性。 随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。在工业生产中，如用于热处理的加热炉、用于融化金属的坩锅电阻炉等，都用到了电阻加热的原理。 鉴于单片机技术应用的广泛性和优越性，温度控制的重要性，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本文就是根据这一思想来展开的。 1.1 系统设计的目的和任务 1.1.1 系统设计的目的 通过本次毕业设计,主要想达到以下目的： 1. 增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解。 2. 掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口等。 3. 了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后工作中设计和实现单片机应用系统打下基础。 4. 熟悉闭环控制系统的组成原理及单片机ＰＩＤ算法的实现方法。 1.1.2 系统设计的任务 1．查阅资料，弄清楚所要解决的问题的思路，确定设计方案。 2．系统硬件电路设计。 3．系统相关软件设计。 4．仿真实现温度参数设定、转换、显示等功能。 5．依据对象模型设计控制器参数， 6．系统调试与分析；并依据调试结果予以完善。 1.2毕业设计论文安排 1.论证系统设计方案，设计系统原理图。
http: 两段式煤气发生炉产气原理 两段式煤气发生炉分上段和下段煤气出口,首先煤从炉顶煤仓经两组下煤阀进入炉内,煤在干馏段经过充分的干燥和干馏,逐渐形成半焦,进入气化段,炽热的半焦在气化段与炉底鼓入的气化剂充分反应,经过炉内还原层、氧化层进行汽化,由炉栅驱动从灰盆自动排出灰渣,煤在干馏的过程中,将挥发分析出生成上段干馏煤气,约占总煤气量的40%,其热值较高(7400KJ/NM),温度较底(120℃),并含有大量的焦油.这种焦油为低温干馏产物,其流动性较好,可采用静电除尘器捕集起来,作为化工原料和燃料.在气化段,炽热的半焦和汽化剂经过氧化、还原等一系列化学反应生成的煤气,称为下段煤气，约占总煤气量的60%,其热值相对较低 (6000KJ/NM),温度较高(450℃)，因煤在干馏段低温干馏时间充足,进入气化段的煤已变成半焦,因而生成的煤气基本不含焦油.底部煤气经旋风除尘器、风冷器等设备进行除尘降温进入间冷器，与上段煤气汇合进入电捕轻油器得到进一步净化，保证了净化煤气的质量，满足了用户生产的需要。 （风冷）两段式煤气发生炉是由干馏段和气化段组成的煤气化设备。它以40-60mm的烟煤为原料，在煤气炉上段中进行干馏，干馏生成的半焦进入两段炉的下段进行气化反应，煤的干馏和氧化集中在同一气化炉内完成，对生成的干馏煤气和氧化煤气经优化配置的后处理设备分别进行除尘、除油、冷却、脱硫等工艺处理。经过处理后的洁净煤气经加压输送系统供给工业窑炉作为燃料使用。根据不同窑炉对煤气质量的要求分别有两段式热脱焦油煤气、两段式冷净式煤气工艺。整个系统包括煤提升系统、供煤系统、供风系统、轻焦油捕集及回收系统、酚水处理及酚水焚烧系统、自动控制系统、煤气贮存及加压输出系统。 本公司两段炉系英国FWH公司在几十年的实验基础上设计出来，并经工业性应用后多次改进定型的一种先进煤制气设备，其显著特点如下： （1）底部煤气由36个耐火通道提取，并有6个底部煤气调节阀来调节整个炉膛面的燃烧平衡。 （2）底部煤气另设一路中心管提取，其作用为：
6.4实施—制作过程 6.4.1硬件设计 温度测量采用最新的单线数字温度传感器DS18B20，DS18B20是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75ms 和750ms 内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而，使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。 降温控制系统采用低压直流电风扇。当温度高于设定最高限温度时，启动风扇降温，当温度降到指定最高限温度以下后，风扇自动停止运转。 温控系统的温度显示和温度的设定直接采用综合实训板上的显示和键盘。当环境温度低于设定的最低限温度值时，也采用综合实训板上的蜂鸣器进行报警。用0#、1#键作为温度最高限、最低限的设定功能键；2#、3#键作为温度值设定的增加和减小功能键。 0#键：作为最高限温度的设定功能键。按一次进入最高限温度设定状态，选择最高限温度值后，再按一次确认设定完成。 1#键：作为最低限温度的设定功能键。按一次进入最低限温度设定状态，选择最低限温度值后，再按一次确认设定完成。 2#键：＋1功能键，每按一次将温度值加1，范围为1～99℃。 3#键：－1功能键，每按一次将温度值减1，范围为99～1℃。 6.4.2软件设计 (1)温控系统采用模块化程序结构，可以分成以下程序模块： ①系统初始化程序：首先完成变量的设定、中断入口的设定、堆栈、输入输出口及外部部件的初始化工作。 ②主程序MAIN ：完成键盘扫描、温度值采集及转换、温度值的显示。当温度值高于设定最高限时，驱动风扇工作；当温度值低于设定最低限时，驱动蜂鸣器报警。 ③键盘扫描程序KEYSCAN ：完成键盘的扫描并根据确定的键值执行相应的功能，主要完成最高温度、最低温度的设定。 ④温度采集程序GET_TEMPER ：完成DS18B20的初始化并发出温度转换命令，经过指定时间后读取转换的温度值。 根据DS18B20的通信协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM 指令，最后发送RAM 指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求CPU 将数据线下拉500μs ，然后释放。DS18B20收到信号后等待16～60μs EA/VP 31X119X218R ESET 9R D 17WR 16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN 29ALE/P 30TXD 11R XD 10U18051AD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315PA3 24AD416PA425AD517PA5 26AD618PA627AD719PA7 28PB 029C E 8PB 1 30R D 9PB 231WR 10PB 3 32IO/M 7PB 433ALE 11PB 534PB 635PB 736TMR OUT 6PC 037PC 138TMR IN 3PC 2 39PC 31PC 42R ESET 4PC 55U28155B ELL 1 2 3A 74ALS02+5V 12M 20p 20p +5V G N D 1 D Q 2 V c c 3DS18B 20 +5V 4.7 k +5V 8550D24004+5V A - ++5V a b c d e f g h p LED1LED2+5V 012345PC 0PC 1PC 2PA0PA1 PB 0PB 7图2.2.1温控系统硬件接线原理图
双段煤气煤说明书 1. 煤气发生炉的简介 D3.0两段煤气发生炉是带有干馏段连续鼓风的煤气发生炉,采用液压程控自动加煤机,煤气发生炉有上下两个出口,煤从给料装置进入干馏 段,逐级到由下段上来的煤气直接接触和经隔墙间接接触加热而均匀干 馏,干馏出来的煤气和轻质焦油随下段上来的煤气合在一起从上段顶煤 气出口出炉,经过干馏的煤落入下段时已是焦炭或半焦,气化后的煤气如 上所述除一部分进入上段外,大部分经中间隔墙和环状隔墙由底煤气出 口出炉,这部分煤气不带焦油,上下段煤气的比例视用户需要可在1/3;2/3 左右调节,与普通煤气发生炉相比,煤气发热量约高420~630千焦/标立方 米(100~150千卡/标立方米)上段顶煤气所含焦油基本为低温焦油,带灰尘 少,流动性好,易于清除,下段底煤气中不含焦油。 采用两段煤气发生炉,如用作清洗煤气（冷煤气），水处理较为简单，且有两种不同发热量的煤气供选用，不需要两种发热量时经过清洗 系统后仍可合并供用户，如为热煤气，轻质焦油不易在管道内沉积，煤 气输送距离远，可减少繁重的管道清理工作。 两段煤气发生炉适用于机械，冶金，建材，轻工等业。 ２．规格和性能 2.1主要技术规格 炉膛内径 3.0m 炉膛断面积 7.07㎡ 水套受热面积 16.5㎡ 水套压力 0.07Mpa 干馏段高度 5.75m
速 0.15—1.5r/h（无级变速） 发生炉总重 108t 其中耐火砖 59t 操作荷重 150t 2.2操作性能指标 选用燃料 不粘结煤，弱粘结煤，长焰煤，部分褐煤，自由膨胀指数＜2.0，罗加指数＜2.0 使用燃料粒度 20—40mm，25—50mm，30—60mm 燃料消耗量 2000-2670Kg/h 煤气产量（按煤的吕种而定） 顶煤气 7400--7800 Kj/N㎡ 底煤气 5500--6000 Kj/N㎡ 混合 6450—6900Kj/N㎡ 煤气出口温度：顶煤气 100--150℃ 底煤气 500--600℃ 煤气出口压力：顶煤气 1.47Kpa 底煤气 1.47Kpa 炉底最大鼓风压力 6.0Kpa 探火孔汽封压力 0.294Mpa 水套蒸汽压力 550Kg/h