摘 要：文章以西門子S7-200為控制單元，結合DOP-A人機界面實現(xiàn)了尾氣芳烴的回收處理。該系統(tǒng)分自動和手動兩種運行模式，可設置各步驟的工藝參數(shù)，人性化的操作及調(diào)試功能，便于整套裝置達到最優(yōu)的回收效果。

關鍵詞：尾氣；芳烴；回收；S7-200；DOP-A

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0175-02

浙江善高化學有限公司擁有一套年產(chǎn)4萬t的雙氧水生產(chǎn)裝置，正常生產(chǎn)時氧化尾氣排放量5 500 Nm3/h。相配套的尾氣處理機組利用活性碳纖維吸附法，可回收氧化尾氣中所含的大量芳烴，回收效率可達90%以上，效果明顯。

1 工藝原理

利用微孔活性物質(zhì)對溶劑分子或分子團的吸附力，當氧化尾氣通過吸附介質(zhì)時，其中的有機溶劑被阻留下來，從而使氧化尾氣得到凈化處理。又根據(jù)分子熱運動理論，從外界給吸附體系熱能，提高了被吸附分子的熱運動能量，當分子熱運動力足以克服吸附力時，芳烴分子便從吸附體系中掙脫出來，吸附介質(zhì)得到再生。

尾氣處理機組主體由吸附塔構成。吸附塔內(nèi)裝填有一定數(shù)量活性碳纖維，利用活性炭纖維作為吸附材料，氧化尾氣經(jīng)過吸附塔時，其中的重芳烴被吸附。氧化尾氣經(jīng)處理后，芳烴含量達到國家排放標準就可排入大氣。吸附后的活性炭纖維用水蒸氣進行再生，再生蒸汽進冷凝器冷凝，溶劑和冷凝水進入分離器，利用兩者的比重差，溶劑和冷凝水得到分離，溶劑進入廢芳烴貯槽，冷凝水進入曝氣槽經(jīng)曝氣處理后排放，氣體則回到設備前重新處理。全套設備共三臺吸附單元，每臺吸附單元根據(jù)設定的時間進行吸附、脫附、等待和干燥并自動切換。

2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)使用西門子S7-200程控器，對吸附設備工作流程進行全自動程序控制，操作人員只須送電并按啟動按鈕，系統(tǒng)即自動循環(huán)工作，操作十分簡便。人機界面使用臺達DOP-A系列觸摸屏，可對工藝流程、運行狀態(tài)、各種參數(shù)和報警信息等進行顯示，還可通過觸摸屏數(shù)據(jù)設定界面對時間設定值和溫度壓力等進行設定和修改。

S7-200是西門子公司生產(chǎn)的一款小型的可編程序控制器，以其超小體積，靈活的配置，強大的內(nèi)置功能，多年來一直廣泛服務于各行各業(yè)。S7-200系列的強大功能能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。具有極高的性能/價格比。

本套裝置選用了CPU224+EM223+EM235實現(xiàn)控制功能。CPU224集成了14點輸入、10點輸出，共24個數(shù)字量I/O。它可連接7個擴展模塊，最大擴展至168點數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。CPU224有13 k字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的30 kHz高速計數(shù)器，2個獨立的20 kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。CPU224配有1個RS-485通訊/編程口，具有PPI通訊、MPI通訊和自由方式通訊能力，是具有較強控制能力的小型控制器。EM223：24VDC 8輸入、8輸出數(shù)字量擴展模塊。EM235：4路輸入和1路輸出模擬量擴展模塊。輸入端用于監(jiān)控三個吸附箱的尾氣進氣閥、上擋板閥、蒸汽進氣閥、蒸汽出氣閥、干燥進氣閥的位置信號，以及各箱體溫度和蒸汽壓力。輸出端用于控制上述各閥門開關及蒸汽調(diào)節(jié)閥的開度。

臺達DOP-A系列觸摸屏是臺達公司較為實用的人機界面，支持多款PLC的通訊。畫面編輯簡便，利用運算巨集幫助PLC處理復雜的運算功能，并配合通訊巨集指令，使用者可以自行撰寫通訊協(xié)議，透過COM Port與特定系統(tǒng)相接?？赏瑫r支持兩個通訊port，可同時連接兩臺不同或是相同通訊協(xié)議的控制器。

以S7-200為例，可通過RS232（圖1）和RS485（圖2）兩種方式進行通訊。

3 運行窗口

監(jiān)視窗口界面，如圖3所示。繪制了簡單的工藝流程圖，用戶可以通過該界面大致了解設備的工藝過程；顯示系統(tǒng)和各吸附單元運行狀態(tài)、溫度及各工況當前運行時間；同時實時顯示圖中各擋板閥、球閥的位置和電機的狀態(tài)；顯示各種壓力和濃度和以及各類泵的開泵次數(shù)。方便工作人員及時、準確、全面掌握系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

設定窗口界面，如圖4所示。該窗口為人機對話的操作界面，工作人員可以根據(jù)實際的工況需求，實時更改運行參數(shù)，以滿足實際的工作要求。

根據(jù)工藝要求，自動運行時每臺吸附單元的脫附時間、等待時間、干燥時間可通過觸摸屏來設定，一般為兩塔并聯(lián)吸附，一塔再生。蒸汽調(diào)節(jié)閥的控制有兩種：自動方式，設定蒸汽壓力數(shù)值，PLC調(diào)用PID控制模塊根據(jù)設定值自動控制閥門開度。手動方式，蒸汽調(diào)節(jié)閥控制方式為手動，用上調(diào)和下調(diào)按鈕調(diào)整開度為一個固定值。

調(diào)試窗口界面，如圖5所示。為調(diào)試和手動操作時進行人機對話的操作平臺，便于日常檢修及調(diào)試。進入“手動控制”界面，通過觸摸各控制開關，可任意控制各個閥門的開啟和關閉。當設備自動運行時，通過控制程序的聯(lián)鎖，使手動控制不起作用。

4 結 語

裝置投入運行后回收效果明顯。以正常生產(chǎn)時尾氣數(shù)據(jù)進行計算，處理前芳烴濃度1 300 mg/m3，處理后芳烴濃度50 mg/m3，一年可回收60余噸，實現(xiàn)經(jīng)濟效益40余萬元。

參考文獻：

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