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摘 要

火电厂的烟气连续监测系统（CEMS）一直存在的问题是烟气中含有大量的气体尘埃，腐蚀性和潮湿的气体。烟气中总是含有明显的SO₂、SO₃和NO₂等酸性气体，由于氨气为碱性气体且不可避免的投入过量，它们便会自然发生气溶胶反应。除了气溶胶，铵盐也会在管道中形成结晶，它们都会影响传感器的工作，使得监测分析出现误差。氨气和其他气体反应生成的铵盐会在烟道及管线内形成结晶，如果结晶在冷凝器中会堵塞管线，降低CEMS冷凝器的冷凝效率，给系统安全方面留下隐患。针对这个问题，本课题设计了一种样气除氨系统，它采用固体除氨介质去除样气中的氨气，不会产生危险性的废液。设有三个独立除氨筒可以切换，处理后样气中的氨浓度可低于2PPM。氨气浓度降低，铵盐的量大大减少，避免了铵盐晶体吸收低浓度的S0 2（lt;35mg /m³），解决了铵盐晶体阻塞CEMS管道和冷凝器的问题，从而确保了分析仪在 CEMS系统末端的正常使用，确保了仪器在低S0 ₂环境下的稳定性和准确性，同时保证其较高的响应速度。

关键词：氨气、PLC、样气、除氨

Design and Implementation of Sample Gas Ammonia Removal System

Abstract

The most frustrating thing about the continuous emission monitoring system (CEMS) of thermal power plants is that the flue gas contains a lot of gas dust, corrosive and humid gas. Because ammonia gas is inevitably excessive and alkaline gas, and the flue gas always contains obvious acid gases such as SO2, SO3 and NO2, they will naturally occur aerosol reactions. The occurrence of aerosol in CEMS, or condensed ammonium salt crystals, will lead to errors in monitoring and analysis results. In addition, the ammonium salt crystals will block the sampling line, reduce the condensation efficiency of the CEMS condenser, and cause many problems with CEMS. This subject has designed a sample gas ammonia removal system, which uses solid ammonia removal media to remove ammonia in the sample gas without hazardous waste liquid. Three independent ammonia removal cylinders are automatically switched, and the ammonia concentration in the sample gas after treatment can be lower than 2PPM. Avoid the low concentration S0₂ (lt;35mg / m³) from being absorbed by the ammonium salt crystal formed by ammonia gas, and solve the blockage caused by the ammonium salt crystal to the CEMS pipeline and condenser, so as to ensure that the CEMS system tail end analyzer is in high humidity and low The stability and accuracy of the test under the S0₂ range guarantee a high test response speed.

Key Word: Sample gas; PLC; Ammon；Absorption

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 样气除氨国内外研究现状 1

1.1.1国外研究现状 2

1.1.2国内研究现状 2

1.2 核心技术 2

1.2.1气态污染物检测技术 2

1.2.2远程云平台监测技术 3

1.3 课题来源与研究的意义 3

1.4 目前面临的问题 4

1.4.1 标准不统一 4

1.4.2 维护开销大 4

1.4.3 检测装置寿命短 4

1.5 本文主要研究内容 4

第二章 系统整体设计方案 6

2.1 系统总体需求分析 6

2.2系统方案设计 6

2.3 系统子模块介绍 8

2.3.1温度采集模块 8

2.3.2 温度控制模块 8

2.3.3除氨桶切换模块 9

2.3.4人机交互界面 9

第三章 系统硬件设计 10

3.1 引言 10

3.2 电气控制系统设计步骤及原则 10

3.3 系统配置及选型 11

3.3.1 PLC选型 11

3.3.2 传感器选型 12

3.3.3 气体传感器 13

3.3.4 三路电磁阀 14

3.3.5 固态继电器 16

3.3.6除氨桶 17

3.4 硬件接线图 19

第四章 系统软件部分设计 20

4.1 PLC软件设计 20

4.1.1 引言 20

4.1.2程序开发环境 20

4.1.3 项目创建及硬件组态 20

4.1.4 各子模块设计实现 21

4.2 HMI界面设计 26

第五章 总结与展望 28

5.1 全文总结 28

5.2 系统评价 29

5.3 展望 29

参考文献 30

绪论

样气除氨国内外研究现状

1.1.1国外研究现状

火力发电厂是二氧化硫排放的主要来源，自1970年开始，一些发达国家就为监测烟气中排放的污染物，例如二氧化硫，氮氧化物等做了大量的研究。 烟尘分析是发电厂烟气排放的最重要过程之一，也是火力发电厂的主要指标。 为了监测烟气排放污染物，连续烟气监测系统（简称CEMS）——一种用于连续监测烟气排放污染物的在线监测系统，被广泛用于工业系统中。在信息化程度越来越高的今天，CEMS系统和云平台技术结合起来，云平台远程监控技术已经在国内外的工业制造领域普遍使用， 2013年德国率先提出工业4.0，旨在利用信息化技术促进工业变革。

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