[实用新型]酸再生焙烧炉残氧含量在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业生产中氧含量监测技术领域，尤其涉及一种酸再生焙烧炉残氧含量在线监测系统。

背景技术

冶金行业采用喷雾焙烧法再生盐酸的生产过程中，酸再生机组的核心设备是焙烧炉，炉内燃烧天然气和空气，产生的燃烧废气主要成分为HCL(气)、N2、H2O(气)、CO2等.

焙烧炉烧嘴室温度在1000～1200℃之间，燃烧气体由燃气和助燃空气组成，燃气和助燃空气的配比被称为空燃比，空燃比如果配比不当容易引起爆炸。因此，对焙烧炉燃烧废气中的氧气含量进行在线监测是保证酸再生机组安全生产的必要手段。

焙烧炉内燃烧废气中含氧量测量环境的特点是：(1)被测气体是高温的腐蚀性气体，对测量装置的耐高温防腐要求较高，焙烧炉顶部出口气体温度在380～400℃之间，且HCL气体具有强腐蚀性；(2)由于炉内是燃气加热，故对用电安全要求较高；(3)为保证废酸的产品质量和炉内燃气的安全燃烧，燃烧废气中含氧量需要随时监测。

现阶段酸再生机组氧气含量测量方法，主要有人工经验配比测量法、半导体激光气体分析测量法、基于氧气传感器的氧气含量测量法。人工经验配比测量法很难精确控制燃气和空气充分燃烧，空气系数如果过大，焙烧炉内反应温度不够，废酸不能完全氧化分解，生成的氧化铁粉质量不合格；空气系数过小，则造成燃烧不完全，浪费能源并容易产生燃气爆炸。半导体激光测量方法的机械连接部位不耐腐蚀及高温炉气，并需要进样气体前期处理，成本高昂；氧化锆传感器不耐腐蚀，且其工作温度高于600℃，加热气体会给机组正常运行带来安全隐患。对焙烧炉燃烧废气中的氧气含量进行在线监测不仅要做到及时、准确、可靠，同时还需考虑安全和环保因素。

发明内容

本实用新型提供了一种酸再生焙烧炉残氧含量在线监测系统，能够满足在高温腐蚀性气体环境下对含氧量进行准确、稳定测量的要求，将实现信号检测功能的电路系统与气体采样和传感单元直接连接进行检测，缩短了系统的反应时间，通过酸碱中和过滤装置实现对测量元件的保护和环保要求。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

酸再生焙烧炉残氧含量在线监测系统，包括测量系统、信号调理与数据处理系统和终端处理系统，所述测量系统由通过气体管路连接的冷凝处理装置、测量室I、去酸装置、氧传感器、测量室II和抽气泵组成；信号调理与数据处理系统由依次连接的滤波放大单元、信号输入单元、单片机和DA转换器组成；终端处理系统由相连的PLC和上位机组成；所述信号调理与数据处理系统将在测量系统中采集的多路信号进行滤波放大等信号调理，经接口模块进入单片机进行数据处理，处理后的数据经接口模块与PLC相连，并通过PLC进入上位机的相应监控变量区，实施在线氧浓度监测的终端处理。

所述氧传感器为Citytech公司的AO2型氧传感器，响应时间＜5S。

所述滤波放大单元由LM358放大器和INA128PA放大器组成，采用12V电源供电，LM358放大器负责对采样气体的压力信号、流量信号、温度信号进行2次放大，INA128PA放大器负责对氧传感器信号进行滤波放大。

所述信号输入单元为TLC2543，单片机为宏晶科技的STC89C58-RD型号单片机，单片机设有OCMJ12232C中文液晶显示模块作为显示器件，单片机与PLC之间的DAC接口模块为TLV5616的D/A转换器。

所述上位机至少为2台，分别负责监控和操作，采用德国西门子公司WINCC组态软件进行组态，上位机通过西门子CP系列通讯卡与西门子PLCS7通讯；PLC通过对热继电器、断路器、接触器的控制实现对现场电机、仪表设备的控制，并实时传递和执行上位机发出的指令。

所述测量室I和测量室II中分别设有压力变送器、温度变送器和流量变送器，其输出信号与氧传感器输出信号均接入滤波放大单元。

所述测量室I内压力变送器耐温450℃，流量变送器耐温250℃，温度变送器耐温500℃，三个变送器材质均为金属钽；测量室II内压力变送器耐温200℃，流量变送器耐温200℃，温度变送器耐温500℃，三个变送器材质均为不锈钢。

所述冷凝处理装置由5-6m冷凝管组成，出口气体温度150-200℃。

所述去酸装置由碱性池和干燥瓶组成，通过导气管连接。

所述气体管路起始段与焙烧炉气体出口管道上的气体取样口连通，取样口公称直径＜25mm，开口方向朝上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：