基于单片机在合成气脱硫回收控制系统的设计

论文总字数：16419字

摘 要

本论文阐述了合成气脱硫工艺的控制装置设计过程，以STM32F103单片机为主体的温度控制系统。设定温度可以在工艺的范围内方便选择。采用PT100作为温度传感器。控制系统基本达到控制要求的温度精度。采用LCD屏幕温度显示。并利用蜂鸣器装置作为本系统的报警模块，从而实现有效的安全生产、预防保护的目的。设计中通过Protel绘图软件进行了硬件电路设计与制作。通过 Keil 编程软件编写了STM32F103单片机的程序并完成软件调试。在仿真试验下成功验证该系统符合人机交互设计的基本要求。在优化回收硫物质方面温度控制环节进行了一定的尝试，且温度控制系统比较稳定可靠。

关键词：脱硫剂、硫容、STM32F103、温度控制、回收

Design of Synthetic Gas Desulfurization Recovery Device System based on Single Chip Microcomputer

Abstract

This paper describes the design process of the control device for the synthesis gas desulfurization process, and the temperature control system based on STM32F103 microcontroller. The set temperature can be easily selected within the scope of the process. The PT100 is used as a temperature sensor. The control system basically meets the temperature accuracy required by the control. Use LCD screen temperature display. The buzzer device is used as the alarm module of the system to achieve effective safety production and preventive protection.In the design, the hardware circuit design and production were carried out through Protel drawing software.The program of STM32F103 MCU was written by Keil programming software and the software debugging was completed. Simulation tests confirmed that the system meets the basic requirements of human-computer interaction design.Some attempts have been made in the temperature control of optimizing the recovery of sulfur. The control system of temperature is relatively stable and reliable.

Keywords: Desulfurizer； Zinc oxide； STM32F103；Temperature Control； Recovery；

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 选题意义 1

第二章 脱硫工艺介绍与工艺要求 2

2.1 脱硫工艺介绍 2

2.2 脱硫工艺要求 2

第三章 系统设计要求和框架 4

3.1总设计要求方案 4

3.2 硬件设计 4

3.2.1 温度采集模块 4

3.2.2 液晶显示模块 5

3.2.3 按键输入模块 6

3.2.4 报警及功率驱动模块 7

3.2.5 单片机的硬件选择 8

3.3 软件设计 9

3.3.1 绘图软件的安装 9

3.3.2 编程软件的安装 11

3.3.2 软件的设计与编程 12

第四章 控制系统的调试 17

4.1 硬件的调试 17

4.1.1 硬件的组装与接线 17

4.1.2 硬件调试 17

4.2 软件的调试 18

4.2.1 温度控制程序软件的运行与调试 18

4.2.2 调试中出现的问题与改正 19

第五章 结束语 20

5.1 结束语 20

致谢 21

参考文献 22

1. 绪论
   1. 选题背景

我国的污染问题日趋严重，特别在大气污染中SO₂污染成为亟待解决的重要问题，也是当前刻不容缓的科技环保课题。与此同时，我国却存在着严重的硫资源短缺问题，对外依存度达到60％。

在工业生产合成气体时，原料中如煤、渣油、烟道气等固、液、气态中均含有大量的硫化物质，如硫醚（RSR）、羰基硫（COS）、二硫化碳（CS₂）等。在制造过程中，很容易转化为H₂S与其他有机硫气态化合物会使催化剂失活，并腐蚀金属管道设备，严重影响生产效率。

在化工生产中合成气的制造过程中生产工艺中，温度与压力是影响过程最为重要的因素之一，所以如何精确控制温度的范围尤为重要。随着电子信息及自动化技术的发展，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标。

一个高效的温度控制系统，应用于以合成气生产中的脱硫并回收的工艺，不仅可以提高了制造合成气的生产效率，也可以回收大量的硫组分，很大程度上预防大气中的硫污染。

• 1. 选题意义

综上所述，国家近几年的对环保的日益重视，要求所有化工企业有严格的排放处理措施，且严禁一切气体排放造成硫污染超标。与此同时，大量工厂的合成气硫回收处理设备，有着占地大、运行成本高昂且回收效率过低的问题。

本此毕业设计以单片机为设计基础，结合传统化工工艺和自动化技术，针对上述表述的问题，实现脱硫工艺段的优化。

如何设计体积小、成本低且有助高效硫回收的温度控制系统是一项必不可缺的工作。并且在产业升级的大背景下，提高化工自动化发展方面具有尤为重要的意义。

1. 脱硫工艺介绍与工艺要求

2.1 脱硫工艺介绍

针对化工生产的实际情况以及硫化物的性质，采用以脱硫剂活性氧化锌与二氧化硅（SiO2 助剂）为主体载体的干法脱硫吸附法。氧化锌的内表面积大、硫容高且价格合理，不仅能快速脱除硫化氢，也能快速吸收除噻吩之外的有机硫。吸附后的气体硫含量可达到0.1×10^-6 或更低。故，在工艺的合理可操作性性还是成本性考虑，都是合成气精细脱硫的优选方案。

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