生物柴油连续型生产装置的关键技术的研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong459
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由于石油资源逐渐枯竭导致石油价格的日益飚升,以及石化燃料的燃烧引起的环境污染问题,世界各国正积极研究和生产石油资源的替代品,生物柴油即是未来替代能源的重要组成部分。世界各国的能源战略中,都把生物柴油作为解决后石油时代的一种新能源。因此,生物柴油的研究和应用备受世界各国关注。   相对于石化柴油而言,生物柴油的高成本是影响其产业化进程的一大原因。因此生物柴油原料油的产出率和纯度是生物柴油商业化的重要制约因素。已有的工艺方法效率低,成本高,操作繁琐,因此连续型生产设备反应分离一体化是必然趋势。   我国生物柴油产业起步较晚,但发展迅速。湖北是4个能源自给度最低的省市之一,发展生物柴油产业对缓解武汉市乃至湖北省的能源消费压力具有很重要的现实意义。   综上,研究生物柴油连续型生产装置的关键技术对建设环境友好型社会,响应国家的可持续发展政策有着重要的意义。针对这一现状,提出对生物柴油连续型生产装置的关键技术进行研究与设计的课题。   本文详细地介绍了生物柴油连续型生产装置的关键技术的设计与实现过程,主要章节及其内容简述如下:   第一章,介绍了本文的课题来源、研究意义、现状及趋势和研究目标,给出了生物柴油连续型生产装置的特点,阐述了国内外生物柴油生产的研究现状以及发展趋势,最后列出了本文的主要研究内容。   第二章,介绍了生物柴油连续型生产装置的总体设计。首先,简述了生物柴油生产的工作过程,并介绍了该连续型生产装置的功能和性能要求。然后,对所要研究的装置的关键技术进行了划分,并针对每一项关键技术的设计进行总体的原理性的介绍。最后,介绍了该生物柴油连续型生产装置的总体结构设计,讲解了装置的工作流程。   第三章,详尽地阐述了生物柴油连续型生产装置硬件部分的主要设计。首先,介绍了主控制器STM32F103VCT6的特性与优势,以及主控制电路板的功能框图。然后,对所采用的液晶模块进行介绍,主要包括其技术参数和工作原理,以及在液晶显示器上进行画面编辑的方法。最后,从温度检测及控制的硬件设计、分界液面的检测及控制的硬件设计和流量检测及控制的硬件设计三个方面,重点描述了生物柴油连续型生产装置关键技术硬件框图与电路设计。   第四章,详尽地阐述了生物柴油连续型生产装置软件部分的主要设计。首先,绘制了整个装置控制过程的流程图。然后,介绍了装置的系统软件设计,主要包括了时钟配置、I/O配置、外部中断配置、定时器配置、ADC配置和看门狗配置。最后,详细地阐述了装置应用软件的设计,应用软件是从温度检测及控制的软件设计、液体分界液面的检测及控制和流量检测及控制的软件设计这三个方面来讲解,介绍了各关键技术对应的具体应用软件的设计以及控制算法的原理和结合本设计的具体应用。   第五章,介绍了本课题中所涉及到的一些抗干扰措施,其中分别从硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术这两个方面进行阐述。   第六章,对生物柴油连续型生产装置的关键技术的研究过程进行了总结,指出了研究过程中存在的不足,并提出了对未来研究方向的展望。   本论文针对生物柴油连续型生产装置的关键技术进行研究,通过理论分析和实验研究,最终使生物柴油连续型生产的关键技术达到了预期。本文的创新点在于:第一,针对生物柴油连续型生产的特点,设计主产物和副产物的分界液面检测,使得主副产物的分界面被控制在一定范围内,提高了主副产物采集的准确性与连续稳定性。第二,控制和工艺紧密联系。主要体现在主反应罐上,为了使其更好地反应和得到更精准的控制,对工艺多次改进。温度控制部分还设计了水浴层,以得到稳定性更好的反应温度。
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