一种尾气净化系统的热交换控制方法及系统、装置与流程
1.本发明涉及板材净化技术领域，具体涉及一种尾气净化系统的热交换控制方 法及系统、装置。
背景技术：
2.尾气中主要含有甲醛等有害物质，采用催化燃烧(co)工艺进行处理。从 净化仓内抽出的气体和催化后的高温气体进行热交换(一级预热)，点a、b、 c、d、e处分别设置温度传感器，此次一级预热的结果温度即b点温度传感器 的温度值影响二级预热(电加热)的功耗，所以尽可能的提高换热效率，使得b 点温度靠近理论最大值；风速与换热效率成反比，由风量计算公式l＝f*v*t可 知，在时间相同的条件下，风速v与截面面积f成反比，可以通过调整换热装 置内截面面积调整风速，进而控制热交换效率。本技术需要针对仪表对装置内的 温度、压力，可燃气体浓度进行监测以及pid控制，在最大程度上排除了系统 的安全隐患，所谓pid控制，就是按设定值与测量值之间偏差的比例、偏差的 积累和偏差变化的趋势进行控制。但是现有技术中常规pid难以应付温度控制 过程中大时滞、大惯性的特点，这些会导致控制精度不高，使得系统很难稳定， 特别是pid系统的参数无法实时难以达到工业控制的稳定性和动态性能要求。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种尾气净化系统的热交换控制方法及系统、装置， 通过控制系统对系统中的尾气风机和催化燃烧器的温度进行pid控制，当系统 温度达到预定的催化温度时，系统自动调整加热器的加热强度，使催化温度维持 在一个适当的范围，有效地控制催化净化装置的温度，防止催化净化装置的温度 过高。
4.一种尾气净化系统的热交换控制系统，包括：换热器、加热器、催化净化装 置，所述换热器、加热器、催化净化装置通过输送管道m串联密封连接，所述 换热器与催化净化装置之间还连通有反流向管道n，所述m管道的气体流向为 从换热器流向催化净化装置，所述换热器还包括尾气进口以及热气出口，所述换 热器的尾气进口用于通入尾气，换热器的热气出口用于热能回用，所述换热器、 加热器之间的m管道上设有温度传感器；
5.还包括控制器，所述控制器用于根据所述温度传感器检测到的尾气出口处的 温度数据，进行pid控制，输出控制参量以控制受控组件从而改变换热器的换 热效率，实时调节换热器尾气出口处的温度。
6.进一步地，所述系统还包括：在换热器的尾气进口、尾气出口处分别设置的 传感器组a、传感器组b，在换热器的热气进口、热气出口处分别设置的传感器 组d、温度传感器e，在加热器的出气口处设置的传感器组c，所述传感器组包 括各自对应的温度传感器。
7.进一步地，所述受控组件为换热器的可调组件，所述可调组件用于根据控制 参量调节换热器的换热面积。
8.进一步地，所述受控组件为换热器尾气进口处设置的风机转速。
9.进一步地，所述受控组件为换热器尾气进口处设置的风阀开度。
10.一种尾气净化系统的热交换控制方法，由所述的一种尾气净化系统的热交换 控制系统中的控制器执行，具体包括以下步骤：
11.设置换热器热气出口处的目标温度值t(0)，通过传感器组b的温度传感器获 取实时温度值t(k)；
12.根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)，公式如下：
13.其中，u(k)＝u(k-1)+δu(k)，其中δu(k)＝k
p
[e(k)+e(k-1)]+ kie(k)+kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，k
p
为比例系数，ki为积分系数，kd为 微分系数，所述k
p
、ki、kd分别为神经网络根据e(k)计算得到的优化参数；
[0014]
e(k)为k时刻的目标温度值和实时温度值的偏差；
[0015]
根据所述u(k)输出控制参量，控制换热器的风速。
[0016]
进一步地，所述优化参数具体由以下步骤得到：
[0017]
根据确定神经网络输入层节点数n和隐含层个数r，并设定各层的加权值初 值以及学习速率值；
[0018]
计算神经网络各层的输入输出，通过梯度下降算法更新神经网络加权值，以 使目标函数最小，所述目标函数为：
[0019]
进一步地，在根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)之前，还包括：
[0020]
设置常数h，h为根据实验方法获取的经验值；
[0021]
当|e(k)|≤h，则根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)；
[0022]
当|e(k)|＞h且e(k)≥0，则控制器控制受控组件按照100％占空比工作；
[0023]
当|e(k)|＞h且e(k)＜0，则控制器控制受控组件停止工作。
[0024]
进一步地，通过传感器组b的温度传感器获取实时温度值t(k)，将所述实时 温度值t(k)进行限幅滤波，所述限幅滤波具体包括以下步骤：
[0025]
判断k时刻的采样值t(k)与k-1时刻的采样值t(k-1)之差是否小于等于a；
[0026]
若是，则k时刻采样值有效；
[0027]
若否，则取k-1时刻的采样值t(k-1)作为有效采样值，确认k时刻采样值 t(k)无效。
[0028]
一种尾气净化系统的热交换控制装置，包括：
[0029]
一个或多个处理器；
[0030]
存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或 多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现所述的一种尾气净化系统 的热交换控制方法。
[0031]
本发明具有的有益效果：
[0032]
1、新鲜的尾气首先通过除尘阻火器，然后进入换热器，再送入到加热室， 通过加热装置，使气体达到燃烧反应温度，再通过催化净化装置的作用，使有机 气体分解成二氧化碳和水，再进入换热器与低温气体进行热交换，使进入的气体 温度升高到反应温度，如达不到反应温度，经过加热系统自动控制实现补偿加热， 使有机尾气达到起燃温度后，进入催化净化装置层进行完全燃烧，这样节省了能 源，尾气有效去除率达标排放，符合国家
排放标准；
[0033]
2、通过控制系统对系统中的尾气风机和催化燃烧器的温度进行控制，当系 统温度达到预定的催化温度时，系统自动调整加热器的加热强度，使催化温度维 持在一个适当的范围，有效地控制催化净化装置的温度，防止催化净化装置的温 度过高；
附图说明
[0034]
图1为本发明的热交换控制系统示意图；
[0035]
图2为本发明的催化氧化系统示意图；
[0036]
图3为本发明的pid控制系统示意图；
[0037]
图4为本发明的换热器热负荷及换热面积比较示意图；
[0038]
图5为本发明的催化净化单元的剖视结构示意图；
[0039]
图6为本发明的催化净化单元的立体结构示意图；
[0040]
图7为本发明的催化净化装置的剖视结构示意图；
[0041]
图8为本发明的催化净化装置的立体结构示意图。
[0042]
附图说明：1-陶瓷催化块，101-蜂窝通道，2-密封连接套，3-催化净化装置， 31-催化净化通道，32-舱体，33-舱盖，34-保温夹层，35-隔板，41-第一测温头， 42-第二测温头，5-密封圈。
具体实施方式
[0043]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的 实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为 对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护 的范围。
[0044]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数 字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0045]
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按 照实际的比例关系绘制的。
[0046]
另外，为了清楚和简洁起见，可能省略了对公知的结构、功能和配置的描述。 本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对 本文描述的示例进行各种改变和修改。
[0047]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但 在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0048]
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的， 而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0049]
实施例1
[0050]
从人造板净化仓来的voc尾气进入催化反应器，在催化反应器中，气体首 先进入催化反应器中的换热器，与催化反应后的高温净化气体进行换热后，再进 入加热炉，在加热器及换热器的作用下，有机尾气温度提高到250℃～300℃以上， 再进入催化剂床层。在
催化剂床层中，有机尾气在催化剂的作用下被催化氧化， 分解为co2和h2o，同时释放出燃烧热，使反应后的净化气温度提高。反应后 的高温净化气再次通过换热器，与前述的待反应有机尾气进行换热，将一部分热 量用于voc尾气的预热。从换热器出来的净化气温度在150℃左右，此部分净 化气进入人造板净化仓作为热源进行热能回用。
[0051]
通过控制系统对系统中的尾气风机和催化燃烧器的温度进行控制，当系统温 度达到预定的催化温度时，系统自动调整加热器的加热强度，使催化温度维持在 一个适当的范围，有效地控制催化净化装置的温度，防止催化净化装置的温度过 高。
[0052]
催化净化装置主要作用，是在催化反应室中，通过催化剂和加热作用，彻底 将voc尾气净化，并生成二氧化碳和水蒸汽排入大气，无二次污染。
[0053]
1)催化燃烧
[0054]
在催化剂作用下使有机气体在较低的温度下，变成无害的水和二氧化碳气体， 即：
[0055][0056]
新鲜的尾气首先通过除尘阻火器，然后进入换热器，再送入到加热室，通过 加热装置，使气体达到燃烧反应温度，再通过催化净化装置的作用，使有机气体 分解成二氧化碳和水，再进入换热器与低温气体进行热交换，使进入的气体温度 升高到反应温度，如达不到反应温度，经过加热系统自动控制实现补偿加热，使 有机尾气达到起燃温度后，进入催化净化装置层进行完全燃烧，这样节省了能源， 尾气有效去除率达标排放，符合国家排放标准。
[0057]
本系统由催化主机、引风机和控制仪表组成，净化装置主机由换热器、催化 净化装置、电加热元件和阻火器组成，阻火器位于进气管道上，防爆装置设在主 机的顶部。
[0058]
1)热交换器将有机气体分解后的净化气和冷的有机尾气进行热交换，提高 有机尾气的温度。当尾气浓度达到一定值时，通过热交换器的作用，可以保证设 备在无热量消耗的状态下正常运转，是催化净化装置中对尾气源进行第一次温度 提升的装置，也是设备中节能设施之一。通过热交换器内部对气流的合理控制， 使热交换器的效率保证在60％以上。结构采用管式/板式换热器，合理的布置， 使冷热气流全面接触进行热量置换。
[0059]
2)预热室
[0060]
经换热后的有机尾气在进入催化燃烧室之前，经温度检测仪对其温度进行检 测，若温度达不到催化反应的条件，由布置在预热室内的天然气加热或电加热系 统进行温度的第二次提升，使有机尾气温度达到设定温度，然后进入催化剂床层。
[0061]
3)催化反应室
[0062]
经加热后的有机尾气达到设定温度后，进入第一级催化反应室。第一催化反 应室采用抽屉式，内装催化剂，部份有机物在此处进行分解，释放出能量，直接 使尾气温度提升，是本设备设计的第三温度提升处，也叫催化升温。温度提升后 的有机气体进入催化固定床，内置蜂窝状催化剂，满足反应条件的有机气体在此 完全分解，尾气变成洁净气体。
[0063]
现有的pid算法仅限于控制参数不许更改的控制系统及控制对象，在参数 需要在线更改或者模型复杂的控制系统中，pid算法难以达到工业控制的稳定性 和动态性能要求，本技术控制的对象为温度，温度对象存在时滞、非线性特性， 一些温度系统还存在强耦
合情况，运用神经网络的控制优势可以弥补经典pid 算法的不足。本控制器主要包括两部分：第一部分是经典控制器，其功能在于对 被控对象进行闭环控制；第二部分是神经网络，针对系统的控制输出目标，在线 整定控制器的3个参数k
p
、ki、kd，在不断训练过程中达到最优控制效果的参 数整定值，实现系统既定性能指标的最优化。
[0064]
在本系统中，所述换热器的尾气进口用于通入尾气，所述换热器的尾气出口 与加热器的进气口相连通，所述加热器的出气口与催化净化装置的进气口相连通， 所述催化净化装置的出气口与换热器的热气进口相连通，换热器的热气出口用于 热能回用，所述换热器尾气出口处分别设置有温度传感器，还包括控制器，所述 控制器用于根据所述温度传感器检测到的尾气出口处的温度数据，进行pid控 制，输出控制参量以控制受控组件从而改变换热器的换热效率，实时调节换热器 尾气出口处的温度。
[0065]
需要说明的是，控制参量可以是用于控制换热器内的换热面积的参量，或控 制换热器尾气进口处设置的风机转速的参量，或换热器尾气进口处设置的风阀开 度的参量。
[0066]
具体的，还包括d/a转换电路、光电隔离器、驱动电路、tec、a/d转换电 路，温度传感器测量出tec的模拟量实际温度值，经光电隔离器、a/d转换电 路处理后成为数字量温度值送入控制器接口；
[0067]
所述控制器将该数字量温度值与一设定温度值之间的差值作为所述模糊 pid控制器的输入量，由控制器进行比例、微分及积分算法后，输出一控制参量， 该控制参量通过d/a转换电路转换成数字信号，并经光电隔离器和驱动电路对 受控组件进行控制。
[0068]
优选的，还包含一与控制器连接的键盘，通过所述键盘输入所述设定温度值， 并将该设定温度值传输给所述模糊pid控制器。
[0069]
优选的，还包含一与模糊pid控制器连接的led显示器。
[0070]
优选的，所述的led显示器显示键盘输入的设定温度值和实际测量的数字 量温度值。
[0071]
优选的，控制器是以单片机或者dsp为核心器件构成的温度控制系统。
[0072]
具体的，所述系统还包括：换热器的尾气进口、尾气出口处分别设置有传感 器组a、传感器组b，所述换热器的热气进口、热气出口处分别设置有传感器组 d、温度传感器e，所述加热器的出气口处设置有传感器组c，所述传感器组包 括各自对应的温度传感器、风速传感器。
[0073]
需要说明的是，通过风速传感器，可以检测换热器热气进口、热气出口以及 的尾气进口、尾气出口的送风质量流量，从而计算换热器的热交换效率。且换热 器的效率与换热面积相关。
[0074]
可以理解的是，换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料 之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体， 使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利 用率的主要设备之一。
[0075]
其中换热面积的计算，具体包括以下步骤：
[0076]
获取预设的换热器热端温度、换热器冷端温度、换热器的换热流道冷端温度 以及换热器的换热流道热端温度；
[0077]
根据所述换热器热端温度、所述换热器冷端温度、所述换热流道冷端温度以 及所
述换热流道热端温度计算对数平均温差；
[0078]
确定所述换热器的传热系数；
[0079]
根据所述对数平均温差、所述传热系数以及预设换热功率计算得到所述换热 器的换热面积。
[0080]
其中，所述确定所述换热器的传热系数包括：
[0081]
根据所述换热器的预设结构形状、所述换热器以及换热流体的材料属性确定 所述传热系数。
[0082]
所述根据所述换热器热端温度、所述换热器冷端温度、所述换热流道冷端温 度以及所述换热流道热端温度计算对数平均温差包括：采用如下公式计算所述对 数平均温差：
[0083][0084]
其中，δt
lm
是所述对数平均温差，δt1是所述换热器热端温度t1′
与所述换热 流道热端温度t1″
的差值,δt2是所述换热器冷端温度t1″
与所述换热流道冷端温 度t2′
的差值。
[0085]
所述根据所述对数平均温差、所述传热系数以及预设换热功率计算得到所述 换热器的换热面积包括：采用如下公式计算所述换热面积：
[0086][0087]
其中，a是所述换热面积，w是所述预设换热功率，k是所述传热系数，δt
lm
是 所述对数平均温差。
[0088]
示例性的，以人造板净化仓的尾气作为换热流体、尾气与催化净化装置流出 的净化气体(净化气体的流道对应换热器热端-换热器冷端流道)的换热过程为 例，换热器出口尾气温度(即换热流道热端温度)要求150℃，尾气流入换热器温 度(即换热流道冷端温度)为90℃。
[0089]
如图4的换热器热负荷及换热面积比较示意图，由于vocs含量极低，忽略 其催化燃烧的放热及温升，换热器采用逆流接触换热，净化气走管程，低温尾气 走壳程，催化器出口温度按250℃计算换热器热负荷和换热面积。出净化舱的尾 气经丝网阻火器过滤后再进入气-气换热器与高温净化气换热回收热量。
[0090]
在一种实施例中，所述受控组件为换热器的可调组件，所述可调组件用于根 据控制参量调节换热器的换热面积。
[0091]
需要说明的是，通过受控组件实现换热面积可调节的换热器为现有技术，本 申请在此基础上实现换热器出口尾气温度的调节，使其达到预设温度，从而使得 热交换系统内的使有机尾气达到起燃温度后，进入催化净化装置层进行完全燃烧， 这样节省了能源，尾气有效去除率达标排放，符合国家排放标准。
[0092]
在一种实施例中，所述受控组件为换热器尾气进口处设置的风机转速。
[0093]
在一种实施例中，所述受控组件为换热器尾气进口处设置的风阀开度。
[0094]
一种尾气净化系统的热交换控制方法，具体包括以下步骤：
[0095]
设置换热器热气出口处的目标温度值t(0)，通过传感器组b的温度传感器获 取实时温度值t(k)；
[0096]
根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)，公式如下：
[0097]
其中，u(k)＝u(k-1)+δu(k)，其中δu(k)＝k
p
[e(k)+e(k-1)]+ kie(k)+kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，k
p
为比例系数，ki为积分系数，kd为 微分系数，所述k
p
、ki、kd分别为神经网络根据e(k)计算得到的优化参数；
[0098]
e(k)为k时刻的目标温度值和实时温度值的偏差；
[0099]
根据所述u(k)输出控制参量，控制换热器的风速。
[0100]
神经网络针对系统的控制输出目标，在线整定控制器的3个参数k
p
、ki、kd， 在不断训练过程中达到最优控制效果的参数整定值，实现系统既定性能指标的最 优化。输出层神经元的输出状态对应于控制器的三个参数k
p
、ki、kd，通过神 经网络的自身学习对网络进行加权系数调整，从而使系统的理想状态对应于特定 最优控制率下的控制器参数。
[0101]
所述神经网络的训练过程为：信号正向传输和误差反向传播。信号正向传输 过程中，输入样本从输入层进入，通过隐含层的信息数据处理后传递给输出层。 如果输出层的实际输出与预测输出存在误差，则进入误差的反向传播过程。误差 反向传播是将实际输出与预测输出间的误差以一定形式传递给各层之间的权值， 实现反向传播，通过改变各层间联接权值的大小进行误差修正，存在误差平均分 配的思想。信号正向传播与误差反向传递的过程一直存在于bp神经网络的信息 处理流程中，循环往复。神经网络学习的能力体现在这两个过程中对的权值不断
[0102]
具体的，所述优化参数具体由以下步骤得到：
[0103]
根据确定神经网络输入层节点数n和隐含层个数r，并设定各层的加权值初 值以及学习速率值；
[0104]
计算神经网络各层的输入输出，通过梯度下降算法更新神经网络加权值，以 使目标函数最小，所述目标函数为：
[0105]
具体的，所述在根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)之前，还包括：
[0106]
设置常数h，h为根据实验方法获取的经验值；
[0107]
当|e(k)|≤h，则根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)；
[0108]
当|e(k)|＞h且e(k)≥0，则控制器控制受控组件按照100％占空比工作；
[0109]
当|e(k)|＞h且e(k)＜0，则控制器控制受控组件停止工作。
[0110]
对温度传感器b实时温度值进行读取、采样，对采样信号进行滤波预处理 计算，并将计算结果作为当前时刻的实时温度值，所述滤波预处理可以为滑动平 均值滤波处理、中值滤波处理、限幅滤波处理和低通滤波处理中的一种。
[0111]
具体的：所述滑动平均值滤波处理包括以下步骤：
[0112]
将队列中的n个数据乘以不同的权值，和/或首先对n个温度测量值的采样 数据进行比较，去掉其中的最大值和最小值，然后计算余下的n-2个采样数据的 算术平均值作为当前时刻的所述温度测量值。
[0113]
具体的，通过传感器组b的温度传感器获取实时温度值t(k)，将所述实时温 度值t(k)进行限幅滤波，所述限幅滤波具体包括以下步骤：
[0114]
判断k时刻的采样值t(k)与k-1时刻的采样值t(k-1)之差是否小于等于a；
[0115]
若是，则k时刻采样值有效；
[0116]
若否，则取k-1时刻的采样值t(k-1)作为有效采样值，确认k时刻采样值 t(k)无效。
[0117]
通过限幅滤波可以有效克服由于随机干扰对采样值带来的突变。
[0118]
实施例2
[0119]
一种尾气净化系统的热交换控制装置，包括：
[0120]
一个或多个处理器；
[0121]
存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或 多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现所述的一种尾气净化系统 的热交换控制方法。
[0122]
实施例3
[0123]
具体地，催化净化单元，包括至少两个陶瓷催化块1，所述陶瓷催化块1的 蜂窝通道101均沿同一方向设置，陶瓷催化块1依次间隔设置；还包括至少一个 密封连接套2，每个密封连接套2的两端分别与其相邻的两个陶瓷催化块1密封 连接。本实施例中的陶瓷催化块1为市场上现有的贵金属蜂窝陶瓷催化块1，陶 瓷催化块1的规格为长宽高均为150mm的正方体，可以长期在250℃至550℃ 的高温环境下工作。如图1和图2，本实施例中，催化净化单元包括四个依次间 隔设置的陶瓷催化块1以及三个密封连接套2。通过设置多个依次间隔设置的陶 瓷催化块1，且相邻的陶瓷催化块1之前通过密封连接套2进行密封连接，使得 废气可以依次通过多个陶瓷催化块1，延长废气的催化时间，确保废气的催化效 果，同时，由于相邻的陶瓷催化块1间隔设置，因此，废气依次通过多个陶瓷催 化块1时可以保证废气流速，确保废气的处理效率。
[0124]
具体的，所述密封连接套2的材质包括耐高温软胶，所述相邻的陶瓷催化块 1通过密封连接套2软性密封连接。相邻的陶瓷催化块1通过密封连接套2软性 密封连接使得整个催化净化单元具有一定的可弯折性，便于催化净化单元的安装。 本实施例中的耐高温软胶可以高温环境长期使用，且耐高温软胶与多种金属、非 金属材料具有良好的粘接效果，尤其是硫化胶，可以在0℃至2000℃下的温 度范围内长期使用。
[0125]
可选的，所述密封连接套2的形状包括与所述陶瓷催化块1的形状相适配的 方环形，所述密封连接包括卡接、粘接。本实施例中，密封连接套2的形状为方 环形，密封连接套2内环的高度等于陶瓷催化块1的高度、密封连接套2垂直于 蜂窝通道101方向的宽度等于陶瓷催化块1的宽度，陶瓷催化块1与密封连接套 2的密封方式为粘胶粘接，且为保证密封效果，粘胶粘接的方式为覆盖式粘接， 陶瓷催化块1与密封连接套2接触的部分均涂覆有粘胶。
[0126]
可选的，所述陶瓷催化块为贵金属陶瓷催化块；陶瓷催化块1之间的间距范 围为：1cm至10cm，所述密封连接套2沿所述蜂窝通道101方向的长度范围为： 5cm至20cm。本实施例中，相邻陶瓷催化块1之间的间隔为3cm左右，密封连接 套2的长度为12cm左右。陶瓷催化块1之间的间隔距离保持在3cm左右，一方 面可以保证在相同的空间下可以放置更多的陶瓷催化块1，确保催化效果，另一 方面可以避免相邻陶瓷催化块1之间的通道过长，避免废气在相邻陶瓷催化块1 之间的通道内形成回流，降低废气流动速度影响废气的催化速率。
[0127]
另一方面，提供一种催化净化系统，包括以上所述的催化净化单元，还包括 用于接收净化舱出气端排出废气的催化净化装置3，催化净化装置3内设有至少 一条催化净化
通道31；所述催化净化单元设于催化净化通道31内，催化净化单 元两端的陶瓷催化块1分别密封连接于催化净化通道31的两端。本实施例中， 催化净化装置3与净化舱出气端之间还设置有预热器，使得净化舱排出的废气达 到催化反应的最低反应温度。
[0128]
催化净化装置3的进气端与净化舱的出气端连通，使得净化舱中板材的甲醛 释放后，通过净化舱的出气端排出至催化净化装置3的催化净化单元中进行催化 净化，避免净化舱中的废气直接排放至大气中造成环境污染。由于催化净化单元 两端的陶瓷催化块1分别与催化净化通道31的两端密封连接，因此，可以避免 废气进入催化净化装置3时泄露至催化净化装置3内，造成废气无法被催化净化 单元处理的情况。本实施例中，催化净化通道31的出气端还连通有排气管道， 排气管道用于将净化后的废气排出至大气中。
[0129]
可选的，还包括至少一个第一测温头41和至少一个第二测温头42，第一 测温头41沿废气流动方向设于第二测温头42的上游；第一测温头41设于所述 催化净化通道31的进气端或/和所述密封连接套2上；第二测温头42设于所述 催化净化通道31的出气端或/和所述密封连接套2上。第一测温头41或第二测 温头42设于密封连接套2上时，第一测温头41、第二测温头42均插设于密封 连接套上，第一测温头41、第二测温头42均与密封连接套密封连接，第一测温 头41、二测温头42的温度测量点均位于催化净化单元内部。
[0130]
第一测温头以及第二测温的位置情况至少有以下五种：
[0131]
第一种，第一测温头41设于所述催化净化通道31的进气端，第二测温头 42设于所述催化净化通道31的出气端；
[0132]
第二种，第一测温头41设于所述催化净化通道31的进气端，第二测温头 42设于所述密封连接套2上；
[0133]
第三种，第一测温头41设于所述密封连接套2上，第二测温头42设于所 述催化净化通道31的出气端；
[0134]
第四种，第一测温头41和第二测温头42均设于所述密封连接套2上；
[0135]
第五种，第一测温头有一个，第一测温头41设于所述催化净化通道31的 进气端，第一测温头有两个，第二测温头42设于所述催化净化通道31的出气端 和所述密封连接套2上。
[0136]
第一测温头测量到的温度达到催化反应温度，且第二测温头测量到的温度 大于第一测温头测量的温度，即可说明催化反应正在进行。
[0137]
本实施例中，如图3和图4，第一测温头41设于所述催化净化通道31的 进气端，第二测温头42设于所述催化净化通道31的出气端，由于废气催化燃烧 反应中，会释放出热量，因此通过在催化净化通道31的进气端设置第一测温头 41，在出气端设置第二测温头42，可以测得催化净化前与处理后的温度变化， 从而可以监测到废气的催化反应情况。
[0138]
可选的，所述催化净化装置3包括舱体32和舱盖33，舱体32与舱盖33的 连接方式包括可拆卸连接、可开合连接。舱体32与舱盖33采用可拆卸或可开合 的连接方式，可以使得催化净化单元需要维护或出现故障时，便于将催化净化单 元取出，更换或维修催化净化单元，本实施例中，舱体32与舱盖33的连接方式 为可开合连接，舱盖33设于舱体32的顶部，舱盖33的一侧与舱体32的顶部铰 接，另一侧通过螺栓压设于舱体32顶部。
[0139]
具体的，所述催化净化单元两端的陶瓷催化块1上均套设有密封圈5；密封 圈5的底面与两个侧面均卡设于所述舱体32的端部，密封圈5的顶面高于舱体 32顶面，所述舱盖
33可开合的压设于舱体32上。本实施例中，密封圈5的材 质与密封连接套2的材质相同，采用耐高温软胶材料。密封圈5的厚度大于密封 连接套2的厚度，密封圈5安装在催化净化单元两端的陶瓷催化块1上之后，密 封圈5的顶部高度略高于舱体32的顶部高度，舱盖33闭合后，通过螺栓将舱盖 33与舱体32固定起来，在旋转螺栓的过程中，由于密封圈5为具备弹性的材料， 因此，密封圈5会被舱盖33往下压，此时，密封圈5的顶面被密封，同时密封 圈5的底面、两个侧面均卡设于舱体32端部，因此，舱盖33关闭后，催化净化 单元两端的陶瓷催化块1与催化净化通道31的两端形成密封关系，废气进入催 化净化通道31后，只能进入催化净化单元被催化处理。
[0140]
优选的，所述舱体32与舱盖33内均设有保温夹层34。舱体32与舱盖33 均设置保温夹层34，可以避免催化净化时的废气中热量被泄露至外部环境中， 引起作业环境温度升高，同时，避免造成废气的热量无法在后续工序中回收，导 致整个板材净化系统的能耗增高的问题。
[0141]
优选的，所述催化净化通道31大于一条时，多条催化净化通道31并排设置， 所述催化净化装置3内还设有用于将相邻催化净化通道31分隔开的隔板35。本 实施例中的隔板35的顶部高度与舱体32的顶部高度齐平。设置多条并列设置的 催化净化通道31，可以有效提高催化净化的效率，本实施例中，如图3和图4 所示，催化净化通道31的数量为三条。设置三条催化净化通道31，可以通过温 度检测催化反应时，可以通过三条催化净化通道31进行对比，若其中一条的温 度升高值相对于另外两条的温度升高值过小，则说明改催化净化通道31中的催 化净化单元出现故障，同时，三条催化净化通道31可以提高催化净化时的容错。
[0142]
实施例4，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机 程序被处理器执行时能实现所述的一种尾气净化系统的热交换控制方法。
[0143]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限 制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的 任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
技术特征：
1.一种尾气净化系统的热交换控制系统，其特征在于，包括：换热器、加热器、催化净化装置，所述换热器、加热器、催化净化装置通过输送管道m串联密封连接，所述换热器与催化净化装置之间还连通有反流向管道n，其中m管道的气体流向为从换热器流向催化净化装置，所述换热器还包括尾气进口以及热气出口，所述换热器的尾气进口用于通入尾气，换热器的热气出口用于热能回用，所述换热器、加热器之间的m管道上设有温度传感器；还包括控制器，所述控制器用于根据所述温度传感器检测到的尾气出口处的温度数据，进行pid控制，输出控制参量以控制受控组件从而改变换热器的换热效率，实时调节换热器尾气出口处的温度。2.根据权利要求1所述的一种尾气净化系统的热交换控制系统，其特征在于，所述系统还包括：在换热器的尾气进口设置的传感器组a，在换热器的热气进口、热气出口处分别设置的传感器组d、温度传感器e，在加热器的出气口处设置的传感器组c，所述传感器组包括各自对应的温度传感器。3.根据权利要求1所述的一种尾气净化系统的热交换控制系统，其特征在于，所述受控组件为换热器的可调组件，所述可调组件用于根据控制参量调节换热器的换热面积。4.根据权利要求1所述的一种尾气净化系统的热交换控制系统，其特征在于，所述受控组件为换热器尾气进口处设置的风机转速。5.根据权利要求1所述的一种尾气净化系统的热交换控制系统，其特征在于，所述受控组件为换热器尾气进口处设置的风阀开度。6.一种尾气净化系统的热交换控制方法，由权利要求1-5任一项所述的一种尾气净化系统的热交换控制系统中的控制器执行，所述换热器、加热器之间的m管道上设有温度传感器b，其特征在于，具体包括以下步骤：设置换热器热气出口处的目标温度值t(0)，通过温度传感器组b的温度传感器获取实时温度值t(k)；根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)，公式如下：其中，u(k)＝u(k-1)+δu(k)，其中δu(k)＝k
p
[e(k)+e(k-1)]+k
i
e(k)+k
d
[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，k
p
为比例系数，k
i
为积分系数，k
d
为微分系数，所述k
p
、k
i
、k
d
分别为神经网络根据e(k)计算得到的优化参数；e(k)为k时刻的目标温度值和实时温度值的偏差；根据所述u(k)输出控制参量，控制换热器的风速。7.根据权利要求6所述的一种尾气净化系统的热交换控制方法，其特征在于，所述优化参数具体由以下步骤得到：根据确定神经网络输入层节点数n和隐含层个数r，并设定各层的加权值初值以及学习速率值；计算神经网络各层的输入输出，通过梯度下降算法更新神经网络加权值，以使目标函数最小，所述目标函数为：8.根据权利要求6所述的一种尾气净化系统的热交换控制方法，其特征在于，在根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)之前，还包括：设置常数h，h为根据实验方法获取的经验值；
当|e(k)|≤h，则根据pid算法公式计算k时刻计算结果u(k)；当|e(k)|＞h且e(k)≥0，则控制器控制受控组件按照100％占空比工作；当|e(k)|＞h且e(k)＜0，则控制器控制受控组件停止工作。9.根据权利要求6所述的一种尾气净化系统的热交换控制方法，其特征在于，通过温度传感器组b的温度传感器获取实时温度值t(k)，将所述实时温度值t(k)进行限幅滤波，所述限幅滤波具体包括以下步骤：判断k时刻的采样值t(k)与k-1时刻的采样值t(k-1)之差是否小于等于a；若是，则k时刻采样值有效；若否，则取k-1时刻的采样值t9k-1)作为有效采样值，确认k时刻采样值t(k)无效。10.一种尾气净化系统的热交换控制装置，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现根据权利要求6至9中任意一项所述的一种尾气净化系统的热交换控制方法。
技术总结
本发明公开了一种尾气净化系统的热交换控制方法及系统、装置，包括：换热器、加热器、催化净化装置，所述换热器、加热器、催化净化装置通过输送管道M串联密封连接，所述换热器与催化净化装置之间还连通有反流向管道，所述换热器还包括尾气进口以及热气出口，所述换热器的尾气进口用于通入尾气，换热器的热气出口用于热能回用，所述换热器、加热器之间的M管道上设有温度传感器。本发明通过控制系统对系统中的尾气风机和催化燃烧器的温度进行控制，当系统温度达到预定的催化温度时，系统自动调整加热器的加热强度，使催化温度维持在一个适当的范围，有效地控制催化净化装置的温度，防止催化净化装置的温度过高。化净化装置的温度过高。化净化装置的温度过高。
