控制煙氣脫硫劑供給的方法和控制系統與流程

2023-05-26 16:06:57

本發明涉及煙氣脫硫技術領域，尤指一種控制煙氣脫硫劑供給的方法，本發明還公開一種煙氣脫硫劑供給的控制系統。

背景技術：

溼法煙氣脫硫技術目前被廣泛地應用於燃煤鍋爐煙氣處理系統以脫除煙氣中對環境有害的成分二氧化硫。在此技術中採用石灰石(或石灰，下同)作為脫硫劑，將滿足一定細度要求的石灰石漿液泵入吸收塔(即脫硫塔)底部的槳池，漿液再由吸收塔循環泵通過布置在脫硫塔外側的管道與脫硫塔內中上部區域布置的多層噴淋管相連，每一層噴淋管上均布置有許多霧化噴嘴，通過霧化噴嘴噴出的脫硫劑在降落過程中，脫硫劑中的Ca+與煙氣中的二氧化硫發生反應，最終生成CaSO4·2H2O，也就是石膏，石膏可加以利用，從而使二氧化硫得以脫除。

隨著化學反應的不斷進行，脫硫劑中的Ca+含量不斷減少，脫除能力降低，因而需要不斷補充石灰石，但所需補充的石灰石量如何確定，過去通常的做法是根據吸收塔槳池中漿液的pH值的大小來判定，即為了維持脫硫劑的反應能力，需將漿液的pH值(被調量)維持在5.5～5.8的範圍，當pH值變大或變小時，相應地減少或增加石灰石的供給量，使pH值基本保持在所需的範圍內。

但這一方法越來越顯現出其不足之處，一方面是吸收塔的槳池容積也較大，從脫硫劑加入到被調量pH值出現相應變化所需的時間過長，也即對象的調節特性很差，經常出現過調的現象，導致脫硫效率不穩定且石灰石利用率降低和石膏純度降低；原因之二是隨著排放標準的提高，要求脫硫裝置具有更高的脫硫效率，採用了槳池上下分區技術的吸收塔應用而生，槳池上下部分有兩個不同的pH值，任一個pH值無法再作為判斷供槳量的依據，因此必須尋找更精確高效的控制方式。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種控制煙氣脫硫劑供給的方法，實現煙氣脫硫劑的精確高效控制。本發明提供一種煙氣脫硫劑供給的控制系統。

本發明提供的技術方案如下：一種控制煙氣脫硫劑供給的方法，脫硫劑用於與煙氣中的二氧化硫發生化學反應以脫硫，所述脫硫劑經過脫硫劑供漿管道進入吸收塔，包括以下步驟：

S100，測量瞬時通入所述煙氣中的所述二氧化硫含量，

S200，通過所述脫硫劑脫硫的化學方程式計算與測定的瞬時所述二氧化硫含量相匹配的所述脫硫劑用量，

S300，根據計算得到的瞬時所需的脫硫劑用量調整供應所述脫硫劑供漿管道的閥門開度。

通過測定即將要處理的煙氣中的二氧化硫含量來測算所需脫硫劑用量，進而通過控制漿道的閥門開度調整脫硫劑供給，其好處有二，其一是脫硫劑供給與即將融入的二氧化硫含量相匹配，從根本上改變了利用pH值進行調控的滯後性，使得脫硫效率更加穩定、脫硫劑的利用率提高。調控的即時性和準確性得到了極大的提高。可以使用在大鍋爐中漿池以及上下分區中獎池中供給脫硫劑。其二是當燃煤煤種變化導致煙氣中二氧化硫含量變化或鍋爐負荷改變導致煙氣流量變化情況下，通過該控制方法即時反應調整供槳量，脫硫系統的負荷適應性更加快捷高效。

優選的，所述步驟S100中，通過氣體分析儀測量所述煙氣的瞬時流量以及所述煙氣中二氧化硫濃度，兩個測量值相乘得到瞬時通入所述煙氣中的所述二氧化硫含量。

優選的，所述步驟S200包括以下步驟：

S210，通過所述脫硫劑脫硫的化學方程式計算該瞬時化學反應所需的脫硫劑有效成分用量，

S220，結合實際使用脫硫劑的有效成分佔比計算所需的脫硫劑用量。

通過脫硫劑脫硫的化學反應配比可以計算出對應瞬時的二氧化硫的脫硫劑的有效成分，針對不同品種的脫硫劑，其作用原理不同化學反應不同，但只需了解其中的脫硫劑與二氧化硫的配比既可以計算瞬時所需的脫硫劑含量。針對不同純度的脫硫劑，可以根據脫硫劑的有效成分佔比計算實際所需的脫硫劑用量。因而可以適用不同種類不同純度的脫硫劑。

具體的，所述步驟S300包括以下步驟：

S310，將計算得到的瞬時所需的脫硫劑用量與所述供漿管道實時供應的脫硫劑流量進行比較，並計算差值，

S320，根據所述差值控制所述脫硫劑供漿管道的閥門開度。

具體的，所述步驟S320中，根據所述差值通過比例積分控制、比例微分控制以及比例積分微分控制中的一種控制所述脫硫劑供漿管道的閥門開度。使得閥門開度的調整既平穩有序，又精準快捷。

具體的，所述脫硫劑為石灰石，所述脫硫劑的有效成分為碳酸鈣。

通過本發明提供的控制煙氣脫硫劑供給的方法，能夠帶來以下至少一種有益效果：

1、脫硫劑供給的調整不再根據「吸收塔中發生化學反應後使漿液的pH值發生改變」這一時間滯後的數據為基礎，而是根據即將要處理的煙氣中SO2含量來確定供槳量，調控的即時性和準確性得到了很大的提高，也避免了脫硫劑的過剩和不足。

2、保證脫硫系統具有穩定的脫硫效率和脫硫劑利用率。

3、當燃煤煤種變化導致煙氣中二氧化硫含量變化或鍋爐負荷改變導致煙氣流量變化情況下，通過該控制方法即時反應調整供槳量，脫硫系統的負荷適應性更加快捷高效。

4、通過脫硫劑脫硫的化學反應配比可以計算出對應瞬時的二氧化硫的脫硫劑的有效成分，針對不同品種的脫硫劑，其作用原理不同化學反應不同，但只需了解其中的脫硫劑與二氧化硫的配比既可以計算瞬時所需的脫硫劑含量。針對不同純度的脫硫劑，可以根據脫硫劑的有效成分佔比計算實際所需的脫硫劑用量。因而可以適用不同種類不同純度的脫硫劑。

本發明還公開一種煙氣脫硫劑供給的控制系統，其中脫硫劑用於與煙氣中的二氧化硫發生化學反應以脫硫，所述脫硫劑經過脫硫劑供漿管道進入吸收塔，煙氣脫硫劑供給的控制系統包括：氣體分析儀、第一乘法器、第二乘法器、設定器、比較器、調節器以及供漿調節閥。

其中，所述氣體分析儀用於測量所述煙氣的瞬時流量以及所述煙氣中二氧化硫濃度，並將其輸入所述第一乘法器；所述第一乘法器用於將所述煙氣的瞬時流量以及所述煙氣中二氧化硫濃度相乘獲得瞬時通入所述煙氣中的所述二氧化硫含量，並將其輸入所述第二乘法器；所述設定器用於設定所述脫硫劑的有效成分佔比以及所述脫硫劑有效成分與反應的二氧化硫的比例關係，並將其輸入所述第二乘法器，所述比例關係根據脫硫劑的除硫化學方程式確定；所述供漿調節閥位於所述脫硫劑供漿管道上控制其開度，

所述第二乘法器根據所述第一乘法器的輸入與所述設定器的輸入計算該瞬時所需的脫硫劑用量，並將其輸入到所述比較器；所述比較器用於將所述第二乘法器的輸入與所述供漿管道實時供應的脫硫劑流量比較獲得差值，並將所述差值輸送至所述調節器，所述調節器根據所述差值控制所述供漿調節閥的開度。

具體的，所述調節器為PD調節器、PI調節器以及PID調節器中的一種。

具體的，所述脫硫劑為石灰石，所述脫硫劑的有效成分為碳酸鈣。

通過本發明提供的煙氣脫硫劑供給的控制系統，能夠帶來以下至少一種有益效果：

1、脫硫劑供給的調整不再根據「吸收塔中發生化學反應後使漿液的pH值發生改變」這一時間滯後的數據為基礎，而是根據即將要處理的煙氣中SO2含量來確定供槳量，調控的即時性和準確性得到了很大的提高，也避免了脫硫劑的過剩和不足。

2、保證脫硫系統具有穩定的脫硫效率和脫硫劑利用率。

3、當燃煤煤種變化導致煙氣中二氧化硫含量變化或鍋爐負荷改變導致煙氣流量變化情況下，通過該控制系統即時反應調整供槳量，脫硫系統的負荷適應性更加快捷高效。

4、通過脫硫劑脫硫的化學反應配比可以計算出對應瞬時的二氧化硫的脫硫劑的有效成分，針對不同品種的脫硫劑，其作用原理不同化學反應不同，但只需了解其中的脫硫劑與二氧化硫的配比既可以計算瞬時所需的脫硫劑含量。針對不同純度的脫硫劑，可以根據脫硫劑的有效成分佔比計算實際所需的脫硫劑用量。設定器中均可以預先設定，從而可以適用不同種類不同純度的脫硫劑。

附圖說明

下面將以明確易懂的方式，結合附圖說明優選實施方式，對一種控制煙氣脫硫劑供給的方法的上述特性、技術特徵、優點及其實現方式予以進一步說明。

圖1是控制煙氣脫硫劑供給的方法實施例的步驟流程圖。

圖2是控制煙氣脫硫劑供給的另一方法實施例的步驟流程圖。

圖3是煙氣脫硫劑供給的控制系統的組成圖。

圖4是煙氣脫硫劑供給的控制系統的控制原理圖。

附圖標號說明：1、氣體分析儀，2、第一乘法器，3、設定器，4、第二乘法器，5、比較器，6、調節器，7、供漿調節閥，8、脫硫劑供漿管道。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對照附圖說明本發明的具體實施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，並獲得其他的實施方式。

為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本發明相關的部分，它們並不代表其作為產品的實際結構。另外，以使圖面簡潔便於理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。在本文中，「一個」不僅表示「僅此一個」，也可以表示「多於一個」的情形。

方法實施例一

脫硫劑用於與煙氣中的二氧化硫發生化學反應以脫硫，所述脫硫劑經過脫硫劑供漿管道進入吸收塔，本控制煙氣脫硫劑供給的方法實施例，如圖1所示，包括以下步驟：

S100，測量瞬時通入所述煙氣中的所述二氧化硫含量。

S200，通過所述脫硫劑脫硫的化學方程式計算與測定的瞬時所述二氧化硫含量相匹配的所述脫硫劑用量。

S300，根據計算得到的瞬時所需的脫硫劑用量調整供應所述脫硫劑供漿管道的閥門開度。

方法實施例二

脫硫劑用於與煙氣中的二氧化硫發生化學反應以脫硫，所述脫硫劑經過脫硫劑供漿管道進入吸收塔，以所述脫硫劑為石灰石，所述脫硫劑的有效成分為碳酸鈣為例。

本控制煙氣脫硫劑供給的方法實施例，如圖2所示，包括以下步驟：

S100，通過氣體分析儀1測量所述煙氣的瞬時流量以及所述煙氣中二氧化硫濃度，兩個測量值相乘得到瞬時通入所述煙氣中的所述二氧化硫含量。

S210，通過所述脫硫劑脫硫的化學方程式計算該瞬時化學反應所需的碳酸鈣有效成分用量。

其中脫硫劑去二氧化硫的反應方程如下：

SO2(氣態)+H2O→H++HSO3-

CaCO3+H++HSO3-→Ca2++SO32-+H2O+CO2(氣態)

SO32-+1/2O2→SO42-

Ca2++SO32-+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O(固態)

Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O(固態)

S220，結合石灰石中碳酸鈣的佔比計算所需的脫硫劑用量，

S310，將計算得到的瞬時所需的石灰石用量與所述供漿管道實時供應的石灰石流量進行比較，並計算差值，

S320，根據所述差值控制所述脫硫劑供漿管道的閥門開度。

具體的，所述步驟S320中，根據所述差值通過比例積分控制、比例微分控制以及比例積分微分控制中的一種控制所述脫硫劑供漿管道的閥門開度。

控制系統實施例一

本發明還公開一種煙氣脫硫劑供給的控制系統的實施例，其中脫硫劑用於與煙氣中的二氧化硫發生化學反應以脫硫，脫硫劑經過脫硫劑供漿管道8進入吸收塔，如圖1所示，煙氣脫硫劑供給的控制系統包括：氣體分析儀1、第一乘法器2、第二乘法器4、設定器3、比較器5、調節器6以及供漿調節閥7。

具體的作用原理如圖2所示，氣體分析儀1用於測量煙氣的瞬時流量以及煙氣中二氧化硫濃度，並將其輸入第一乘法器2；第一乘法器2用於將煙氣的瞬時流量以及煙氣中二氧化硫濃度相乘獲得瞬時通入煙氣中的二氧化硫含量，並將其輸入第二乘法器4；設定器3用於設定脫硫劑的有效成分佔比以及脫硫劑有效成分與反應的二氧化硫的比例關係，並將其輸入第二乘法器4，比例關係根據脫硫劑的除硫化學方程式確定；供漿調節閥7位於脫硫劑供漿管道8上控制其開度，

第二乘法器4根據第一乘法器2的輸入與設定器3的輸入計算該瞬時所需的脫硫劑用量，並將其輸入到比較器5，即根據瞬時通入的煙氣中二氧化硫的含量，以及化學方程式中脫硫劑的有效成分與可除去二氧化硫的比例關係，可以計算出去除該瞬時通入的二氧化硫所需的除硫劑有效成分的量，繼而再通過脫硫劑中有效成分佔比來計算瞬時所需的脫硫劑用量。

比較器5用於將第二乘法器4的輸入與供漿管道實時供應的脫硫劑流量比較獲得差值，並將差值輸送至調節器6，調節器6根據差值控制供漿調節閥7的開度。調節器6為PD調節器6、PI調節器6以及PID調節器6中的一種。脫硫劑為石灰石，脫硫劑的有效成分為碳酸鈣。

應當說明的是，上述實施例均可根據需要自由組合。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。