多變量控制的煙氣脫硫脫硝一體化設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及燃燒煙氣脫硫脫硝領(lǐng)域，更具體地設(shè)及一種多變量控制的煙氣脫 硫脫硝一體化設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃燒過程是提供熱能的主要手段，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在。然而燃燒所產(chǎn)生的煙 氣往往含有S〇2和氮氧化物NOx，運(yùn)些成分是重要的大氣污染物，會(huì)導(dǎo)致酸雨、霧靈、化學(xué)煙 霧，對(duì)人類、動(dòng)物、植物和建筑、設(shè)施有著長(zhǎng)期的損害。
[0003] 脫硫脫硝是燃燒煙氣處理、減少S〇2和氮氧化物NOx排放的重要技術(shù)手段。脫硫脫硝 的工藝很多，濕式氨法強(qiáng)制端流脫硫、強(qiáng)制氧化尿素脫硝一體化工藝是其中一種(如圖1所 示）。該方法所包含的設(shè)備包括：引風(fēng)機(jī)、余熱回收鍋爐、增壓風(fēng)機(jī)、脫硫塔、脫硝塔、硫酸錠 循環(huán)槽、固液分離器、脫水干燥設(shè)備、尿素溶液儲(chǔ)槽W及管道和循環(huán)累等輔助設(shè)備。該方法 設(shè)及的外部輸入介質(zhì)包括：（1)煙氣；（2)氨水；（3)臭氧；（4)除氧水；（5)工藝水；（6)亞硫酸 錠氧化用壓縮空氣。本方法設(shè)及的輸出介質(zhì)包括：（1)符合環(huán)保要求的達(dá)標(biāo)排放煙氣；（2)硫 酸錠固體;（3)低壓蒸汽。
[0004] 煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入余熱回收鍋爐，將煙氣溫度降至160°C左右，回收煙氣余熱產(chǎn)出 蒸汽;余熱回收后的煙氣經(jīng)過增壓風(fēng)機(jī)，經(jīng)煙氣輸入管道，在入脫硫塔之前與臭氧輸入管道 匯合，煙氣中的NO (部分)與臭氧快速反應(yīng)，生成N02，煙氣與臭氧混合后送入脫硫塔濃縮段。
[0005] 在濃縮段內(nèi)，從硫酸錠循環(huán)槽經(jīng)循環(huán)累送來的含硫酸錠的溶液從濃縮段頂部噴 淋，與160°C左右的熱煙氣逆流接觸來蒸發(fā)噴淋液中的水分，實(shí)現(xiàn)硫酸錠的濃縮，濃縮段底 部液送至硫酸錠循環(huán)槽。經(jīng)過反復(fù)的噴淋-蒸發(fā)-濃縮，將硫酸錠儲(chǔ)槽中的硫酸錠固含量提 高到5% W上，出料至固液分離，并經(jīng)過干燥脫水，產(chǎn)出硫酸錠固體，包裝外運(yùn)。固液分離后 得到的母液，返回至脫硫塔儲(chǔ)液槽。每次完成出料后，從脫硫塔儲(chǔ)液槽將儲(chǔ)液送至硫酸錠循 環(huán)槽。經(jīng)過濃縮段的煙氣溫度從160°C降至65°C左右，經(jīng)氣體管路(如氣帽)進(jìn)入到脫硫塔的 吸收段，與頂部噴淋的脫硫吸收液(有效成分是(N也)2S〇3)逆流接觸，在增壓風(fēng)機(jī)形成的強(qiáng) 烈端流狀態(tài)下完成傳質(zhì)脫硫，脫硫的反應(yīng)方程式：（N也)2S〇3+S〇2+也0 = 2(N也)HS03,同時(shí)煙 氣中的N02和NO與來自脫硝塔塔底的含尿素殘液逆流接觸，實(shí)現(xiàn)預(yù)脫硝，脫硝反應(yīng)方程式： C0 (N也)2+N02+N0 = C02+3N2+2也0。吸收段底部的液槽液體回流到脫硫塔底部的儲(chǔ)液槽。為了 恢復(fù)吸收液的吸收能力，加入補(bǔ)充氨水(含量10%左右），反應(yīng)方程式：（N也化S03+(N也)0H= (N也)2S〇3+也0。吸收液的抑值控制在5.5左右。脫硫塔頂部可噴淋工藝水，保持儲(chǔ)液槽的液 位在合理范圍內(nèi)。儲(chǔ)液槽底部鼓入空氣，將儲(chǔ)液槽中的部分(N也)2S化氧化為(N也)2S化，反應(yīng) 方程式:2(N也)2S〇3+化= 2(N也)S〇4。儲(chǔ)液槽與濃縮段之間通過空氣管道將空氣導(dǎo)入的濃縮 段，調(diào)節(jié)空氣量和空氣壓力，改變氧化的程度。
[0006] 脫硫塔頂脫硫后的煙氣管道與臭氧輸入管道連接，向脫硫后的6(TC左右的煙氣中 混入臭氧，煙氣中的NO (部分)與臭氧快速反應(yīng)，生成N02，控制N02和NO的比例為1:1。煙氣進(jìn) 入脫硝塔下部，與脫硝塔頂部噴淋的尿素溶液逆流接觸，完成脫硝。脫硝反應(yīng)方程式：C0 (N此)2+N02+N0 = C02+3化巧此ο。脫硝塔底部殘液通過循環(huán)累反復(fù)累送至頂部，適當(dāng)補(bǔ)充入新 的尿素溶液W保持脫硝吸收液的尿素濃度大于10%。脫硝塔底部的部分殘液送至脫硫塔頂 部噴淋，實(shí)現(xiàn)預(yù)脫硝并將脫硝產(chǎn)生的多余水分補(bǔ)充至脫硫塔。經(jīng)過脫硫、脫硝，達(dá)到環(huán)保排 放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣在脫硝塔頂部排入大氣，完成煙氣的全部處理過程。
[0007] 該脫硫脫硝過程的控制目標(biāo)是使處理后的煙氣中的S〇2和氮氧化物NOx的含量滿足 國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的排放指標(biāo)，并能夠適應(yīng)煙氣量負(fù)荷、煙氣成分波動(dòng)W及脫硫脫硝裝置 內(nèi)部各種操作特性(阻力、傳質(zhì)效率、閥口性能等)的變化。
[0008] 但是采用該裝置進(jìn)行排放物的處理，往往由于煙氣成分W及流量發(fā)生變化或者內(nèi) 部系統(tǒng)存在各種擾動(dòng)，相應(yīng)的過程參數(shù)仍保持原有設(shè)定值，導(dǎo)致加入的反應(yīng)物過多而增加 成本或者過少而未充分脫硫脫硝，使處理后的煙氣中的S〇2和氮氧化物NOx的含量不能滿足 國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的排放指標(biāo)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種多變量控制的煙氣脫硫脫硝一體化設(shè) 備，作為優(yōu)選，該一體化設(shè)備能夠提高脫硫脫硝控制精度，降低運(yùn)行成本，克服脫硫脫硝過 程的大時(shí)滯、大慣性W及各種內(nèi)部擾動(dòng)造成的排放煙氣的脫硫脫硝指標(biāo)波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保指 標(biāo)卡邊控制。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種多變量控制的煙氣脫硫脫硝一體化設(shè) 備，所述煙氣脫硫脫硝一體化設(shè)備包括增壓風(fēng)機(jī)、脫硫塔、脫硝塔，W及過程參數(shù)檢測(cè)裝置、 過程參數(shù)調(diào)節(jié)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其中，
[0011] 所述過程參數(shù)檢測(cè)裝置含有脫硫塔入口煙氣成分檢測(cè)裝置和脫硝塔出口煙氣成 分檢測(cè)裝置，W及含有增壓風(fēng)機(jī)出口壓力檢測(cè)裝置、脫硫塔入口臭氧流量檢測(cè)裝置、脫硝塔 入口臭氧流量檢測(cè)裝置中的一種W上裝置；
[0012] 所述過程參數(shù)調(diào)節(jié)裝置包含增壓風(fēng)機(jī)出口壓力調(diào)節(jié)裝置、脫硫塔入口臭氧流量調(diào) 節(jié)裝置、脫硝塔入口臭氧流量調(diào)節(jié)裝置、脫硫液循環(huán)流量調(diào)節(jié)裝置、脫硝液循環(huán)流量調(diào)節(jié)裝 置和脫硝塔塔底累送至脫硫塔塔頂?shù)拿撓跻毫髁空{(diào)節(jié)裝置中的兩種W上裝置；
[0013] 所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接所述各過程參數(shù)檢測(cè)裝置和過程參數(shù)調(diào)節(jié)裝置，接收所 述各過程參數(shù)檢測(cè)裝置輸出的過程參數(shù)信號(hào)，運(yùn)行脫硫脫硝過程多變量控制算法W及向各 所述過程參數(shù)調(diào)節(jié)裝置輸出控制信號(hào)。
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，過程參數(shù)檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括擾動(dòng)前饋檢 測(cè)裝置，所述擾動(dòng)前饋檢測(cè)裝置包括脫硫塔儲(chǔ)液槽pH值測(cè)量裝置和/或脫硝液尿素含量檢 測(cè)裝置。
[0015] 根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，煙氣脫硫脫硝一體化設(shè)備為濕式氨法強(qiáng)制 端流脫硫、強(qiáng)制氧化尿素脫硝一體化設(shè)備。
[0016] 根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，過程參數(shù)檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括脫硫塔儲(chǔ)液 槽氧化空氣入口風(fēng)壓檢測(cè)裝置、脫硝塔底殘液量檢測(cè)裝置、脫硫塔儲(chǔ)液槽液位檢測(cè)裝置、脫 硝塔塔底液位檢測(cè)裝置、硫酸錠循環(huán)槽液位檢測(cè)裝置、脫硫塔儲(chǔ)液槽溶液比重檢測(cè)裝置、硫 酸錠循環(huán)槽內(nèi)液體比重檢測(cè)裝置和脫硫液pH值檢測(cè)裝置中的至少一種裝置。
[0017] 根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，過程參數(shù)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)一步包括硫酸錠循錠 濃縮循環(huán)累調(diào)節(jié)裝置和/或氨水流量調(diào)節(jié)裝置。
[0018] 基于上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的煙氣脫硫脫硝一體化設(shè)備具有W下有益效 果：
[0019] (1)通過含計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制方式，實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝裝置的自動(dòng)控制，使脫硫脫硝工 藝流程處理后的煙氣中的S〇2和氮氧化物NOx的含量滿足國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的排放指標(biāo)限 審IJ，克服煙氣量、煙氣成分波動(dòng)，W及各種內(nèi)部擾動(dòng)；
[0020] (2)通過采樣周期內(nèi)對(duì)參數(shù)進(jìn)行采樣，檢測(cè)擾動(dòng)參數(shù)，及時(shí)調(diào)整過程參數(shù)，實(shí)現(xiàn)脫 硫脫硝裝置的運(yùn)行優(yōu)化，減少臭氧用量和增壓風(fēng)機(jī)電耗，降低裝置運(yùn)行成本；
[0021] (3)通過設(shè)定合理的采樣周期，更好地克服脫硫脫硝過程大慣性大滯后的影響，提 局巧制精度；
[0022] (4)通過設(shè)置測(cè)擾動(dòng)前饋反饋裝置，能更加準(zhǔn)確的控制各參數(shù)W及控制最終煙氣 的S〇2含量和氮氧化物NOx含量。
【附圖說明】
[0023] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種脫硫脫硝工藝的示意圖；
[0024] 圖2是多變量控制的煙氣脫硫脫硝一體化設(shè)備的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合具體實(shí)施例，并 參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026] 實(shí)施例
[0027] 如圖2所示，在本實(shí)用新型的脫硫脫硝一體化設(shè)備中，設(shè)及控制方式的相關(guān)設(shè)置如 下：
[0028] 首先，過程參數(shù)檢測(cè)儀表:脫硫塔入口臭氧流量檢測(cè)裝置II;脫硝塔入口的臭氧流 量檢測(cè)裝置12;脫硫液循環(huán)量檢測(cè)裝置13;脫硝液循環(huán)量檢測(cè)裝置14;脫硝液尿素含量檢測(cè) 裝置15;增壓風(fēng)機(jī)出口壓力檢測(cè)裝置16;脫硫塔入口煙氣成分檢測(cè)裝置口 (包括N0、N02和S〇2 的成分）；脫硫塔儲(chǔ)液槽氧化空氣入口風(fēng)壓檢測(cè)裝置18;累送值脫硫塔頂部的脫硝塔底殘液