锅炉氨法脱硫烟气排放与氨逃逸平衡控制的装置及方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及脱硫烟气在线监测系统(CEMS)控制技术，特别是锅炉氨法脱硫烟气排放与氨逃逸平衡控制的装置及方法。
[0002]【背景技术】:
锅炉氨法烟气脱硫是指以氨基物质作吸收剂，脱除烟气中的SO2并回收副产物(亚硫酸(氢)铵)的湿式烟气脱硫工艺。称氨法。
[0003]氨法烟气脱硫以SOjP NH 3的反应为基础，其第一步反应:
SO2+ H2O + NH3 — (NH4) HSO3
脱硫的中间产物为亚硫酸(氢)铵吸收液，可用于不同的方法处理获得不同的产品，从而形成不同的脱硫方法。其中较为成熟的为氨-石膏法，氨-亚硫酸铵法和氨-硫酸氨法。采用氨法脱硫方法中，吸收原理和过程是相同的，不同在于对吸收液的处理方法和工艺管线。氨法吸收SO2的原理如下:
当氨投入量较少时发生第一步反应(I):
SO2+ H2O + NH3 — (NH4) HSO3----------------------------(I)
当氨投入量较多时发生第二步反应(2):
SO2+ H2O + 2NH3 — (NH4)2SO3----------------------------(2)
在吸收过程中(NH4)HSO3对SO2F具有吸收能力，随着吸收过程的进行，(NH4)2SO3将不断吸收SO2+H2O发生第三步反应(3):
SO2+ H2O + (NH4)2SO3 — (NH4) HSO3--------------------(3)
随着吸收液中的(NH4)HSO3浓度的增大，吸收液吸收能力下降，要使得脱硫效率高就需向吸收液中不断补充新鲜的氨，使(NH4)HSO3转变为(NH4)2SO3,以保证吸收的能力有效去除SO20因此氨法吸收是利用(NH4)2SO3吸收SO2，补充氨是用于保持吸收液中的(NH4)2SO3的一定浓度。
[0004]在脱硫过程中氨作为吸收剂过多或过少都不好，过少脱硫不彻底，过多就会产生氨的逃逸而副反应生成铵盐，造成设备腐蚀，资金浪费，运行成本增加，且形成新的二次污染，无法达国家排放标准。
[0005]因此，在锅炉氨法脱硫工艺中既保证脱硫效率、二氧化硫达标排放的同时还要控制注氨的方式和方法。
[0006]现有技术锅炉氨法脱硫烟气二氧化硫排放与氨逃逸平衡控制的装置由I)配氨系统、2 )硫铵系统、3 )脱硫及氨控制系统组成。
[0007]I)配氨系统:浓氨罐I与稀氨罐2连通、稀氨罐2通过加水调节阀3与水源管连通，稀氨罐2稀氨水出口通过截止阀与一级氨浓度测定仪4连通。一级氨浓度测定仪4的信息输出端与PLC中央处理器信息输入端线路连接；PLC中央处理器信息输出端与加水调节阀3信息输入端线路连接。
[0008]通过检测稀氨罐2出口管的稀氨水浓度信号作为被控对象进入到自控PLC中央处理器，与预先设定好的给定值(假设5%)进行比较，其偏差值在PLC中央处理器比较运算下输出相应信号去控制加水调节阀3的开启度来控制工业用水的流量使来自浓氨罐I的浓氨水在稀氨罐2中调配成一定浓度(假设5%左右)的稀氨水，并且保持恒定。
[0009]2)硫钱系统:加氨栗5的进水口与配氨系统的一级氨浓度测定仪4的出水口连通，加氨栗5出水口依次与氨水流量计6、加氨调节阀7、截止阀、硫铵配液槽8连通；硫铵配液槽8另一进水口与脱硫循环池9连通、脱硫循环池9进水口与脱硫塔13的脱硫液回水口连通接收循环脱硫液；硫铵配液槽8的出水口串接一个脱硫液(亚硫酸铵)密度测定仪10与脱硫及氨控制系统的脱硫栗11连通。脱硫液(亚硫酸铵)密度测定仪10的信息输出端与PLC中央处理器信息输入端线路连接；PLC中央处理器信息输出端与加氨调节阀7信息输入端线路连接。
[0010]通过检测脱硫液(亚硫酸铵)密度测定仪10脱硫液(亚硫酸铵)密度信号作为被控对象进入到PLC中央处理器比较，与预先设定好的给定值(假设1.2t/m3)进行比较，其偏差值在模块运算下输出相应信号去控制加氨调节阀7的开启度来控制稀氨水的流量与来自脱硫循环池9的循环脱硫混和液[(NH4) HSO3+(NH4)2SO3]在硫铵配液槽8中混合调配成一定浓度(假设1.2t/m3左右)的脱硫液(亚硫酸铵)的混流液，并且保持恒定。
[0011]3)脱硫及氨控制系统:脱硫栗11与混流液调节阀12连通，混流液调节阀12与脱硫塔13连通，脱硫塔13烟气出口管安装二氧化硫测定仪14与烟囱16连通。二氧化硫测定仪14的信息输出端与PLC中央处理器信息输入端线路连接；PLC中央处理器信息输出端与混流液调节阀12信息输入端线路连接。
[0012]通过检测脱硫烟气出口管的二氧化硫浓度作为被控对象进入到自控PLC中央处理器，去自动调节改变稀氨水流量来实现控制，使锅炉氨法脱硫后烟气二氧化硫浓度排放达到国家排放标准。
[0013]控制方法为:1、稀氨水氨浓度调控:PLC中央处理器根据配氨系统的稀氨罐2稀氨水一级氨浓度测定仪4氨浓度参数与预先设定好的给定值进行比较，调节加水调节阀3开度从而调节稀氨罐2稀氨水的氨浓度；2、脱硫液浓度调控:PLC中央处理器根据硫铵系统的脱硫液密度测定仪10的脱硫液密度参数与预先设定好的给定值进行比较，调节加氨调节阀7的开度从而调节进入硫铵配液槽8的脱硫液浓度；3、混流液流量调控:PLC中央处理器根据脱硫及氨控制系统的二氧化硫测定仪14的二氧化硫参数与预先设定好的给定值进行比较，调节混流液调节阀12的开度从而调节进入脱硫塔13的混流液流量。
[0014]这种装置的缺陷在于:当加稀氨水流量过少烟气脱硫不彻底，过多就会产生氨的逃逸而副反应生成铵盐，造成设备腐蚀，资金浪费，运行成本增加，且形成新的二次污染，无法达国家排放标准。而本装置只检测脱硫参数，没检测脱硫中参数氨逃逸参数，运行成本增加，且形成新的二次污染。在上述三步化学反应式中，都在脱硫塔12中进行，三步化学相对的反应量分别是变量、并且产生互为叠加影响，加大三变量波动，使烟气同样的脱硫参数中氨逃逸波动参数变化幅度也加大。因此只检测烟气脱硫参数是不完整的。
[0015]
【发明内容】
:
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种锅炉氨法脱硫烟气排放与氨逃逸平衡控制的装置及方法，确保脱硫后产物达国家排放标准，即在最小的氨逃逸量情况下，氨的排放达国家排放标准彡10mg/m3，二氧化硫的排放达到国家环保标准彡200mg/m3 (此值为假设值，因不同类型的锅炉国家环保排放标准不同)。
[0016]本发明装置方案是:包括配氨系统、硫铵系统、脱硫及氨控制系统，其特征在于:脱硫及氨控制系统的二氧化硫测定仪与烟