专利名称：一种双pH值调节的烟气脱硫系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及环保技术领域的火力发电厂脱硫技术，特别是适用于脱硫装置增容改造的双pH值调节的烟气脱硫系统及其控制方法。
背景技术：
近年来，随着环保要求的逐渐提高，为了降低电厂烟气中SO2的排放量，许多电厂增加了脱硫装置，其核心设备为吸收塔。吸收塔的底部是吸收剂浆液池，吸收剂通常采用石灰石。浆池上部是锅炉原烟气入口，再向上的位置是若干喷淋层。浆液循环泵将循环浆液(pH通常为5 6)从浆液池中抽出，通过喷淋层吸收剂浆液变成大量的液雾，与原烟气逆向进行传热传质交换，从而除去烟气中的S02。烟气中的SO2在浆液池中主要以HSOf的形式存在，通过向浆池中鼓入氧化风，最终变成石膏CaSO4 · 2H20。现有技术中，脱硫装置吸收塔在设计煤种或校核煤种条件下，对锅炉负荷有很强的适应性，一般都能达到设计的脱硫效率。然而，由于我国幅员辽阔，煤种众多，煤质也良莠不齐。大多数电厂都很难控制煤的来源，燃烧稳定的煤种。这就导致电厂燃用的燃煤很难保证不变的含硫量，燃用含硫量高于脱硫系统设计值的高硫煤在所难免，从而原烟气中的含硫量往往也会超出设计值，脱硫装置吸收塔经常在高SO2浓度的条件下运行，导致浆液pH值过低，脱硫效率下降，管路设备腐蚀严重等很多问题的发生。当发生燃煤含硫量超过设计值时，脱硫装置需要进行增容改造，才能适应新的煤种。而增容改造往往需要增加液气比，才能提高脱硫效率。因此就需要增加循环泵，或者改用流量更大的循环泵。这不仅需要较高的设备投资，也增加了脱硫装置的厂用电率，所需的施工周期也较长。对于场地狭小的情况，往往很难找到合适的位置布置新的循环泵，因此增加液气比的方案更加困难。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺点，本发明的目的是提供一种双PH值调节的烟气脱硫系统及其控制方法。它既可以满足燃煤含硫量增加后，吸收塔对脱硫剂耗量的需求，提高脱硫效率，同时也不需要对循环浆液系统进行改造，具有投资省、运行成本低、占地面积小、改造施工便捷、自动化程度高、调节方便、运行稳定等特点。为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现
一种双PH值调节的烟气脱硫系统，它包括脱硫装置和与脱硫装置连接的石灰石供应装置。所述脱硫装置包括吸收塔和置于循环浆液管道上的循环泵。所述石灰石供应装置包括依次连接的石灰石仓、石灰石给料机、石灰石浆液罐、石灰石流量计和石灰石调节阀，吸收塔的下部连接有石灰石PH计。石灰石供应装置中的石灰石供浆控制模块分别与储水罐一、石灰石流量计、石灰石调节阀和石灰石PH计相连并进行控制。其结构特点是，它还包括控制模块以及与脱硫装置连接的消石灰供应装置。所述消石灰供应装置包括依次连接的生石灰仓、消石灰给料机、石灰消化罐、消石灰输送泵、消石灰浆液罐、消石灰供浆泵、消石灰流量计和消石灰调节阀。消石灰调节阀的出口管路与吸收塔循环泵入口处的循环浆液管道相连接，循环泵入口处的循环浆液管道上设置消石灰PH计。储水罐二通过消石灰密度计分别连接到石灰消化罐和消石灰浆液罐的顶部。消石灰供应装置中的消石灰供浆控制模块分别与储水罐二、消石灰流量计、消石灰调节阀和消石灰PH计相连并进行控制，控制模块分别与石灰石供浆控制模块以及消石灰供浆控制模块相连接。实现上述双pH值调节的烟气脱硫系统的控制方法，它包括脱硫装置和与脱硫装置连接的石灰石供应装置、消石灰供应装置，其主要步骤为
①消石灰供应装置中的生石灰仓通过消石灰给料机向石灰消化罐中定量给料，同时储水罐二通过消石灰密度计向石灰消化罐加入水，将石灰配置成消石灰浆液；
②配置完成的消石灰浆液通过消石灰输送泵输送至消石灰浆液罐中存储，并通过消石灰供浆泵向吸收塔供应消石灰浆液；
③控制模块根据原烟气中二氧化硫浓度、钙硫比、液气比以及需要的二氧化硫脱除效率计算吸收塔内所需的供浆量，将吸收塔所需供浆量分配给石灰石供应装置和消石灰供应装置；
④石灰石供应装置根据石灰石PH计的pH值调节石灰石浆液供浆量；
⑤消石灰的加入点位于吸收塔循环泵入口的循环浆液管道上，同时循环泵入口循环浆液管道上的消石灰pH计与石灰石pH计一起,组成双pH值调节模式,根据消石灰pH计测量的循环浆液PH值，修正消石灰的加入量，消石灰浆液的加入量通过消石灰流量计进行测量，并通过消石灰调节阀进行自动调节控制；
⑥当锅炉低负荷运行，或者燃煤含硫量降低到设计值以内时，可降低消石灰的加入量，或者关闭消石灰供应装置，使吸收塔能够适应工况稳定运行。在上述控制方法中，所述石灰消化罐中的消石灰浆液浓度为10% 20%。在上述控制方法中，所述控制模块将吸收塔所需供浆量中的1/3 1/2分配给消石灰供应装置，其余供浆量分配给石灰石供应装置。在上述控制方法中，所述石灰石pH计的pH值控制在5 6。在上述控制方法中，所述消石灰pH计的pH值控制在7 9。本发明由于采用上述结构和方法，通过向循环浆液中加入pH值较高的消石灰浆液，提高了循环浆液的PH值，由于消石灰溶解速度快，pH值高，对SO2的吸收效果远好于石灰石，因此可以极大增强循环浆液的脱硫效果，提高吸收塔的脱硫效率，满足脱硫装置增容改造的目的。同时浆池内浆液PH值维持在较低水平，避免结垢堵塞等问题。通过对循环浆液PH值和浆池浆液pH值的分别优化控制，可在提高脱硫效率的同时，保证吸收塔的安全稳定运行，对煤质的变化有极佳的适应能力。本发明中的消石灰供应装置，可满足吸收塔对脱硫剂消耗量增加的需求。同时不需要对原有石灰石供应装置进行增容改造。消石灰可能会与烟气中CO2反应，生成石灰石CaCO3，石灰石可继续与SO2反应，不会造成脱硫剂的浪费。由于吸收塔浆池中采用石灰石浆液来调节浆液PH值，这避免了采用纯消石灰作为脱硫剂时，PH值不易控制、吸收塔易结垢堵塞、脱硫剂消耗成本高等问题。而与纯石灰石作为脱硫剂的技术方案相比，部分采用消石灰作为脱硫剂可极大增强循环浆液的脱硫效果，提高脱硫效率，降低液气比。本发明不需要对循环泵进行改造，因此改造工作量小，施工周期短，投资成本低，特别是对于不能旁路运行的脱硫系统而言，所需的停炉时间很短，甚至可以实现不停炉改造，对电厂的经济效率有很重要的意义。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。
图I为本发明系统结构示意图2为本发明控制方法流程图。
具体实施例方式参看图1，本发明包括脱硫装置和与脱硫装置连接的石灰石供应装置、消石灰供应装置以及控制模块。脱硫装置包括吸收塔11和置于循环浆液管道上的循环泵12。石灰石供应装置包括依次连接的石灰石仓14、石灰石给料机15、石灰石浆液罐16、石灰石流量计17和石灰石调节阀18，吸收塔11的下部连接有石灰石pH计13。石灰石供应装置中的石灰石供浆控制模块分别与储水罐一 19、石灰石流量计17、石灰石调节阀18和石灰石pH计13相连并进行控制。消石灰供应装置包括依次连接的生石灰仓I、消石灰给料机2、石灰消化 罐3、消石灰输送泵4、消石灰浆液罐6、消石灰供浆泵7、消石灰流量计8和消石灰调节阀9。消石灰调节阀9的出口管路与吸收塔11循环泵12入口处的循环浆液管道相连接，循环泵12入口处的循环浆液管道上设置消石灰pH计10。储水罐二 20通过消石灰密度计5分别连接到石灰消化罐3和消石灰浆液罐6的顶部，消石灰供应装置中的消石灰供浆控制模块分别与储水罐二 20、消石灰流量计8、消石灰调节阀9和消石灰pH计10相连并进行控制。控制模块分别与石灰石供浆控制模块以及消石灰供浆控制模块相连接。参看图2，本发明系统的控制方法步骤为
①消石灰供应装置中的生石灰仓I通过消石灰给料机2向石灰消化罐3中定量给料，同时储水罐二 20通过消石灰密度计5向石灰消化罐3加入水，将石灰配置成浓度为10% 20%的消石灰浆液；
②配置完成的消石灰浆液通过消石灰输送泵4输送至消石灰浆液罐6中存储，并通过消石灰供浆泵7向吸收塔11供应消石灰浆液；消石灰浆液的加入量通过消石灰流量计8进行测量，并通过消石灰调节阀9进行自动调节控制；
③控制模块根据原烟气中二氧化硫浓度、钙硫比、液气比以及需要的二氧化硫脱除效率计算吸收塔11内所需的供浆量，将吸收塔11所需供浆量分配给石灰石供应装置和消石灰供应装置，其中所需供浆量中1/3 1/2分配给消石灰供应装置，其余供浆量分配给石灰石供应装置。④石灰石供应装置根据石灰石pH计13的pH值调节石灰石浆液供浆量，将浆池浆液PH值也就是石灰石pH计13的值控制在5 6 ;
⑤消石灰的加入点位于吸收塔11循环泵12入口的循环浆液管道上，同时循环泵12入口循环浆液管道上的消石灰PH计10与石灰石pH计13 —起，组成双pH值调节模式，根据消石灰PH计10测量的循环浆液pH值，修正消石灰的加入量，将循环浆液的pH值也就是消石灰PH计10的值控制在8 10，消石灰浆液的加入量通过消石灰流量计8进行测量，并通过消石灰调节阀9进行自动调节控制；
当锅炉低负荷运行，或者燃煤含硫量降低到设计值以内时，可降低消石灰的加入量，或者关闭消石灰供应装置，使吸收塔11能够适应工况稳定运行。
权利要求
1.一种双pH值调节的烟气脱硫系统，它包括脱硫装置和与脱硫装置连接的石灰石供应装置，所述脱硫装置包括吸收塔(11)和置于循环浆液管道上的循环泵(12)，所述石灰石供应装置包括依次连接的石灰石仓(14)、石灰石给料机(15)、石灰石浆液罐(16)、石灰石流量计(17)和石灰石调节阀(18)，吸收塔(11)的下部连接有石灰石pH计(13)，石灰石供应装置中的石灰石供浆控制模块分别与储水罐一(19)、石灰石流量计(17)、石灰石调节阀(18)和石灰石pH计(13)相连并进行控制，其特征在于，它还包括控制模块以及与脱硫装置连接的消石灰供应装置，所述消石灰供应装置包括依次连接的生石灰仓(I)、消石灰给料机 (2)、石灰消化罐(3)、消石灰输送泵(4)、消石灰浆液罐(6)、消石灰供浆泵(7)、消石灰流量计(8)和消石灰调节阀(9)，消石灰调节阀(9)的出口管路与吸收塔(11)循环泵(12)入口处的循环浆液管道相连接，循环泵(12)入口处的循环浆液管道上设置消石灰pH计(10)，储水罐二(20)通过消石灰密度计(5)分别连接到石灰消化罐(3)和消石灰浆液罐(6)的顶部，消石灰供应装置中的消石灰供浆控制模块分别与储水罐二( 20 )、消石灰流量计(8 )、消石灰调节阀(9)和消石灰pH计(10)相连并进行控制，控制模块分别与石灰石供浆控制模块以及消石灰供浆控制模块相连接。
2. 实现如权利要求I所述双PH值调节的烟气脱硫系统的控制方法，它包括脱硫装置和与脱硫装置连接的石灰石供应装置、消石灰供应装置，其主要步骤为 ①消石灰供应装置中的生石灰仓(I)通过消石灰给料机(2)向石灰消化罐(3)中定量给料，同时储水罐二(20)通过消石灰密度计(5)向石灰消化罐(3)加入水，将石灰配置成消石灰浆液； ②配置完成的消石灰浆液通过消石灰输送泵(4)输送至消石灰浆液罐(6)中存储，并通过消石灰供浆泵(7)向吸收塔(11)供应消石灰浆液； ③控制模块根据原烟气中二氧化硫浓度、钙硫比、液气比以及需要的二氧化硫脱除效率计算吸收塔(11)内所需的供浆量，将吸收塔(11)所需供浆量分配给石灰石供应装置和消石灰供应装置； ④石灰石供应装置根据石灰石pH计(13)的pH值调节石灰石浆液供浆量； ⑤消石灰的加入点位于吸收塔(11)循环泵(12)入口的循环浆液管道上，同时循环泵(12)入口循环浆液管道上的消石灰pH计(10)与石灰石pH计(13) —起，组成双pH值调节模式，根据消石灰pH计(10)测量的循环衆液pH值,修正消石灰的加入量,消石灰衆液的加入量通过消石灰流量计(8)进行测量，并通过消石灰调节阀(9)进行自动调节控制； ⑥当锅炉低负荷运行，或者燃煤含硫量降低到设计值以内时，可降低消石灰的加入量，或者关闭消石灰供应装置，使吸收塔(11)能够适应工况稳定运行。
3.根据权利要求2所述的双pH值调节的烟气脱硫系统的控制方法，其特征在于，所述石灰消化罐(3)中的消石灰浆液浓度为10% 20%。
4.根据权利要求2所述的双pH值调节的烟气脱硫系统的控制方法，其特征在于，所述控制模块将吸收塔(11)所需供浆量中的1/3 1/2分配给消石灰供应装置，其余供浆量分配给石灰石供应装置。
5.根据权利要求2所述的双pH值调节的烟气脱硫系统的控制方法，其特征在于，所述石灰石pH计(13)的pH值控制在5 6。
6.根据权利要求2所述的双pH值调节的烟气脱硫系统的控制方法，其特征在于，所述消石灰pH计(10)的pH值控制在7 9。
全文摘要
一种双pH值调节的烟气脱硫系统及其控制方法，涉及环保技术领域的火力发电厂脱硫技术。本发明系统包括脱硫装置和石灰石供应装置。它还包括控制模块以及与脱硫装置连接的消石灰供应装置。消石灰供应装置包括依次连接的生石灰仓、消石灰给料机、石灰消化罐、消石灰输送泵、消石灰浆液罐、消石灰供浆泵、消石灰流量计和消石灰调节阀。消石灰供浆控制模块分别与储水罐二、消石灰流量计、消石灰调节阀和消石灰pH计相连并进行控制，控制模块分别与石灰石供浆控制模块以及消石灰供浆控制模块相连接。本发明可以提高脱硫效率，具有投资省、运行成本低、占地面积小、改造施工便捷、自动化程度高、调节方便、运行稳定等特点。
文档编号B01D53/62GK102974201SQ20111022520
公开日2013年3月20日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者汤乐萍, 肖海涛, 崔旭东, 邵小珍, 王圣, 孟德润, 高小红 申请人:同方环境股份有限公司