一种烟气脱硝催化剂防低温运行自动保护方法及控制系统与流程

本发明属于烟气脱硝技术领域，具体地说，涉及一种烟气脱硝催化剂防低温运行自动保护方法及控制系统。

背景技术：

氮氧化物(nox)是主要的大气污染物之一，会促进酸雨的形成，增加近地层大气的臭氧浓度，产生光化学烟雾，影响空气能见度；对人体有强烈的刺激作用，引起呼吸道疾病，严重时会导致死亡。

工业生产中的氮氧化物主要来源是燃料的燃烧，燃料的燃烧主要是煤炭的燃烧，scr脱硝工艺化学反应所需要的温度主要取决于脱硝催化剂的种类。当烟气温度低于催化剂的适用温度范围下限时，在催化剂上会发生副反应，nh3与so3和h2o反应生成(nh4)2so4或nh4hso4,减少与nox的反应，生成物附着在催化剂表面，堵塞催化剂的通道和微孔，降低催化剂的活性；同时局部堵塞还会造成催化剂的磨损，也会导致下游的空预器等设备堵灰加重，在环保和安全等方面产较大的影响。如果烟气温度高于催化剂的使用温度，催化剂通道和微孔会发生变形，导致有效通道和面积减少，从而使催化剂失活。温度越高，会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象，催化剂失活越快。另外，脱硝催化剂一旦中毒失效，进行活性再生或更换新的脱硝催化剂，成本费用特别昂贵，也对企业的经济效益产生影响。综上，如果烟气scr工艺脱硝系统中脱硝催化剂活性降低甚至最终中毒失效，将会对整个企业的经营、安全和环保带来不利影响，尤其是环保方面会对整个社会产生更大的影响，实际运行中易发生超低温运行，超高温运行发生的几率较小，因此，如何对脱硝催化剂进行防低温运行保护是烟气scr工艺脱硝技术中一个重要的研究课题。

为了保护脱硝催化剂的活性，提高烟气脱硝的效率，往往通过调节脱硝系统运行的烟气温度使脱硝催化剂具有良好活性，烟气温度过高会使结构发生变化而失活，烟气温度过低，并在该低温范围内运行时间过长，会给脱硝催化剂造成不可逆转的损坏，当脱硝催化剂在一定范围内的低温下运行一个较短时间时，当将烟气温度升至能够使脱硝催化剂再生的度范围运行必要的时间，脱硝催化剂可恢复活性，由于烟气温度的变化可能随时发生，依靠工作人员进行统计存在以下缺点：一是统计结果可能不准，二是人员工作量大，三是因为技术要求负责统计方法繁琐可靠性不高，有可能对脱硝催化剂活性造成不可逆转的损害。

gps系统主要由空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分组成，其中，用户设备主要为gps接收机，主要作用是从gps卫星收到信号并利用传来的信息计算用户的三维位置及时间，因此gps具有精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中。

有鉴于此特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种烟气脱硝催化剂防低温运行自动保护方法及控制系统，该控制方法解决了：(1)通过该控制方法，能够实现控制的自动化，温度及时间的控制更加准确，不易因人为控制偏差，造成脱硝催化剂不可逆转的损坏；(2)由于控制工序繁琐，易于出现偏差甚至错误，通过使用该控制方法，人员工作量小，使用方便；(3)该控制方法中可以预设临界温度，适用于多种不同的脱硝催化剂参与的脱硝催化，应用广泛。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种烟气脱硝催化剂防低温运行自动保护方法，其特征在于：包括：

s1，预先在dcs控制系统中设定如下临界温度：

最高运行温度mxot：使脱硝催化剂失活的最高烟气温度；

恢复温度rt：使脱硝催化剂再生的最低烟气温度；

最低运行温度mot：使脱硝催化剂失活的最低烟气温度；

最低喷氨温度mit：脱硝催化装置进行喷氨的最低烟气温度；

低温运行最长时间t2：允许脱硝催化在mit＜q＜mot内运行的最长时间；

临界时间t1，所述t1为脱硝催化剂在mit＜q＜mot运行t2后，在mot＜q＜mxot温度下再生所需的最短再生时间，才可允许烟气温度q再次降至mot以下；

s2，温度传感器实时检测烟道中烟气温度q并接入dcs控制系统；

s4，当温度升至mit或温度降至mot时，dcs控制系统统计mit＜q＜mot脱硝催化装置的持续运行时间a；当温度升至rt时，dcs控制系统统计rt＜q＜mxot内脱硝催化剂的持续运行时间b；

s5，dcs控制系统参考持续运行时间a、持续运行时间b、烟气温度q、低温运行最长时间t2与临界温度，控制脱硝供氨管道的阀门和计时器。

(1)通过该控制方法，能够实现烟气脱硝催化剂工序的自动化控制，通过该控制方法，将温度及时间等因素通过dcs控制系统予以量化，与人为控制相比较，该自动控制更加准确，不易产生控制偏差，脱硝催化剂不易出现不可逆转的损坏；(2)在该控制方法中设定预设临界温度，该临界温度与脱硝催化剂自身性质有关，因此，该控制方法可以对多种不同的脱硝催化剂或多个不同厂家同类脱硝催化剂所产生的细微不同进行调整，适用范围更广；(3)由于控制工序繁琐，易于出现偏差甚至错误，通过使用该控制方法，人员工作量小，使用方便，更经济。

所述步骤s5中，当a＞t2时，dcs控制系统控制脱硝供氨管道的阀门关闭，当a≤t2时，dcs控制系统对持续运行时间a和持续运行时间b进行比较，控制计时器。

由于t2为允许脱硝催化在mit＜q＜mot内运行的最长时间，当脱硝催化剂在此温度下运行时间超过t2小时，脱硝催化剂将无法再生，因此，当脱硝催化剂在mit＜q＜mot下运行超过t2小时，dcs控制系统控制脱硝供氨管道的阀门关闭；当a≤t2，dcs控制系统控制计时器继续累积时间。

所述步骤s5中，当a≤t2时，dcs控制系统计算时间差t＝持续运行时间a-持续运行时间b，当t＝0时，dcs控制系统控制计时器停止计时，当t＞0时，dcs控制系统继续计时，参考t与t2-t1大小关系，控制脱硝供氨管道的阀门和计时器。

脱硝催化剂在mit＜q＜mot运行对脱硝催化剂的损坏可通过使脱硝催化剂在rt＜q＜mxot温度下运行来再生，当持续运行时间a＝持续运行时间b时，脱硝催化剂完全再生，dcs控制系统停止计时，持续运行时间b不再累计，并可在mot＜q＜mxot温度下正常运行均不累计时间，当温度mit＜q＜mot时，再继续计算时间；当t＞0时，脱硝催化剂还未完全再生时，dcs控制系统参考t与t2-t1的大小，控制脱硝供氨管道的阀门和计时器。

当t＞t2-t1且烟气温度q再次降至最低运行温度mot以下时，dcs控制系统控制脱硝供氨管道的阀门关闭。

当t＞t2-t1且烟气温度q再次降至最低运行温度mot以下时，将对脱硝催化剂造成不可再生的损坏，因此在此情况下，dcs控制系统控制脱硝供氨管道的阀门关闭。

当0＜t≤t2-t1时，烟气温度q再次降至mot以下，dcs控制系统统计mit＜q＜mot内的工序的持续运行时间a，当a+t＞t2，则dcs控制系统则控制脱硝供氨管道的阀门关闭；当当a+t≤t2时，则dcs控制系统控制计时器继续统计时间。

当0＜t≤t2-t1时，烟气温度q可以再次降至mot以下运行一段时间dcs控制系在温度降至mot以下时开始统计mit＜q＜mot内的工序的持续运行时间a，当a+t＞t2，则dcs控制系统则控制脱硝供氨管道的阀门关闭，当a+t≤t2时，则dcs控制系统控制计时器继续统计时间。

还包括s6，在dcs控制系统控制阀门关闭前，dcs控制系统控制警报装置预报警或在dcs控制系统控制阀门关闭时，dcs控制系统控制警报装置报警。

通过设置报警装置，并将报警装置与dcs控制系统电连接，当阀门关闭时或关闭前提醒工作人员，方便工作人员对脱硝催化反应的监控。

所述dcs控制系统中设有用于计时的时间接收器；时间接收器接收时间信号，用于dcs控制系统进行时间统计。

通过设置时间接收装置，使各个节点的时间一致，dcs控制系统统计的时间更加准确。

一种采用上述控制方法的自动保护系统，包括dcs控制系统、供氨系统、脱硝装置，所述脱硝装置内设有烟道，所述烟道与所述的供氨系统通过供氨管路连接，所述供氨管路上设有阀门，所述脱硝装置内设有温度传感器，所述温度传感器与dcs控制系统电连接，所述dcs控制系统与阀门电连接。

所述温度传感器设置在供氨管路出口和烟气脱硝催化剂之间。

通过将温度传感器设置在供氨管路出口和烟气脱硝催化剂，在烟气进入脱硝催化剂的前段进行烟气的温度的检测，方便dcs控制系统进行温度统计，监测更加准确。

还包括报警系统，所述报警系统与所述dcs控制系统电连接。

通过报警系统，方便工作人员了解脱销催化工序的工作状态。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：(1)通过该控制方法，能够实现控制的自动化，温度及时间的控制更加准确，不易因人为控制偏差，造成脱硝催化剂不可逆转的损坏；(2)由于控制工序繁琐，易于出现偏差甚至错误，通过使用该控制方法，人员工作量小，使用方便；(3)该控制方法中可以预设临界温度，适用于多种不同的脱硝催化剂对反应的催化，应用广泛。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明自动保护方法流程示意图；

图2是本发明自动保护系统结构示意图。

图中：101、液氨储罐102、蒸发槽103、脱硝装置104、阀门105、缓冲罐201、烟道202、温度传感器203、脱硝催化剂300、dcs控制系统301、时间接收器。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一:

如图1-2所示,一种烟气脱硝催化剂防低温运行自动保护方法，包括：

s1，预先在dcs控制系统中设定如下临界温度：

最高运行温度mxot：使脱硝催化剂失活的最高烟气温度；

恢复温度rt：使脱硝催化剂再生的最低烟气温度；

最低运行温度mot：使脱硝催化剂失活的最低烟气温度；

最低喷氨温度mit：脱硝催化装置进行喷氨的最低烟气温度；

低温运行最长时间t2：允许脱硝催化在mit＜q＜mot内运行的最长时间；

临界t1：所述t1为脱硝催化剂在mit＜q＜mot运行t2后，在mot＜q＜mxot温度下再生所需的最短再生时间，才可允许烟气温度q再次降至mot以下；

s2，温度传感器实时检测烟道中烟气温度q并接入dcs控制系统；

s4，dcs控制系统内设有用于计时的时间接收器；时间接收器接收时间信号，用于dcs控制系统进行时间统计，当温度升至mit或温度降至mot时，dcs控制系统统计mit＜q＜mot脱硝催化装置的持续运行时间a；当温度升至rt时，dcs控制系统统计rt＜q＜mxot脱硝催化剂的持续运行时间b；

s5，dcs控制系统参考持续运行时间a、持续运行时间b，计算时间差t＝持续运行时间a-持续运行时间b，dcs控制系统参考持续运行时间a、持续运行时间b、烟气温度q、时间差t、t1、t2与临界温度，控制脱硝供氨管道的阀门和计时器。

s6，在dcs控制系统控制阀门关闭前，dcs控制系统控制警报装置预报警或在dcs控制系统控制阀门关闭时，dcs控制系统控制警报装置报警。

当烟气温度q＞mxot时，脱硝催化剂会因高温而失活，dcs控制系统控制控制阀门关闭。

当脱硝催化剂在mit＜q＜mot下(以下简称低温运行温度，脱硝催化剂在该温度下运行简称低温运行)，当脱硝催化剂在该温度下持续运行时间a＞t2，脱硝催化剂失活，不可再生，即使有氨气通过，脱硝催化剂也不可完成脱硝催化，则dcs控制系统控制脱硝供氨管道的阀门关闭；

当脱硝催化剂在mit＜q＜mot下，持续运行时间a≤t2，可以通过高温使脱硝催化剂再生，再生温度为rt＜q＜mxot，当温度升至rt时，dcs控制系统统计rt＜q＜mxot脱硝催化剂的持续运行时间b，dcs控制系统通过持续运行时间a和持续运行时间b计算时间差t＝持续运行时间a-持续运行时间b，

当t＝o时，即持续运行时间a＝持续运行时间b，此时在rt＜q＜mxot的持续运行时间b可抵消在低温mit＜q＜mot的持续运行时间a内低温对脱硝催化剂造成的损坏，脱硝催化剂可以完全复性，此时，dcs控制系统控制计时器停止计时；

当脱硝催化剂在mit＜q＜mot下运行t2时间后，脱硝催化剂在rt＜q＜mxot内至少运行t1时间，烟气温度q才可降至mot以下进行低温运行，否则，脱硝催化剂将无法再生，t2-t1为固定值。

当t＞0时，即催化剂在低温运行温度下运行时间小于在rt＜q＜mxot下的运行时间，催化剂并未完全再生，

1)如果t＞t2-t1，烟气温度q降至mot以下，dcs控制系统控制脱硝供氨管道的阀门关闭；

2)如果0＜t≤t2-t1，烟气温度q降至mot以下，可以在mit＜q＜mot温度下再运行一段时间，但是，再降至mot时dcs控制系统再次统计的时间a，如果a+t≤t2，dcs控制系统继续统计时间，脱硝催化剂在低温下进行脱硝催化反应；如果a+t＞t2，则脱硝催化剂失活并且不可再生，此时供氨系统再提供氨气，无法实现脱硝催化反应，因此dcs控制系统控制脱硝供氨管道的阀门关闭。

实施例二：

如图1-2所示,如v2o5/tio2作为脱硝催化剂，应用于本发明的脱硝催化装置内。

一种烟气脱硝催化剂防低温运行自动保护方法，包括：

s1，预先在dcs控制系统中设定如下临界温度：

最高运行温度mxot：使脱硝催化剂失活的最高烟气温度为420℃；

恢复温度rt：使脱硝催化剂再生的最低烟气温度为310℃；

最低运行温度mot：使脱硝催化剂失活的最低烟气温度为300℃；

最低喷氨温度mit：脱硝催化装置进行喷氨的最低烟气温度为290℃；

低温运行最长时间t2：允许脱硝催化在mit＜q＜mot内运行的最长时间为12小时；

临界t1：脱硝催化剂在mot＜q＜mxot温度下再生时，允许温度再次降至mot以下，所需的最短再生时间为11小时；

s2，温度传感器实时检测烟道中烟气温度q并接入dcs控制系统；

s4，dcs控制系统内设有用于计时的时间接收器；时间接收器接收时间信号，用于dcs控制系统进行时间统计，当温度升至290℃或温度降至300℃时，dcs控制系统统计290℃＜q＜300℃脱硝催化装置的持续运行时间a；当温度升至310℃时，dcs控制系统统计310℃＜q＜420℃脱硝催化剂的持续运行时间b；

s5，dcs控制系统参考持续运行时间a、持续运行时间b，计算时间差t＝持续运行时间a-持续运行时间b，dcs控制系统参考持续运行时间a、持续运行时间b、烟气温度q、时间差t、t1、t2与临界温度，控制脱硝供氨管道的阀门，具体保护方法如下：

当脱硝催化剂在290℃＜q＜300℃时(以下简称低温运行温度，脱硝催化剂在该温度下运行简称低温运行)，运行时间过长即a＞12，脱硝催化剂失活，不可再生，即使有氨气通过，脱硝催化剂也不可完成脱硝催化，则dcs控制系统控制阀门关闭；

当脱硝催化剂在290℃＜q＜300℃下，持续运行时间a≤12，可以通过高温再生，将脱硝催化剂再生，再生温度为310℃＜q＜420℃：

当t＝o时，即持续运行时间a＝持续运行时间b，此时在310℃＜q＜420℃的持续运行时间b可抵消在低温290℃＜q＜300℃的持续运行时间a内低温对脱硝催化剂造成的损坏，脱硝催化剂可以完全再生，此时，dcs控制系统停止计时；

当t＞0时，

当脱硝催化剂在290℃＜q＜300℃下运行12时间后，脱硝催化剂在310℃＜q＜420℃内至少运行11时间，烟气温度q才可降至300℃以下进行低温运行，否则，脱硝催化剂将无法再生或再生效果较差，t2-t1＝1。

3)如果t＞1，烟气温度q降至300℃以下，dcs控制系统控制脱硝供氨管道的阀门关闭；

4)如果0＜t≤1，烟气温度q降至300℃以下，脱硝催化剂可在低温下运行时间，dcs控制系统统计的时间a’，如果a’+t≤12，dcs控制系统继续计时，脱硝催化剂在低温下进行脱硝催化反应；如果a’+t＞12，则脱硝催化剂失活并且不可再生，此时供氨系统再提供氨气，无法实现脱硝催化反应，因此dcs控制系统，控制脱硝供氨管道的阀门关闭。

实施例三：

如图1所示,一种应用该烟气脱硝催化剂防低温运行自动保护方法的自动保护系统，包括dcs控制系统300、供氨系统、脱硝装置103，脱硝装置103内设有烟道201，烟气沿烟道201进入脱硝装置103，烟道201与供氨系统通过供氨管路连接，供氨管路上设有阀门104，脱硝装置103内设有温度传感202，温度传感202与dcs控制系统300电连接，dcs控制系统300与阀门104连接。

供氨系统包括液氨储罐101、蒸发槽102、缓冲罐105，液氨在液氨储罐101内依次经蒸发槽102、缓冲罐105后变为氨气，氨气通过供氨管路出口进入烟道201并与烟道201中的烟气混合，混合后的烟气经温度传感202时，温度传感202检测烟气温度q，温度传感202与dcs控制系统300相连，缓冲罐105与烟道201之间的供氨管路上设有用于供氨的阀门104，阀门104与dcs控制系统300电连接；有dcs控制系统控制阀门关闭，混合烟气经脱硝装置103内设有脱硝催化剂203进行脱硝催化，将氮的氧化物还原为氮气。

进一步地，烟道201与供氨管路出口处喷出的氨气汇合后，先进性预混，然后混有氨气的烟气再通过脱硝催化剂203，因此温度传感202设置在供氨管路出口和烟气脱硝催化剂203之间，即预混阶段。

进一步地，温度传感202设置为至少三个，所述的三个温度传感202与脱硝催化剂203的距离均相等，即位于烟气与氨气进行混合的管路的同一径向平面上，使三个传感器检测同一轴向位置的烟气温度，dcs控制系统300根据三个温度值计算平均值，减少误差。

进一步的所述的dcs控制的脱硝供氨管道的阀门104为电磁阀。

进一步的时间接收器301为gps，gps上具有计时功能，gps设置在dcs控制系统300内，并与dcs控制系统300电连接，用于将准确进行时间统计，时间接收器接受到时间后，将时间用于dcs控制系统的时间统计，时间接收器301也可以为其他可供时间的装置。

由于gps系统主要由空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分组成，其中，用户设备主要为gps接收机，主要作用是从gps卫星收到信号并利用传来的信息计算用户的三维位置及时间，因此gps具有精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中，本发明将gps接收机应用于dcs控制系统用于精确定时,使dcs控制系统的时间一致。

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，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。