控制烟气脱硫剂供给的方法和控制系统与流程

本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤指一种控制烟气脱硫剂供给的方法，本发明还公开一种烟气脱硫剂供给的控制系统。

背景技术：

湿法烟气脱硫技术目前被广泛地应用于燃煤锅炉烟气处理系统以脱除烟气中对环境有害的成分二氧化硫。在此技术中采用石灰石(或石灰，下同)作为脱硫剂，将满足一定细度要求的石灰石浆液泵入吸收塔(即脱硫塔)底部的桨池，浆液再由吸收塔循环泵通过布置在脱硫塔外侧的管道与脱硫塔内中上部区域布置的多层喷淋管相连，每一层喷淋管上均布置有许多雾化喷嘴，通过雾化喷嘴喷出的脱硫剂在降落过程中，脱硫剂中的Ca+与烟气中的二氧化硫发生反应，最终生成CaSO4·2H2O，也就是石膏，石膏可加以利用，从而使二氧化硫得以脱除。

随着化学反应的不断进行，脱硫剂中的Ca+含量不断减少，脱除能力降低，因而需要不断补充石灰石，但所需补充的石灰石量如何确定，过去通常的做法是根据吸收塔桨池中浆液的pH值的大小来判定，即为了维持脱硫剂的反应能力，需将浆液的pH值(被调量)维持在5.5～5.8的范围，当pH值变大或变小时，相应地减少或增加石灰石的供给量，使pH值基本保持在所需的范围内。

但这一方法越来越显现出其不足之处，一方面是吸收塔的桨池容积也较大，从脱硫剂加入到被调量pH值出现相应变化所需的时间过长，也即对象的调节特性很差，经常出现过调的现象，导致脱硫效率不稳定且石灰石利用率降低和石膏纯度降低；原因之二是随着排放标准的提高，要求脱硫装置具有更高的脱硫效率，采用了桨池上下分区技术的吸收塔应用而生，桨池上下部分有两个不同的pH值，任一个pH值无法再作为判断供桨量的依据，因此必须寻找更精确高效的控制方式。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种控制烟气脱硫剂供给的方法，实现烟气脱硫剂的精确高效控制。本发明提供一种烟气脱硫剂供给的控制系统。

本发明提供的技术方案如下：一种控制烟气脱硫剂供给的方法，脱硫剂用于与烟气中的二氧化硫发生化学反应以脱硫，所述脱硫剂经过脱硫剂供浆管道进入吸收塔，包括以下步骤：

S100，测量瞬时通入所述烟气中的所述二氧化硫含量，

S200，通过所述脱硫剂脱硫的化学方程式计算与测定的瞬时所述二氧化硫含量相匹配的所述脱硫剂用量，

S300，根据计算得到的瞬时所需的脱硫剂用量调整供应所述脱硫剂供浆管道的阀门开度。

通过测定即将要处理的烟气中的二氧化硫含量来测算所需脱硫剂用量，进而通过控制浆道的阀门开度调整脱硫剂供给，其好处有二，其一是脱硫剂供给与即将融入的二氧化硫含量相匹配，从根本上改变了利用pH值进行调控的滞后性，使得脱硫效率更加稳定、脱硫剂的利用率提高。调控的即时性和准确性得到了极大的提高。可以使用在大锅炉中浆池以及上下分区中奖池中供给脱硫剂。其二是当燃煤煤种变化导致烟气中二氧化硫含量变化或锅炉负荷改变导致烟气流量变化情况下，通过该控制方法即时反应调整供桨量，脱硫系统的负荷适应性更加快捷高效。

优选的，所述步骤S100中，通过气体分析仪测量所述烟气的瞬时流量以及所述烟气中二氧化硫浓度，两个测量值相乘得到瞬时通入所述烟气中的所述二氧化硫含量。

优选的，所述步骤S200包括以下步骤：

S210，通过所述脱硫剂脱硫的化学方程式计算该瞬时化学反应所需的脱硫剂有效成分用量，

S220，结合实际使用脱硫剂的有效成分占比计算所需的脱硫剂用量。

通过脱硫剂脱硫的化学反应配比可以计算出对应瞬时的二氧化硫的脱硫剂的有效成分，针对不同品种的脱硫剂，其作用原理不同化学反应不同，但只需了解其中的脱硫剂与二氧化硫的配比既可以计算瞬时所需的脱硫剂含量。针对不同纯度的脱硫剂，可以根据脱硫剂的有效成分占比计算实际所需的脱硫剂用量。因而可以适用不同种类不同纯度的脱硫剂。

具体的，所述步骤S300包括以下步骤：

S310，将计算得到的瞬时所需的脱硫剂用量与所述供浆管道实时供应的脱硫剂流量进行比较，并计算差值，

S320，根据所述差值控制所述脱硫剂供浆管道的阀门开度。

具体的，所述步骤S320中，根据所述差值通过比例积分控制、比例微分控制以及比例积分微分控制中的一种控制所述脱硫剂供浆管道的阀门开度。使得阀门开度的调整既平稳有序，又精准快捷。

具体的，所述脱硫剂为石灰石，所述脱硫剂的有效成分为碳酸钙。

通过本发明提供的控制烟气脱硫剂供给的方法，能够带来以下至少一种有益效果：

1、脱硫剂供给的调整不再根据“吸收塔中发生化学反应后使浆液的pH值发生改变”这一时间滞后的数据为基础，而是根据即将要处理的烟气中SO2含量来确定供桨量，调控的即时性和准确性得到了很大的提高，也避免了脱硫剂的过剩和不足。

2、保证脱硫系统具有稳定的脱硫效率和脱硫剂利用率。

3、当燃煤煤种变化导致烟气中二氧化硫含量变化或锅炉负荷改变导致烟气流量变化情况下，通过该控制方法即时反应调整供桨量，脱硫系统的负荷适应性更加快捷高效。

4、通过脱硫剂脱硫的化学反应配比可以计算出对应瞬时的二氧化硫的脱硫剂的有效成分，针对不同品种的脱硫剂，其作用原理不同化学反应不同，但只需了解其中的脱硫剂与二氧化硫的配比既可以计算瞬时所需的脱硫剂含量。针对不同纯度的脱硫剂，可以根据脱硫剂的有效成分占比计算实际所需的脱硫剂用量。因而可以适用不同种类不同纯度的脱硫剂。

本发明还公开一种烟气脱硫剂供给的控制系统，其中脱硫剂用于与烟气中的二氧化硫发生化学反应以脱硫，所述脱硫剂经过脱硫剂供浆管道进入吸收塔，烟气脱硫剂供给的控制系统包括：气体分析仪、第一乘法器、第二乘法器、设定器、比较器、调节器以及供浆调节阀。

其中，所述气体分析仪用于测量所述烟气的瞬时流量以及所述烟气中二氧化硫浓度，并将其输入所述第一乘法器；所述第一乘法器用于将所述烟气的瞬时流量以及所述烟气中二氧化硫浓度相乘获得瞬时通入所述烟气中的所述二氧化硫含量，并将其输入所述第二乘法器；所述设定器用于设定所述脱硫剂的有效成分占比以及所述脱硫剂有效成分与反应的二氧化硫的比例关系，并将其输入所述第二乘法器，所述比例关系根据脱硫剂的除硫化学方程式确定；所述供浆调节阀位于所述脱硫剂供浆管道上控制其开度，

所述第二乘法器根据所述第一乘法器的输入与所述设定器的输入计算该瞬时所需的脱硫剂用量，并将其输入到所述比较器；所述比较器用于将所述第二乘法器的输入与所述供浆管道实时供应的脱硫剂流量比较获得差值，并将所述差值输送至所述调节器，所述调节器根据所述差值控制所述供浆调节阀的开度。

具体的，所述调节器为PD调节器、PI调节器以及PID调节器中的一种。

具体的，所述脱硫剂为石灰石，所述脱硫剂的有效成分为碳酸钙。

通过本发明提供的烟气脱硫剂供给的控制系统，能够带来以下至少一种有益效果：

1、脱硫剂供给的调整不再根据“吸收塔中发生化学反应后使浆液的pH值发生改变”这一时间滞后的数据为基础，而是根据即将要处理的烟气中SO2含量来确定供桨量，调控的即时性和准确性得到了很大的提高，也避免了脱硫剂的过剩和不足。

2、保证脱硫系统具有稳定的脱硫效率和脱硫剂利用率。

3、当燃煤煤种变化导致烟气中二氧化硫含量变化或锅炉负荷改变导致烟气流量变化情况下，通过该控制系统即时反应调整供桨量，脱硫系统的负荷适应性更加快捷高效。

4、通过脱硫剂脱硫的化学反应配比可以计算出对应瞬时的二氧化硫的脱硫剂的有效成分，针对不同品种的脱硫剂，其作用原理不同化学反应不同，但只需了解其中的脱硫剂与二氧化硫的配比既可以计算瞬时所需的脱硫剂含量。针对不同纯度的脱硫剂，可以根据脱硫剂的有效成分占比计算实际所需的脱硫剂用量。设定器中均可以预先设定，从而可以适用不同种类不同纯度的脱硫剂。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种控制烟气脱硫剂供给的方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是控制烟气脱硫剂供给的方法实施例的步骤流程图。

图2是控制烟气脱硫剂供给的另一方法实施例的步骤流程图。

图3是烟气脱硫剂供给的控制系统的组成图。

图4是烟气脱硫剂供给的控制系统的控制原理图。

附图标号说明：1、气体分析仪，2、第一乘法器，3、设定器，4、第二乘法器，5、比较器，6、调节器，7、供浆调节阀，8、脱硫剂供浆管道。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

方法实施例一

脱硫剂用于与烟气中的二氧化硫发生化学反应以脱硫，所述脱硫剂经过脱硫剂供浆管道进入吸收塔，本控制烟气脱硫剂供给的方法实施例，如图1所示，包括以下步骤：

S100，测量瞬时通入所述烟气中的所述二氧化硫含量。

S200，通过所述脱硫剂脱硫的化学方程式计算与测定的瞬时所述二氧化硫含量相匹配的所述脱硫剂用量。

S300，根据计算得到的瞬时所需的脱硫剂用量调整供应所述脱硫剂供浆管道的阀门开度。

方法实施例二

脱硫剂用于与烟气中的二氧化硫发生化学反应以脱硫，所述脱硫剂经过脱硫剂供浆管道进入吸收塔，以所述脱硫剂为石灰石，所述脱硫剂的有效成分为碳酸钙为例。

本控制烟气脱硫剂供给的方法实施例，如图2所示，包括以下步骤：

S100，通过气体分析仪1测量所述烟气的瞬时流量以及所述烟气中二氧化硫浓度，两个测量值相乘得到瞬时通入所述烟气中的所述二氧化硫含量。

S210，通过所述脱硫剂脱硫的化学方程式计算该瞬时化学反应所需的碳酸钙有效成分用量。

其中脱硫剂去二氧化硫的反应方程如下：

SO₂(气态)+H₂O→H⁺+HSO₃-

CaCO₃+H⁺+HSO₃^-→Ca²⁺+SO₃^2-+H₂O+CO₂(气态)

SO₃^2-+1/2O₂→SO₄^2-

Ca²⁺+SO₃^2-+1/2H₂O→CaSO₃·1/2H₂O(固态)

Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O→CaSO₄·2H₂O(固态)

S220，结合石灰石中碳酸钙的占比计算所需的脱硫剂用量，

S310，将计算得到的瞬时所需的石灰石用量与所述供浆管道实时供应的石灰石流量进行比较，并计算差值，

S320，根据所述差值控制所述脱硫剂供浆管道的阀门开度。

具体的，所述步骤S320中，根据所述差值通过比例积分控制、比例微分控制以及比例积分微分控制中的一种控制所述脱硫剂供浆管道的阀门开度。

控制系统实施例一

本发明还公开一种烟气脱硫剂供给的控制系统的实施例，其中脱硫剂用于与烟气中的二氧化硫发生化学反应以脱硫，脱硫剂经过脱硫剂供浆管道8进入吸收塔，如图1所示，烟气脱硫剂供给的控制系统包括：气体分析仪1、第一乘法器2、第二乘法器4、设定器3、比较器5、调节器6以及供浆调节阀7。

具体的作用原理如图2所示，气体分析仪1用于测量烟气的瞬时流量以及烟气中二氧化硫浓度，并将其输入第一乘法器2；第一乘法器2用于将烟气的瞬时流量以及烟气中二氧化硫浓度相乘获得瞬时通入烟气中的二氧化硫含量，并将其输入第二乘法器4；设定器3用于设定脱硫剂的有效成分占比以及脱硫剂有效成分与反应的二氧化硫的比例关系，并将其输入第二乘法器4，比例关系根据脱硫剂的除硫化学方程式确定；供浆调节阀7位于脱硫剂供浆管道8上控制其开度，

第二乘法器4根据第一乘法器2的输入与设定器3的输入计算该瞬时所需的脱硫剂用量，并将其输入到比较器5，即根据瞬时通入的烟气中二氧化硫的含量，以及化学方程式中脱硫剂的有效成分与可除去二氧化硫的比例关系，可以计算出去除该瞬时通入的二氧化硫所需的除硫剂有效成分的量，继而再通过脱硫剂中有效成分占比来计算瞬时所需的脱硫剂用量。

比较器5用于将第二乘法器4的输入与供浆管道实时供应的脱硫剂流量比较获得差值，并将差值输送至调节器6，调节器6根据差值控制供浆调节阀7的开度。调节器6为PD调节器6、PI调节器6以及PID调节器6中的一种。脱硫剂为石灰石，脱硫剂的有效成分为碳酸钙。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。