能实现超净排放的烟气脱硫自动控制系统及其脱硫方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种烟气脱硫控制系统，具体的说是一种能实现超净排放的烟气脱 硫自动控制系统，本发明还涉及这种烟气脱硫自动控制系统的脱硫方法。
【背景技术】
[0002] 在大气污染控制领域，人们广泛采用湿法脱硫工艺去除烟气中对环境有害的成分 (主要为SO 2)。湿法脱硫工艺是在脱硫吸收塔（湿法喷淋吸收塔）内完成的，脱硫吸收塔 内装有用于吸收烟气中有害成分的吸收剂（石灰石衆液），吸收剂在吸收烟气中有害成分 的过程中，吸收剂与烟气中的有害成分发生化学反应，生成亚硫酸钙、硫酸钙等。
[0003] 目前，国家规定的最新烟气排放标准为不大于50mg/Nm3,而现有的湿法烟气脱硫 企业只能实现35~50mg/Nm 3的排放，也即现有的湿法烟气脱硫企业只是刚刚达到目前的 国家排放标准。但是随着人们的环境保护意识越来越强，国家规定的烟气排放指标也将会 不断提高，因此需要开发一种新型的烟气脱硫控制系统，不仅能满足国家目前的排放标准， 而且还能大范围的超过国家目前的排放标准；同时，若是这种新型的烟气脱硫控制系统还 能同时满足新建和改造项目的要求，那么新型的烟气脱硫控制系统将会很容易得到推广。
[0004] 现有的烟气脱硫控制系统还存在如下有待改进的地方：1、浆液（吸收剂）和氧化 风量的供给范围偏差较大；2、脱硫吸收塔的脱硫效率不稳定，且脱硫吸收塔出口处的S0 2& 度总是在35~50mg/Nm3的范围波动。
[0005] 经过研宄发现，造成上述现象的根本原因是脱硫吸收塔内吸收剂与烟气的反应不 充分，同时，人们还发现当脱硫吸收塔的脱硫效率出现波动时，脱硫吸收塔内的浆液（吸收 剂）的PH值也会出现波动，脱硫效率波动越大，浆液（吸收剂）的pH值变化也会越大。脱 硫吸收塔内的浆液（吸收剂）的PH值是浆液中的硫酸根、亚硫酸根、碳酸根等含量的综合 反映，PH值的变化将会影响脱硫效率、石膏品质、石灰石的耗量。
[0006] 进一步的研宄表明，当浆液的pH值为5. 3~5. 75时，吸收剂中CaCO3的含量较低， 吸收剂与烟气中的有害成分反应最充分，脱硫吸收塔（1)内的化学反应基本到达平衡，此 时石膏品质最好，脱硫效率最高。
[0007] 目前，市面上存在两种脱硫自动控制系统，现在分别对上述两种脱硫控制系统的 结构进行说明：
[0008] 如图2所示，第一种脱硫自动控制系统（传统的脱硫自动控制系统）包括脱硫吸 收塔1、主控制器、多个浆液给料泵3、多个氧化风机4和多个浆液循环泵5,所述脱硫吸收 塔1上安装有原烟气分析仪6、净烟气分析仪7和浆液分析仪8,所述多个浆液循环泵5均 一端与脱硫吸收塔1上部连接，另一端与脱硫吸收塔1下部连接，所述多个氧化风机4的出 风口均与脱硫吸收塔1下部连接，所述多个浆液给料泵3的出料口均与脱硫吸收塔1上部 连接，所述原烟气分析仪6、净烟气分析仪7、浆液分析仪8、浆液给料泵3、氧化风机4、浆液 循环泵5均与主控制器电连接。
[0009] 在第一种脱硫自动控制系统中，脱硫自动控制系统的主控制器为DCS控制器22， 浆液给料泵3、氧化风机4和浆液循环泵5均采用工频启停的模式（开启或关闭其中一个泵 体或电机）进行控制，且浆液给料泵3、氧化风机4和浆液循环泵5上均没有安装能够实现 0-50Hz变频运行的变频装置9。
[0010] 在第一种脱硫自动控制系统的控制模式下，浆液（吸收剂）和氧化风量的供给范 围偏差较大，不能够实现原材料（水资源、石灰石浆液等）的连续调节，容易产生调节超前 或调节滞后；同时，脱硫吸收塔1内吸收剂的PH值的波动范围也较大，脱硫吸收塔1出口处 的SO2浓度在40~50mg/Nm 3范围波动；最后，第一种脱硫自动控制系统在启停过程中对电 机和电网冲击较大，且浪费了大量电能，不能做到节能运行。
[0011] 第二种脱硫自动控制系统为发明名称为"一种湿法脱硫工艺中浆液循环循环泵的 节能控制系统和方法（公开号为CN103321885A) "所公开的结构，上述第二种脱硫自动控制 系统的浆液循环泵5上安装有变频装置9,并采用自动控制装置控制浆液循环泵5的工作状 ??τ O
[0012] 在第二种脱硫自动控制系统中，脱硫自动控制系统的主控制器还是为DCS控制 器，浆液给料泵3和氧化风机还是采用工频启停的模式进行控制，且浆液给料泵3和氧化风 机4上均没有安装能够实现0-50Hz变频运行的变频装置9。
[0013] 在第二种脱硫自动控制系统的控制模式下，由于浆液给料泵3和氧化风机不能实 现转速的自动调节，故第二种脱硫自动控制系统还是存在吸收剂和烟气反应不充分的问 题，浆液（吸收剂）和氧化风量的供给范围偏差还是较大，还是不能够实现原材料（水资 源、石灰、石灰石等）的连续调节，还是存在调节超前或调节滞后的问题；同时，由于第二种 脱硫吸收塔1的还是不能使脱硫吸收塔1内吸收剂的pH值稳定在5. 3~5. 75之间，故第 二种脱硫自动控制系统的脱硫效率存在波动范围大的问题；最后，由于浆液给料泵3和氧 化风机4和均没有安装变频装置9，浆液给料泵3和氧化风机4还是不能根据负荷变化自动 调节自身转速，故第二种脱硫自动控制系统还是存在浪费电能，不能做到节能运行的问题。
【发明内容】
[0014] 本发明的第一目的是为了克服【背景技术】的不足之处，而提供一种能实现超净排放 的烟气脱硫自动控制系统，它不仅能够适用于改造项目，成本低，而且吸收剂内的PH值能 稳定的维持在5. 3~5. 75,吸收剂与烟气反应充分，脱硫效率能够达到99%，脱硫吸收塔的 出口处的SO2浓度为10~35mg/Nm 3。
[0015] 本发明的另一个目的是为了克服【背景技术】的不足之处，而提供采用这种烟气脱硫 自动控制系统的脱硫方法。
[0016] 为了实现本发明的第一目的，本发明的技术方案为：能实现超净排放的烟气脱硫 自动控制系统，包括脱硫吸收塔、主控制器、多个浆液给料泵、多个氧化风机和多个浆液循 环泵，所述脱硫吸收塔上安装有原烟气分析仪、净烟气分析仪和浆液分析仪，所述多个浆液 循环泵均一端与脱硫吸收塔上部连接，另一端与脱硫吸收塔下部连接，所述多个氧化风机 的出风口均与脱硫吸收塔下部连接，所述多个浆液给料泵的出料口均与脱硫吸收塔上部连 接，所述原烟气分析仪、净烟气分析仪、浆液分析仪均与主控制器电连接，其特征在于：所述 主控制器为PID控制器，所述多个浆液给料泵、多个氧化风机和多个浆液循环泵上均安装 有变频装置，所述浆液给料泵、氧化风机、浆液循环泵和变频装置均与PID控制器电连接； 所述变频装置为能实现0-50Hz变频运行的变频器或内馈斩波器。
[0017] 本发明的第二目的是通过如下技术方案实现的：能实现超净排放的烟气脱硫自动 控制系统的脱硫方法，其特征在于：它包括如下工艺步骤：步骤1 :在每个浆液给料泵、氧化 风机和浆液循环泵上均安装变频装置，并采用PID控制器作为主控制器；步骤2 :依次启动 浆液给料泵、氧化风机和浆液循环泵，向脱硫吸收塔内通入原烟气；步骤3 :原烟气分析仪 采集原烟气的数据，并将采集到的数据信息传递给PID控制器；浆液分析仪采集脱硫吸收 塔内浆液的数据，并将采集到的数据信息传递给PID控制器；净烟气分析仪采集从脱硫吸 收塔内排放的净烟气的数据，并将采集到的数据信息传递给PID控制器；步骤4 :浆液给料 泵、氧化风机和浆液循环泵分别将各自的运行数据信息传递给PID控制器；步骤5 :PID控 制器根据从原烟气分析仪、净烟气分析仪、浆液分析仪、浆液给料泵、氧化风机、浆液循环泵 上采集的数据信息，以及整个系统实现烟气超净排放所需的氧气进给量、浆液进给量和浆 液循环泵的需求，分别计算出每个浆液给料泵、氧化风机和浆液循环泵的最佳转速；步骤 6 :PID控制器根据浆液给料泵、氧化风机和浆液循环泵的最佳转速，向各个变频装置输出 相应的控制信号，变频装置根据接收到的控制信号，控制各自泵体或电机以最佳转速运行。
[0018] 在上述技术方案中，所述变频装置为能实现0-50HZ变频运行的变频器或内馈斩 波器。
[0019] 本发明采用高精度在线化学分析仪对被控对象进行实时监控，人工干预少、智能 化程度高、响应速度快、提前预判处理能力强。
[0020] 本发明不仅能够同时满足新建和改造适项目，所需成本低，而且吸收剂内的pH值 能稳定的维持在5. 3~5. 75之间，吸收剂与烟气反应充分，脱硫效率能够达到99%，脱硫吸 收塔的出口处的SO2浓度为10~35mg/Nm 3。
[0021] 本发明采用多参数闭环调节，实现对电机转速的连续调节，实现了生产原材料供 应的精确控制，降低了生产成本，有效提高了除尘脱硫效率，实现烟气的超净排放。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的结构示意图。
[0023] 图2为第一种脱硫控制系统的结构示意