一种基于线阵X光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置的制作方法

本发明涉及环保设备，尤其是涉及一种基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置。

背景技术：

1、锅炉烟气脱硫技术种类繁多，其中，湿法脱硫技术由于发展成熟且生产运行安全可靠脱颖而出，其中石灰石-石膏法采用石灰石作为脱硫剂，利用石灰石浆液吸收烟气中的so2，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙(caso3)可氧化为硫酸钙，以石膏形式回收。石灰石浆液中的盐分反应生成的硫酸盐使浆液密度增大，同时改变溶液ph值，因此准确测量循环浆液密度有利于把握脱硫反应的进程，及时排出石膏浆液，防止因脱硫剂反应失效造成的so2排放超标或石膏产物堆积堵塞；此外，控制系统也可据此调节石灰石进料量，维持浆液性能，对脱硫系统的安全健康运行和提高脱硫效率意义重大。

2、目前，石灰石-石膏法脱硫工艺中石灰石浆液密度的测量方法主要为使用密度计直接测量，常见的密度计有质量流量密度计、超声波密度计、核辐射密度计和科氏力密度计等，其中，质量流量密度计和科氏力密度计在管道导引口需与浆液直接接触，管道内较高压力的流体和含砂颗粒物将仪表内衬管道或膜片磨损腐蚀，影响仪表测量精度和使用寿命，维护成本高；无需直接接触浆液测量的超声波密度计由于循环浆液的无规则流动和气泡干扰，无法准确测量浆液密度变化；核辐射密度计一般使用γ射线源，属放射性密度计，应用的安全要求过高。

3、另一种密度测量方式则是通过管道差压变送器进行测量，测量出的差压数据通过静力学公式进行运算间接得出浆液密度，测量过程中差压变送器极易堵塞磨损，降低测量精度和安全性。无论是密度计还是差压变送器，都或多或少需要与循环浆液直接接触，而浆液中富含碳酸盐和硫酸盐以及含砂颗粒物，这就使得测量过程中容易造成仪表磨损、腐蚀或堵塞，影响测量精度和安全运行。

4、另有一种方法将循环浆液引至特殊设计的测量筒，通过改进取样方式和自动冲洗管道装置，能够降低浆液压力、减小流速，减轻对仪表接液部位的冲刷、磨损和腐蚀，消除浆液中气泡对测量的静态干扰，以达到提高测量准确性和延长仪表使用寿命的目的。但是这种方法需要额外的安装空间和冲洗水，对取样排样和控制系统配合要求高。

5、鉴于上述原因，需要一种安全有效的烟气脱硫石灰石浆液密度的测量方法，本发明基于此提出一种基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，以解决上述背景技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，合理选取密度测量位置，该装置通过x光线阵成像模块和数据处理显示模块，实现对循环浆液密度的无接触实时测量，以达到监测循环浆液密度、保证浆液性能的目的，提高脱硫工艺的效率。

2、本发明提供一种基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，包括：x光线阵成像模块、数据处理显示模块和控制模块，所述数据处理显示模块与所述x光线阵成像模块和控制模块均通讯连接，所述x光线阵成像模块包括x光源、准直器和x光线阵传感器，所述x光源设置于待测浆液管道的下方，所述x光线阵传感器设置于所述待测浆液管道的上方，且所述x光线阵传感器位于所述x光源的正上方，所述x光源发出的x射线在所述准直器作用下垂直穿过所述待测浆液管道并由所述x光线阵传感器接收，所述x光线阵传感器将接收到的x光衰减数据输送至所述数据处理显示模块进行显示和处理，并实时计算出所述待测浆液管道内循环浆液的平均密度。

3、优选地，所述待测浆液管道为脱硫塔入口处管道或石膏排出泵入口处管道。

4、优选地，所述x光源发出的x射线在所述准直器作用下与所述待测浆液管道内循环浆液的流动方向相垂直。

5、优选地，所述x光线阵成像模块设置于安全屏蔽箱内，所述待测浆液管道由所述安全屏蔽箱相对的两侧穿过。

6、优选地，所述安全屏蔽箱呈立方体状，所述安全屏蔽箱由金属板件焊接而成，所述安全屏蔽箱的内壁上附着有铅板。

7、优选地，所述安全屏蔽箱为可打开式，其顶部或侧面设置有箱门。

8、优选地，所述数据处理显示模块与所述x光线阵成像模块和控制模块均通过数据线通讯连接。

9、优选地，所述数据处理显示模块能够将计算出的密度数据并与标准数据相比较，所述控制模块据此评价浆液性能并调控石灰石进料量和石膏浆液的排放。

10、优选地，所述数据处理显示模块按如下步骤计算浆液的平均密度：

11、步骤1：在测量位置处建立坐标系，以循环浆液的流动方向为x轴，水平垂直于x轴方向为y轴，竖直垂直于x轴方向为z轴；

12、步骤2：管道轮廓信息可用y轴方向上距圆心距离和管道内径r表示，即l＝f(y，r)：

13、步骤3：将所述x光线阵成像模块输出的能量衰减数据用初始能量i0与所述x光线阵传感器接收的能量i之比表示，因测量位置管道不变，故消除管道所造成的衰减数据部分，得到x射线透过循环浆液后的能量i′，则能量衰减数据应用i0/i′表示，其与测量位置的管道轮廓信息l和x射线衰减系数μ的关系为：μ＝(1/l)ln(i0/i)，μ与测量位置循环浆液局部密度ρ的关系为：ρ＝g(μ)；

14、步骤4：将局部密度ρ沿y、z方向积分再求平均值即可得到循环浆液平均密度数据：ρ′＝(∫∫g(μ)dydz)/(yz)。

15、优选地，所述控制模块为plc控制单元。

16、相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

17、1.根据脱硫工艺的要求，合理选取密度测量位置，通过x光线阵成像模块和数据处理显示模块，实现对循环浆液密度的无接触实时测量，以达到监测循环浆液密度、保证浆液性能的目的，提高脱硫工艺的效率；

18、2.本测量装置结构简单，所占空间小，无需将管道开口取样或另设测量筒测量，且装置无需直接接触浆液，不会影响浆液的流动状态，避免了富含碳酸盐和硫酸盐以及含砂颗粒物的浆液带来的磨损、腐蚀和堵塞而引起的仪表失真，能够提高测量准确性和脱硫工艺安全性，延长装置使用寿命，降低维护成本；

19、3.利用x射线对循环浆液密度进行测量，x射线安全可控性较高，对环境敏感性较弱且识别准确率较高，其中，x光线阵与面阵相比，结构更简单，成本也相对较低，线阵x光能够更加快速地扫描，实现循环浆液密度的实时测量。

技术特征：

1.一种基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，包括：x光线阵成像模块、数据处理显示模块和控制模块，所述数据处理显示模块与所述x光线阵成像模块和控制模块均通讯连接，所述x光线阵成像模块包括x光源、准直器和x光线阵传感器，所述x光源设置于待测浆液管道的下方，所述x光线阵传感器设置于所述待测浆液管道的上方，且所述x光线阵传感器位于所述x光源的正上方，所述x光源发出的x射线在所述准直器作用下垂直穿过所述待测浆液管道并由所述x光线阵传感器接收，所述x光线阵传感器将接收到的x光衰减数据输送至所述数据处理显示模块进行显示和处理，并实时计算出所述待测浆液管道内循环浆液的平均密度。

2.根据权利要求1所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述待测浆液管道为脱硫塔入口处管道或石膏排出泵入口处管道。

3.根据权利要求1所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述x光源发出的x射线在所述准直器作用下与所述待测浆液管道内循环浆液的流动方向相垂直。

4.根据权利要求1所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述x光线阵成像模块设置于安全屏蔽箱内，所述待测浆液管道由所述安全屏蔽箱相对的两侧穿过。

5.根据权利要求4所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述安全屏蔽箱呈立方体状，所述安全屏蔽箱由金属板件焊接而成，所述安全屏蔽箱的内壁上附着有铅板。

6.根据权利要求5所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述安全屏蔽箱为可打开式，其顶部或侧面设置有箱门。

7.根据权利要求1所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述数据处理显示模块与所述x光线阵成像模块和控制模块均通过数据线通讯连接。

8.根据权利要求1所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述数据处理显示模块能够将计算出的密度数据并与标准数据相比较，所述控制模块据此评价浆液性能并调控石灰石进料量和石膏浆液的排放。

9.根据权利要求1所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述数据处理显示模块按如下步骤计算浆液的平均密度：

10.根据权利要求1所述的基于线阵x光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，其特征在于，所述控制模块为plc控制单元。

技术总结
本发明提供了一种基于线阵X光的石灰石脱硫循环浆液密度测量装置，涉及环保设备技术领域。其包括：X光线阵成像模块、数据处理显示模块和控制模块，X光线阵成像模块包括X光源、准直器和X光线阵传感器，X光源设置于待测浆液管道下方，X光线阵传感器设置于待测浆液管道上方，且X光线阵传感器位于X光源正上方，X光源发出的X射线在准直器作用下垂直穿过待测浆液管道并由X光线阵传感器接收，X光线阵传感器将接收到的X光衰减数据输送至数据处理显示模块进行显示处理，并实时计算出待测浆液管道内循环浆液平均密度。通过实现对循环浆液密度的无接触实时测量，以达到监测循环浆液密度、保证浆液性能的目的，提高脱硫工艺的效率。

技术研发人员：兰晓立,孙立,冯钧
受保护的技术使用者：大唐环境产业集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21