多变量控制的烟气脱硫脱硝一体化设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及燃烧烟气脱硫脱硝领域，更具体地设及一种多变量控制的烟气脱 硫脱硝一体化设备。
【背景技术】
[0002] 燃烧过程是提供热能的主要手段，在工业生产中广泛存在。然而燃烧所产生的烟 气往往含有S〇2和氮氧化物NOx，运些成分是重要的大气污染物，会导致酸雨、雾靈、化学烟 雾，对人类、动物、植物和建筑、设施有着长期的损害。
[0003] 脱硫脱硝是燃烧烟气处理、减少S〇2和氮氧化物NOx排放的重要技术手段。脱硫脱硝 的工艺很多，湿式氨法强制端流脱硫、强制氧化尿素脱硝一体化工艺是其中一种(如图1所 示）。该方法所包含的设备包括：引风机、余热回收锅炉、增压风机、脱硫塔、脱硝塔、硫酸锭 循环槽、固液分离器、脱水干燥设备、尿素溶液储槽W及管道和循环累等辅助设备。该方法 设及的外部输入介质包括：（1)烟气；（2)氨水；（3)臭氧；（4)除氧水；（5)工艺水；（6)亚硫酸 锭氧化用压缩空气。本方法设及的输出介质包括：（1)符合环保要求的达标排放烟气；（2)硫 酸锭固体;（3)低压蒸汽。
[0004] 烟气经引风机送入余热回收锅炉，将烟气溫度降至160°C左右，回收烟气余热产出 蒸汽;余热回收后的烟气经过增压风机，经烟气输入管道，在入脱硫塔之前与臭氧输入管道 汇合，烟气中的NO (部分)与臭氧快速反应，生成N02，烟气与臭氧混合后送入脱硫塔浓缩段。
[0005] 在浓缩段内，从硫酸锭循环槽经循环累送来的含硫酸锭的溶液从浓缩段顶部喷 淋，与160°C左右的热烟气逆流接触来蒸发喷淋液中的水分，实现硫酸锭的浓缩，浓缩段底 部液送至硫酸锭循环槽。经过反复的喷淋-蒸发-浓缩，将硫酸锭储槽中的硫酸锭固含量提 高到5% W上，出料至固液分离，并经过干燥脱水，产出硫酸锭固体，包装外运。固液分离后 得到的母液，返回至脱硫塔储液槽。每次完成出料后，从脱硫塔储液槽将储液送至硫酸锭循 环槽。经过浓缩段的烟气溫度从160°C降至65°C左右，经气体管路(如气帽)进入到脱硫塔的 吸收段，与顶部喷淋的脱硫吸收液(有效成分是(N也)2S〇3)逆流接触，在增压风机形成的强 烈端流状态下完成传质脱硫，脱硫的反应方程式：（N也)2S〇3+S〇2+也0 = 2(N也)HS03,同时烟 气中的N02和NO与来自脱硝塔塔底的含尿素残液逆流接触，实现预脱硝，脱硝反应方程式： C0 (N也)2+N02+N0 = C02+3N2+2也0。吸收段底部的液槽液体回流到脱硫塔底部的储液槽。为了 恢复吸收液的吸收能力，加入补充氨水(含量10%左右），反应方程式：（N也化S03+(N也)0H= (N也)2S〇3+也0。吸收液的抑值控制在5.5左右。脱硫塔顶部可喷淋工艺水，保持储液槽的液 位在合理范围内。储液槽底部鼓入空气，将储液槽中的部分(N也)2S化氧化为(N也)2S化，反应 方程式:2(N也)2S〇3+化= 2(N也)S〇4。储液槽与浓缩段之间通过空气管道将空气导入的浓缩 段，调节空气量和空气压力，改变氧化的程度。
[0006] 脱硫塔顶脱硫后的烟气管道与臭氧输入管道连接，向脱硫后的6(TC左右的烟气中 混入臭氧，烟气中的NO (部分)与臭氧快速反应，生成N02，控制N02和NO的比例为1:1。烟气进 入脱硝塔下部，与脱硝塔顶部喷淋的尿素溶液逆流接触，完成脱硝。脱硝反应方程式：C0 (N此)2+N02+N0 = C02+3化巧此ο。脱硝塔底部残液通过循环累反复累送至顶部，适当补充入新 的尿素溶液W保持脱硝吸收液的尿素浓度大于10%。脱硝塔底部的部分残液送至脱硫塔顶 部喷淋，实现预脱硝并将脱硝产生的多余水分补充至脱硫塔。经过脱硫、脱硝，达到环保排 放标准的烟气在脱硝塔顶部排入大气，完成烟气的全部处理过程。
[0007] 该脱硫脱硝过程的控制目标是使处理后的烟气中的S〇2和氮氧化物NOx的含量满足 国家环保标准要求的排放指标，并能够适应烟气量负荷、烟气成分波动W及脱硫脱硝装置 内部各种操作特性(阻力、传质效率、阀口性能等)的变化。
[0008] 但是采用该装置进行排放物的处理，往往由于烟气成分W及流量发生变化或者内 部系统存在各种扰动，相应的过程参数仍保持原有设定值，导致加入的反应物过多而增加 成本或者过少而未充分脱硫脱硝，使处理后的烟气中的S〇2和氮氧化物NOx的含量不能满足 国家环保标准要求的排放指标。 【实用新型内容】
[0009] 有鉴于此，本实用新型的目的在于设计一种多变量控制的烟气脱硫脱硝一体化设 备，作为优选，该一体化设备能够提高脱硫脱硝控制精度，降低运行成本，克服脱硫脱硝过 程的大时滞、大惯性W及各种内部扰动造成的排放烟气的脱硫脱硝指标波动，实现环保指 标卡边控制。
[0010] 为实现上述目的，本实用新型提出了一种多变量控制的烟气脱硫脱硝一体化设 备，所述烟气脱硫脱硝一体化设备包括增压风机、脱硫塔、脱硝塔，W及过程参数检测装置、 过程参数调节装置和计算机控制系统，其中，
[0011] 所述过程参数检测装置含有脱硫塔入口烟气成分检测装置和脱硝塔出口烟气成 分检测装置，W及含有增压风机出口压力检测装置、脱硫塔入口臭氧流量检测装置、脱硝塔 入口臭氧流量检测装置中的一种W上装置；
[0012] 所述过程参数调节装置包含增压风机出口压力调节装置、脱硫塔入口臭氧流量调 节装置、脱硝塔入口臭氧流量调节装置、脱硫液循环流量调节装置、脱硝液循环流量调节装 置和脱硝塔塔底累送至脱硫塔塔顶的脱硝液流量调节装置中的两种W上装置；
[0013] 所述计算机控制系统连接所述各过程参数检测装置和过程参数调节装置，接收所 述各过程参数检测装置输出的过程参数信号，运行脱硫脱硝过程多变量控制算法W及向各 所述过程参数调节装置输出控制信号。
[0014] 根据本实用新型的一种【具体实施方式】，过程参数检测装置进一步包括扰动前馈检 测装置，所述扰动前馈检测装置包括脱硫塔储液槽pH值测量装置和/或脱硝液尿素含量检 测装置。
[0015] 根据本实用新型的一种【具体实施方式】，烟气脱硫脱硝一体化设备为湿式氨法强制 端流脱硫、强制氧化尿素脱硝一体化设备。
[0016] 根据本实用新型的一种【具体实施方式】，过程参数检测装置进一步包括脱硫塔储液 槽氧化空气入口风压检测装置、脱硝塔底残液量检测装置、脱硫塔储液槽液位检测装置、脱 硝塔塔底液位检测装置、硫酸锭循环槽液位检测装置、脱硫塔储液槽溶液比重检测装置、硫 酸锭循环槽内液体比重检测装置和脱硫液pH值检测装置中的至少一种装置。
[0017] 根据本实用新型的一种【具体实施方式】，过程参数调节装置进一步包括硫酸锭循锭 浓缩循环累调节装置和/或氨水流量调节装置。
[0018] 基于上述技术方案可知，本实用新型的烟气脱硫脱硝一体化设备具有W下有益效 果：
[0019] (1)通过含计算机系统的控制方式，实现脱硫脱硝装置的自动控制，使脱硫脱硝工 艺流程处理后的烟气中的S〇2和氮氧化物NOx的含量满足国家环保标准要求的排放指标限 审IJ，克服烟气量、烟气成分波动，W及各种内部扰动；
[0020] (2)通过采样周期内对参数进行采样，检测扰动参数，及时调整过程参数，实现脱 硫脱硝装置的运行优化，减少臭氧用量和增压风机电耗，降低装置运行成本；
[0021] (3)通过设定合理的采样周期，更好地克服脱硫脱硝过程大惯性大滞后的影响，提 局巧制精度；
[0022] (4)通过设置测扰动前馈反馈装置，能更加准确的控制各参数W及控制最终烟气 的S〇2含量和氮氧化物NOx含量。
【附图说明】
[0023] 图1是现有技术中一种脱硫脱硝工艺的示意图；
[0024] 图2是多变量控制的烟气脱硫脱硝一体化设备的控制流程图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，并 参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
[0026] 实施例
[0027] 如图2所示，在本实用新型的脱硫脱硝一体化设备中，设及控制方式的相关设置如 下：
[0028] 首先，过程参数检测仪表:脱硫塔入口臭氧流量检测装置II;脱硝塔入口的臭氧流 量检测装置12;脱硫液循环量检测装置13;脱硝液循环量检测装置14;脱硝液尿素含量检测 装置15;增压风机出口压力检测装置16;脱硫塔入口烟气成分检测装置口 (包括N0、N02和S〇2 的成分）；脱硫塔储液槽氧化空气入口风压检测装置18;累送值脱硫塔顶部的脱硝塔底残液