一种智能化大气污染防治系统及方法与流程

本发明属于大气污染防治领域，特别是涉及一种智能化大气污染防治系统及方法。

背景技术：

目前燃气锅炉现有脱硫工艺采用双碱法脱硫，双碱的概念指的是两种不同的碱，即氢氧化钠和氧化钙。用两种不同的碱脱硫，称为双碱法脱硫。

目前双碱法脱硫工艺存在的问题是：

通常情况下污染企业两种碱混合投放，盲目投放，没有固定标准，造成的结果是：

1）长期过量投放氢氧化钠，当循环水中的钠离子达到饱和度时，钠离子结晶造成颗粒物超标。

2）钠离子达到饱和后二氧化硫脱不掉，而超标排放。

3)单独利用循环水池沉淀，循环水中的钙离子长期在循环管道和脱硫塔内流动，造成结垢，而堵塞管道或脱硫塔。

4)氧化装置设计不合理，使亚硫酸钙不能充分氧化，造成二次污染。

5)氧化钙一流而过，反复利用率不高，造成运行成本高。

6)长期大量投放氢氧化钠，使运行成本大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供了一种智能化大气污染防治系统及方法，科学合理、运行成本低、智能化管理，确保烟尘排放达到超低排放标准。

本发明采用以下的技术方案：

本发明提供了一种智能化大气污染防治系统，包括脱硫塔、石灰罐、反应器、第一水质净化器、催化剂储存罐、第一搅拌器、第二水质净化器、钙离子净化器和plc控制器；所述脱硫塔的内部设置有喷淋层，所述脱硫塔的出水口与反应器的进水口通过管道连接，所述反应器的加药口与位于反应器上方的石灰罐通过管道连接，所述反应器的出水口与第一水质净化器的进水口通过管道连接，所述第一水质净化器的出水口与第一搅拌器的进水口通过管道连接，所述催化剂储存罐的出料口和第一水质净化器与第一搅拌器之间的管道相连通，所述第一搅拌器的出水口与第二水质净化器的进水口通过管道连接，所述第二水质净化器的出水口与钙离子净化器的进水口通过管道连接，所述钙离子净化器的出水口与脱硫塔内部的喷淋层通过管道连接；所述plc控制器用于控制石灰罐和催化剂储存罐的自动卸料。

进一步地，所述脱硫塔内设有冷凝器，所述冷凝器包括冷凝液喷淋层和球形填料层，所述冷凝液喷淋层安装在喷淋层的上方，所述球形填料层安装在喷淋层的下方。

进一步地，所述脱硫塔内设置有旋流除雾器。

进一步地，所述石灰罐包含第一自动卸料器、第一料位计和第一报警器。

进一步地，还包括安装在管道上的ph值在线检测仪，所述ph值在线检测仪将检测的脱硫循环水溶液ph值送给plc控制器，所述plc控制器控制第一自动卸料器是否投放石灰。

进一步地，所述反应器包括液体储存罐体、第二搅拌器、氧化风机和排渣口。

进一步地，所述催化剂储存罐包括固体催化剂储存罐、第三搅拌器和液体催化剂储存罐，所述固体催化剂储存罐的出料口与第三搅拌器的进料口通过管道连接，所述第三搅拌器的出料口与液体催化剂储存罐的进料口通过管道连接，在所述第三搅拌器与液体催化剂储存罐之间的管道上设置有药液泵。

进一步地，所述固体催化剂储存罐和液体催化剂储存罐均包括第二自动卸料器、第二料位计和第二报警器，所述第二自动卸料器与plc控制器连接。

进一步地，还包括风冷散热器和温度传感器，所述风冷散热器分别安装在第一水质净化器和第二水质净化器的上方；所述温度传感器将检测的脱硫循环水溶液温度送给plc控制器，所述plc控制器控制风冷散热器启停。

本发明还提供了一种智能化大气污染防治方法，包含以下步骤：

脱硫塔内脱硫循环水溶液与烟气发生反应；

脱硫塔排出的混合物与石灰混合，经过第一水质净化器进行固液分离，使上清液与催化剂在第一搅拌器内充分溶合；

进入第二水质净化器再次进行固液分离，使上清液进入钙离子净化器进行钙离子吸附；

净化后的脱硫循环水溶液经过脱硫泵进入脱硫塔循环使用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的一种智能化大气污染防治系统，采用风冷散热器对脱硫循环水溶液散热，防止石膏雨的产生；脱硫塔内设有冷凝器，使烟气温度降低，消除烟囱白烟；利用钙离子净化器将水溶液中的钙离子吸附，缓解钙离子结垢、堵塞系统的问题；ph值在线检测仪将检测的脱硫循环水溶液ph值送给plc控制器，plc控制器控制第一自动卸料器是否投放石灰，从而实现石灰的自动投放。本发明缓解了原有技术脱硫设备结垢、结晶、堵塞、运行成本大等不科学、不合理、不协调现象，从而使整个系统稳定运行、二氧化硫达标排放、运行成本降低，整个系统实现自动化控制，脱硫效率提高。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1为本发明实施例一提供的一种智能化大气污染防治系统的结构示意图。

图中序号所代表的含义为：1.脱硫塔，2.石灰罐，3.反应器，4.第一水质净化器，5.第一搅拌器，6.第二水质净化器，7.钙离子净化器，8.固体催化剂储存罐，9.第三搅拌器，10.液体催化剂储存罐，11.风冷散热器，12.药液泵，101.冷凝液喷淋层，102.球形填料层，103.喷淋层，104.旋流除雾器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种智能化大气污染防治系统及方法，使二氧化硫达标排放。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

如图1所示，一种智能化大气污染防治系统，包括脱硫塔1、石灰罐2、反应器3、第一水质净化器4、催化剂储存罐、第一搅拌器5、第二水质净化器6、钙离子净化器7和plc控制器；所述脱硫塔1的内部设置有喷淋层103，所述脱硫塔1的出水口与反应器3的进水口通过管道连接，所述反应器3的加药口与位于反应器3上方的石灰罐2通过管道连接，所述反应器3的出水口与第一水质净化器4的进水口通过管道连接，所述第一水质净化器4的出水口与第一搅拌器5的进水口通过管道连接，所述催化剂储存罐的出料口和第一水质净化器4与第一搅拌器5之间的管道相连通，所述第一搅拌器5的出水口与第二水质净化器6的进水口通过管道连接，所述第二水质净化器6的出水口与钙离子净化器7的进水口通过管道连接，所述钙离子净化器7的出水口与脱硫塔1内部的喷淋层103通过管道连接；所述plc控制器用于控制石灰罐2和催化剂储存罐的自动卸料。

所述脱硫塔1内设置有旋流除雾器104，提高除雾效果，达到脱除石膏雨的目的；所述脱硫塔1内设有冷凝器，使烟气温度降低，所述冷凝器包括冷凝液喷淋层101和球形填料层102，所述冷凝液喷淋层101安装在喷淋层103的上方，所述球形填料层102安装在喷淋层103的下方，所述球形填料层102是由多个棱面组成的类似灯笼形状的多面空心球，使气体形成曲线运动，从而增大了气液接触面，达到脱硫和除尘净化效率高的目的，冷凝器中的冷凝液是经过降温处理的，达到降温消除白烟的效果。风机与脱硫塔1的进风口连接，进风口为切线进入，使烟气在塔内产生曲线运动，形成旋转，提高烟气在塔内的停留时间与气液接触面。所述脱硫塔1自带烟囱，烟囱上设有三根风绳，烟囱上设有检测孔，脱硫塔1上设有步梯，脱硫塔1采用q235材质制作，内部采用玻璃鳞片或耐火材料加内固定防腐。在脱硫循环水中添加一定比例的氢氧化钠制成脱硫循环水溶液，该溶液脱硫后，反应物为硫酸钠和亚硫酸钠。

所述石灰罐2包含第一自动卸料器、第一料位计和第一报警器，第一料位计对罐体内的石灰高度的变化进行实时检测，当检测到罐体内石灰的剩余量小于设定值时，第一报警器发出报警，提醒工作人员向罐体内添加石灰。该系统还包括安装在管道上的ph值在线检测仪，所述ph值在线检测仪将检测的脱硫循环水溶液ph值送给plc控制器，所述plc控制器控制第一自动卸料器是否投放石灰，在实际运行过程中，根据需要设定所需要的ph值上限值和ph值下限值。根据ph值下限值，plc控制器控制第一自动卸料器的开启，启动后开始自动投放石灰，根据ph值上限值，plc控制器控制第一自动卸料器的断电，停止自动投放石灰。

所述反应器3包括液体储存罐体、第二搅拌器、氧化风机和排渣口。所述第二搅拌器将硫酸钠、氢氧化钠与氧化钙在液体储存罐体内充分搅拌混合，反应生成硫酸钙、亚硫酸钙和氢氧化钠，亚硫酸钙在氧化风机的作用下发生氧化反应生成硫酸钙。

所述催化剂储存罐包括固体催化剂储存罐8、第三搅拌器9和液体催化剂储存罐10，所述固体催化剂储存罐8和液体催化剂储存罐10均包括第二自动卸料器、第二料位计和第二报警器，所述第二自动卸料器与plc控制器连接，第二料位计对罐体内的催化剂变化进行实时检测，当检测到罐体内催化剂的剩余量小于设定值时，第二报警器发出报警，以便及时向罐体内添加催化剂。所述固体催化剂储存罐8的出料口与第三搅拌器9的进料口通过管道连接，所述第三搅拌器9的出料口与液体催化剂储存罐10的进料口通过管道连接，在所述第三搅拌器9与液体催化剂储存罐10之间的管道上设置有药液泵12。固体催化剂与水溶合并达到第三搅拌器9设定的搅拌时间后，药液泵12自动开启，将药水送入液体催化剂储存罐10内，与脱硫循环水溶液充分溶合。plc控制器控制配药、停止、输送、以及连续配药、输送与停止，包括液体催化剂储存罐10的药液到达下液位时自动停再次自动启动整个配药系统，整体除了人工往固体催化剂储存罐8内定期加药外，其余实现全自动化。本实施例中的催化剂是由吐温80、洗洁精等微量洗涤用品的表面活性剂与聚丙烯酰胺组合而成，其主要作用是，一是改变了水的表面涨力，使微尘等不易被水溶解的物质溶解于水，二是使硫酸钙等颗粒物絮凝后沉淀于水。

所述第一水质净化器4与反应器3的出水口相连，确保脱硫循环水溶液有效沉淀，和未反应完全的沉淀物氢氧化钙循环利用，并且使上清液有效进入第一搅拌器5，与第一搅拌器5内的催化剂充分溶合，然后进入第二水质净化器6，使颗粒物絮凝后有效沉淀，上清液进入钙离子净化器7，使钙离子净化器7将水中的钙离子吸附，缓解钙离子结垢、堵塞系统的问题。为了确保系统的稳定运行，其中钙离子净化器7设备为两台，一用一备。净化后的氢氧化钠溶液经脱硫泵打入脱硫塔1，使整个脱硫循环水溶液形成循环。

除了上述结构，该系统还包括风冷散热器11和温度传感器，所述风冷散热器11分别安装在第一水质净化器4和第二水质净化器6的上方；所述温度传感器将检测的脱硫循环水溶液温度送给plc控制器，所述plc控制器控制风冷散热器11启停。所述风冷散热器11包括上下通风的壳体，所述壳体上方安装有一个引风机，壳体内部的下方安装有球形填料层（与脱硫塔内部的球形填料层102的结构相同），球形填料层的上方设有喷淋层，水泵将第一水质净化器和第二水质净化器中的脱硫循环水溶液输送到喷淋层，经过球形填料层喷淋而下，在上方引风机的作用下，脱硫循环水溶液与冷风接触，使脱硫循环水溶液迅速冷却，防止石膏雨的产生。正常情况下，水冷散热器是常开的，但引风机上设有变频，温度传感器将测得的第一水质净化器4和第二水质净化器6箱体内脱硫循环水溶液的温度传送给plc控制器，plc控制器根据设定温度值，控制引风机的转速。

该系统还包括压滤机，压滤机的硫酸钙浆液由第一水质净化器4和第二水质净化器6提供，水质净化器底部的氢氧化钙、硫酸钙等沉积物循环使用，降低运行成本和杜绝二次污染，石膏可以作为建材使用或者回填。为了避免循环浆液变稠，影响系统的稳定运行，该系统配有碴浆泵，与压滤机相连，根据实际需求，每天可设定启动一次或者两次，使石膏有效脱水后定期清理。

本实施例还提供一种智能化大气污染防治方法，包含以下步骤：

脱硫塔1内脱硫循环水溶液与烟气发生反应；

脱硫塔1排出的混合物与石灰混合，经过第一水质净化器4进行固液分离，使上清液与催化剂在第一搅拌器5内充分溶合；

进入第二水质净化器6再次进行固液分离，使上清液进入钙离子净化器7进行钙离子吸附；

净化后的脱硫循环水溶液经过脱硫泵进入脱硫塔1循环使用。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。