能實現(xiàn)超凈排放的煙氣脫硫自動控制系統(tǒng)及其脫硫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫控制系統(tǒng)，具體的說是一種能實現(xiàn)超凈排放的煙氣脫 硫自動控制系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及這種煙氣脫硫自動控制系統(tǒng)的脫硫方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大氣污染控制領(lǐng)域，人們廣泛采用濕法脫硫工藝去除煙氣中對環(huán)境有害的成分 (主要為SO 2)。濕法脫硫工藝是在脫硫吸收塔（濕法噴淋吸收塔）內(nèi)完成的，脫硫吸收塔 內(nèi)裝有用于吸收煙氣中有害成分的吸收劑（石灰石衆(zhòng)液），吸收劑在吸收煙氣中有害成分 的過程中，吸收劑與煙氣中的有害成分發(fā)生化學反應，生成亞硫酸鈣、硫酸鈣等。
[0003] 目前，國家規(guī)定的最新煙氣排放標準為不大于50mg/Nm3,而現(xiàn)有的濕法煙氣脫硫 企業(yè)只能實現(xiàn)35~50mg/Nm 3的排放，也即現(xiàn)有的濕法煙氣脫硫企業(yè)只是剛剛達到目前的 國家排放標準。但是隨著人們的環(huán)境保護意識越來越強，國家規(guī)定的煙氣排放指標也將會 不斷提高，因此需要開發(fā)一種新型的煙氣脫硫控制系統(tǒng)，不僅能滿足國家目前的排放標準， 而且還能大范圍的超過國家目前的排放標準；同時，若是這種新型的煙氣脫硫控制系統(tǒng)還 能同時滿足新建和改造項目的要求，那么新型的煙氣脫硫控制系統(tǒng)將會很容易得到推廣。
[0004] 現(xiàn)有的煙氣脫硫控制系統(tǒng)還存在如下有待改進的地方：1、漿液（吸收劑）和氧化 風量的供給范圍偏差較大；2、脫硫吸收塔的脫硫效率不穩(wěn)定，且脫硫吸收塔出口處的S0 2& 度總是在35~50mg/Nm3的范圍波動。
[0005] 經(jīng)過研宄發(fā)現(xiàn)，造成上述現(xiàn)象的根本原因是脫硫吸收塔內(nèi)吸收劑與煙氣的反應不 充分，同時，人們還發(fā)現(xiàn)當脫硫吸收塔的脫硫效率出現(xiàn)波動時，脫硫吸收塔內(nèi)的漿液（吸收 劑）的PH值也會出現(xiàn)波動，脫硫效率波動越大，漿液（吸收劑）的pH值變化也會越大。脫 硫吸收塔內(nèi)的漿液（吸收劑）的PH值是漿液中的硫酸根、亞硫酸根、碳酸根等含量的綜合 反映，PH值的變化將會影響脫硫效率、石膏品質(zhì)、石灰石的耗量。
[0006] 進一步的研宄表明，當漿液的pH值為5. 3~5. 75時，吸收劑中CaCO3的含量較低， 吸收劑與煙氣中的有害成分反應最充分，脫硫吸收塔（1)內(nèi)的化學反應基本到達平衡，此 時石膏品質(zhì)最好，脫硫效率最高。
[0007] 目前，市面上存在兩種脫硫自動控制系統(tǒng)，現(xiàn)在分別對上述兩種脫硫控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)進行說明：
[0008] 如圖2所示，第一種脫硫自動控制系統(tǒng)（傳統(tǒng)的脫硫自動控制系統(tǒng)）包括脫硫吸 收塔1、主控制器、多個漿液給料泵3、多個氧化風機4和多個漿液循環(huán)泵5,所述脫硫吸收 塔1上安裝有原煙氣分析儀6、凈煙氣分析儀7和漿液分析儀8,所述多個漿液循環(huán)泵5均 一端與脫硫吸收塔1上部連接，另一端與脫硫吸收塔1下部連接，所述多個氧化風機4的出 風口均與脫硫吸收塔1下部連接，所述多個漿液給料泵3的出料口均與脫硫吸收塔1上部 連接，所述原煙氣分析儀6、凈煙氣分析儀7、漿液分析儀8、漿液給料泵3、氧化風機4、漿液 循環(huán)泵5均與主控制器電連接。
[0009] 在第一種脫硫自動控制系統(tǒng)中，脫硫自動控制系統(tǒng)的主控制器為DCS控制器22， 漿液給料泵3、氧化風機4和漿液循環(huán)泵5均采用工頻啟停的模式（開啟或關(guān)閉其中一個泵 體或電機）進行控制，且漿液給料泵3、氧化風機4和漿液循環(huán)泵5上均沒有安裝能夠?qū)崿F(xiàn) 0-50Hz變頻運行的變頻裝置9。
[0010] 在第一種脫硫自動控制系統(tǒng)的控制模式下，漿液（吸收劑）和氧化風量的供給范 圍偏差較大，不能夠?qū)崿F(xiàn)原材料（水資源、石灰石漿液等）的連續(xù)調(diào)節(jié)，容易產(chǎn)生調(diào)節(jié)超前 或調(diào)節(jié)滯后；同時，脫硫吸收塔1內(nèi)吸收劑的PH值的波動范圍也較大，脫硫吸收塔1出口處 的SO2濃度在40~50mg/Nm 3范圍波動；最后，第一種脫硫自動控制系統(tǒng)在啟停過程中對電 機和電網(wǎng)沖擊較大，且浪費了大量電能，不能做到節(jié)能運行。
[0011] 第二種脫硫自動控制系統(tǒng)為發(fā)明名稱為"一種濕法脫硫工藝中漿液循環(huán)循環(huán)泵的 節(jié)能控制系統(tǒng)和方法（公開號為CN103321885A) "所公開的結(jié)構(gòu)，上述第二種脫硫自動控制 系統(tǒng)的漿液循環(huán)泵5上安裝有變頻裝置9,并采用自動控制裝置控制漿液循環(huán)泵5的工作狀 ??τ O
[0012] 在第二種脫硫自動控制系統(tǒng)中，脫硫自動控制系統(tǒng)的主控制器還是為DCS控制 器，漿液給料泵3和氧化風機還是采用工頻啟停的模式進行控制，且漿液給料泵3和氧化風 機4上均沒有安裝能夠?qū)崿F(xiàn)0-50Hz變頻運行的變頻裝置9。
[0013] 在第二種脫硫自動控制系統(tǒng)的控制模式下，由于漿液給料泵3和氧化風機不能實 現(xiàn)轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)，故第二種脫硫自動控制系統(tǒng)還是存在吸收劑和煙氣反應不充分的問 題，漿液（吸收劑）和氧化風量的供給范圍偏差還是較大，還是不能夠?qū)崿F(xiàn)原材料（水資 源、石灰、石灰石等）的連續(xù)調(diào)節(jié)，還是存在調(diào)節(jié)超前或調(diào)節(jié)滯后的問題；同時，由于第二種 脫硫吸收塔1的還是不能使脫硫吸收塔1內(nèi)吸收劑的pH值穩(wěn)定在5. 3~5. 75之間，故第 二種脫硫自動控制系統(tǒng)的脫硫效率存在波動范圍大的問題；最后，由于漿液給料泵3和氧 化風機4和均沒有安裝變頻裝置9，漿液給料泵3和氧化風機4還是不能根據(jù)負荷變化自動 調(diào)節(jié)自身轉(zhuǎn)速，故第二種脫硫自動控制系統(tǒng)還是存在浪費電能，不能做到節(jié)能運行的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的第一目的是為了克服【背景技術(shù)】的不足之處，而提供一種能實現(xiàn)超凈排放 的煙氣脫硫自動控制系統(tǒng)，它不僅能夠適用于改造項目，成本低，而且吸收劑內(nèi)的PH值能 穩(wěn)定的維持在5. 3~5. 75,吸收劑與煙氣反應充分，脫硫效率能夠達到99%，脫硫吸收塔的 出口處的SO2濃度為10~35mg/Nm 3。
[0015] 本發(fā)明的另一個目的是為了克服【背景技術(shù)】的不足之處，而提供采用這種煙氣脫硫 自動控制系統(tǒng)的脫硫方法。
[0016] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：能實現(xiàn)超凈排放的煙氣脫硫 自動控制系統(tǒng)，包括脫硫吸收塔、主控制器、多個漿液給料泵、多個氧化風機和多個漿液循 環(huán)泵，所述脫硫吸收塔上安裝有原煙氣分析儀、凈煙氣分析儀和漿液分析儀，所述多個漿液 循環(huán)泵均一端與脫硫吸收塔上部連接，另一端與脫硫吸收塔下部連接，所述多個氧化風機 的出風口均與脫硫吸收塔下部連接，所述多個漿液給料泵的出料口均與脫硫吸收塔上部連 接，所述原煙氣分析儀、凈煙氣分析儀、漿液分析儀均與主控制器電連接，其特征在于：所述 主控制器為PID控制器，所述多個漿液給料泵、多個氧化風機和多個漿液循環(huán)泵上均安裝 有變頻裝置，所述漿液給料泵、氧化風機、漿液循環(huán)泵和變頻裝置均與PID控制器電連接； 所述變頻裝置為能實現(xiàn)0-50Hz變頻運行的變頻器或內(nèi)饋斬波器。
[0017] 本發(fā)明的第二目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：能實現(xiàn)超凈排放的煙氣脫硫自動 控制系統(tǒng)的脫硫方法，其特征在于：它包括如下工藝步驟：步驟1 :在每個漿液給料泵、氧化 風機和漿液循環(huán)泵上均安裝變頻裝置，并采用PID控制器作為主控制器；步驟2 :依次啟動 漿液給料泵、氧化風機和漿液循環(huán)泵，向脫硫吸收塔內(nèi)通入原煙氣；步驟3 :原煙氣分析儀 采集原煙氣的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)信息傳遞給PID控制器；漿液分析儀采集脫硫吸收 塔內(nèi)漿液的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)信息傳遞給PID控制器；凈煙氣分析儀采集從脫硫吸 收塔內(nèi)排放的凈煙氣的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)信息傳遞給PID控制器；步驟4 :漿液給料 泵、氧化風機和漿液循環(huán)泵分別將各自的運行數(shù)據(jù)信息傳遞給PID控制器；步驟5 :PID控 制器根據(jù)從原煙氣分析儀、凈煙氣分析儀、漿液分析儀、漿液給料泵、氧化風機、漿液循環(huán)泵 上采集的數(shù)據(jù)信息，以及整個系統(tǒng)實現(xiàn)煙氣超凈排放所需的氧氣進給量、漿液進給量和漿 液循環(huán)泵的需求，分別計算出每個漿液給料泵、氧化風機和漿液循環(huán)泵的最佳轉(zhuǎn)速；步驟 6 :PID控制器根據(jù)漿液給料泵、氧化風機和漿液循環(huán)泵的最佳轉(zhuǎn)速，向各個變頻裝置輸出 相應的控制信號，變頻裝置根據(jù)接收到的控制信號，控制各自泵體或電機以最佳轉(zhuǎn)速運行。
[0018] 在上述技術(shù)方案中，所述變頻裝置為能實現(xiàn)0-50HZ變頻運行的變頻器或內(nèi)饋斬 波器。
[0019] 本發(fā)明采用高精度在線化學分析儀對被控對象進行實時監(jiān)控，人工干預少、智能 化程度高、響應速度快、提前預判處理能力強。
[0020] 本發(fā)明不僅能夠同時滿足新建和改造適項目，所需成本低，而且吸收劑內(nèi)的pH值 能穩(wěn)定的維持在5. 3~5. 75之間，吸收劑與煙氣反應充分，脫硫效率能夠達到99%，脫硫吸 收塔的出口處的SO2濃度為10~35mg/Nm 3。
[0021] 本發(fā)明采用多參數(shù)閉環(huán)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了生產(chǎn)原材料供 應的精確控制，降低了生產(chǎn)成本，有效提高了除塵脫硫效率，實現(xiàn)煙氣的超凈排放。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為第一種脫硫控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意