本發(fā)明屬于廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著煤、石油等化石能源的大量燃燒，產(chǎn)生so2煙氣逐年增多，不僅危害人類健康而且so2是酸雨的主要成因，因此治理so2污染不僅具有理論意義，更具有實際意義。

檸檬酸鈉脫硫技術(shù)具有綠色環(huán)保、操作靈活、吸收劑可循環(huán)使用等優(yōu)點，符合越來越嚴(yán)格的環(huán)保形式下的脫硫要求。此外，自動控制技術(shù)的研究有利于將人類從復(fù)雜、危險、繁瑣的勞動環(huán)境中解放出來并大大提高控制效率，因此如果能將自動控制技術(shù)應(yīng)用于檸檬酸鈉脫硫工藝，不僅可以節(jié)約大量的人力成本，而且可以提高脫硫效率。關(guān)于檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)及方法目前未見報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r調(diào)控吸收和解吸工況，保證吸收率和解吸率達(dá)到要求，同時確保檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備維持在一個平穩(wěn)高效的運行狀態(tài)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種檸檬酸鈉脫硫工藝的控制方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)，包括檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備、計算機(jī)總控裝置和多個設(shè)備子控制裝置，其中，檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備串級相連；各個設(shè)備子控制裝置自成回路并與檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備和計算機(jī)總控裝置相連，設(shè)備子控制裝置包括在線檢測裝置和/或執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的在線檢測裝置包括各類在線儀表，如液位計、流量計、溫度檢測器及so2檢測儀等，所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括各類調(diào)節(jié)閥。

所述檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備包括吸收塔單元設(shè)備和解吸塔單元設(shè)備；進(jìn)一步地，檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備包括依次連接的檸檬酸鈉吸收液儲罐、吸收塔、貧/富液換熱器、解吸塔和解吸塔再沸器。

進(jìn)一步地，所述設(shè)備子控制裝置包括液位控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、so2檢測系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，設(shè)備子控制裝置通過現(xiàn)場總線與所述計算機(jī)總控裝置相連。所述設(shè)備子控制裝置的運行方式為并行運行，計算機(jī)總控裝置通過分時處理控制各個設(shè)備子控制裝置的回路。

進(jìn)一步地，所述計算機(jī)總控裝置為計算機(jī)。

所述液位控制系統(tǒng)包括液位計和液位控制調(diào)節(jié)閥；所述液位計分別置于吸收塔、解吸塔和吸收液儲罐內(nèi)部，各檢測儀表分別與所述計算機(jī)總控裝置連接。

所述流量控制系統(tǒng)包括流量控制流量計和流量控制調(diào)節(jié)閥；所述流量控制流量計置于煙氣進(jìn)料口后，且與所述計算機(jī)總控裝置連接。

所述so2檢測系統(tǒng)包括尾氣so2檢測儀和解吸后so2檢測儀，分別置于吸收塔、解吸塔塔頂，且與所述計算機(jī)總控裝置連接。

所述溫度控制系統(tǒng)包括溫度檢測器和再沸器蒸汽流量控制調(diào)節(jié)閥；所述溫度檢測器置于靈敏板上，且與所述計算機(jī)總控裝置連接。

利用上述檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法，具體包括以下步驟：

1)所述設(shè)備子控制裝置的在線檢測裝置并行運行，并測定所述檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備的流量、液位、溫度以及吸收塔和解吸塔塔頂出口氣中so2濃度參數(shù)，將測定值傳輸給所述計算機(jī)總控裝置；

2)所述計算機(jī)總控裝置將接收到的所述測定值與預(yù)設(shè)范圍值比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出控制信號，自動控制所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，保證吸收率和解吸率符合要求；

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)范圍值參考設(shè)備常規(guī)運行狀態(tài)以及規(guī)模來進(jìn)行設(shè)定。一般地，液位范圍取額定值的10％作為波動區(qū)間；溫度范圍取額定值的5％作為波動區(qū)間。

本發(fā)明提供的控制方法中各設(shè)備子控制裝置并行運行，具體工作過程如下：

所述液位控制系統(tǒng)由液位計檢測塔釜液位，送入所述計算機(jī)總控裝置，將測得的液位與預(yù)設(shè)的液位范圍進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果由計算機(jī)總控裝置發(fā)出控制信號，來控制液位控制調(diào)節(jié)閥的開度，以此來實現(xiàn)自動液位控制。

所述流量控制系統(tǒng)由流量控制流量計檢測進(jìn)料煙氣流量，送入所述計算機(jī)總控裝置，在吸收過程中，液氣比是影響吸收效果的關(guān)鍵因素，計算機(jī)按照最佳的液氣比計算出所需吸收劑的流量，繼而發(fā)出控制信號來控制流量控制調(diào)節(jié)閥的開度，以此來實現(xiàn)自動流量控制。

所述溫度控制系統(tǒng)主要針對解吸塔，其靈敏板溫度是影響解吸效果的關(guān)鍵因素，由溫度檢測器檢測靈敏板溫度，送入所述計算機(jī)總控裝置，將測得的溫度與預(yù)設(shè)的溫度范圍進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果由計算機(jī)發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)再沸器蒸汽流量控制調(diào)節(jié)閥的開度，以此來實現(xiàn)自動溫度控制。

本發(fā)明具有如下的有益效果：

(1)本發(fā)明使用在線檢測裝置來測定設(shè)備的流量、液位、溫度以及吸收塔和解吸塔塔頂出口氣中so2濃度等參數(shù)，計算機(jī)總控裝置根據(jù)測量值與預(yù)測值范圍進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出信號，能夠?qū)崟r調(diào)控吸收和解吸工況，保證吸收率和解吸率達(dá)到要求，同時確保檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備維持在一個平穩(wěn)高效的運行狀態(tài)。

(2)本發(fā)明將自動控制技術(shù)應(yīng)用于檸檬酸鈉脫硫工藝，不僅可以節(jié)約大量的人力成本，而且提高了脫硫效率。

(3)本發(fā)明的控制方法利用較便宜且快速的溫度檢測器來間接反映解吸塔的解吸效果，克服了解吸效果實時檢測困難且設(shè)備投資成本高等問題，配合對解吸過程直接施加的控制作用，可以確保解吸效果，同時系統(tǒng)各項指標(biāo)的波動幅度均被限制在一個適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)(若進(jìn)料煙氣量波動≤10％，吸收率和解吸率的波動可以控制為≤5％)。

(4)本發(fā)明提供的控制方法針對局部環(huán)節(jié)構(gòu)造閉環(huán)子控制系統(tǒng)，可以縮短信號的傳遞路徑，降低局部環(huán)節(jié)干擾對計算機(jī)總控裝置的影響，有效地加快了本發(fā)明控制系統(tǒng)的相應(yīng)時間，提高了對工藝控制的精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、煙氣進(jìn)口，2、煙氣進(jìn)料流量計，3、吸收塔，4、尾氣so2檢測儀5、外排口，6、檸檬酸鈉吸收液進(jìn)料調(diào)節(jié)閥，7、吸收塔塔釜液位計，8、儲罐液位計，9、檸檬酸鈉吸收液輸送泵，10、檸檬酸鈉吸收液儲罐，11、貧/富液換熱器，12、吸收塔塔釜出口調(diào)節(jié)閥，13、吸收富液輸送泵，14、解吸貧液輸送泵，15、解吸塔塔釜出口調(diào)節(jié)閥，16、再沸器加熱蒸汽進(jìn)口，17、再沸器加熱蒸汽進(jìn)料調(diào)節(jié)閥，18、解吸塔塔釜再沸器，19、加熱后蒸汽出口，20、解吸塔塔釜液位計，21、靈敏板溫度檢測器，22、解吸塔，23、解吸后so2檢測儀，24、so2出口。

具體實施方式

下面通過附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

本實施例的檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)按工藝流程方向依次如下：待處理煙氣從煙氣進(jìn)口1經(jīng)煙氣進(jìn)料流量計2進(jìn)入吸收塔3的底部，與從設(shè)有儲罐液位檢測儀8的檸檬酸鈉吸收液儲罐10中流出的并經(jīng)過檸檬酸鈉吸收液輸送泵9輸送至吸收塔3頂部的檸檬酸鈉吸收液在吸收塔3內(nèi)充分逆流接觸，塔頂尾氣經(jīng)過尾氣檢測儀4檢測并從外排口5排出。而塔釜吸收富液經(jīng)過吸收塔塔釜出口調(diào)節(jié)閥12并通過吸收富液輸送泵13輸送至貧/富液換熱器11內(nèi)，與通過解吸貧液輸送泵14輸送的解吸貧液換熱升溫后送至解吸塔22的頂部進(jìn)行解吸操作，塔頂解吸后的高濃so2氣體經(jīng)過so2檢測儀23并通過so2出口24排出。而塔釜解吸貧液經(jīng)過解吸塔塔釜出口調(diào)節(jié)閥15并通過解吸貧液輸送泵14輸送至貧/富液換熱器11換熱之后進(jìn)入檸檬酸鈉吸收液儲罐10后循環(huán)使用。

圖1為檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該控制系統(tǒng)包括檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備、計算機(jī)總控裝置和多個設(shè)備子控制裝置；其中，檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備以串級形式相連，包括吸收單元設(shè)備和解吸單元設(shè)備，具體地，檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備包括依次連接的檸檬酸鈉吸收液儲罐10、吸收塔3、貧/富液換熱器11、解吸塔22和解吸塔塔釜再沸器18。

各個設(shè)備子控制裝置自成回路并與檸檬酸鈉脫硫工藝設(shè)備和計算機(jī)總控裝置相連，設(shè)備子控制裝置均包括在線檢測裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在線檢測裝置包括各類在線儀表，如液位計、流量計等，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括各類調(diào)節(jié)閥。

本實施例中，設(shè)備子控制裝置包括液位控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。設(shè)備子控制裝置自成回路并通過現(xiàn)場總線與計算機(jī)總控裝置相連；各個設(shè)備子控制裝置并行運行，計算機(jī)總控裝置通過分時處理控制各個設(shè)備子控制裝置的回路。本實施例中的計算機(jī)總控裝置為計算機(jī)。

液位控制系統(tǒng)包括液位計和液位控制調(diào)節(jié)閥，本實施例中的液位計分別為吸收塔塔釜液位計7和解吸塔塔釜液位計20，而液位控制調(diào)節(jié)閥分別為吸收塔塔釜出口調(diào)節(jié)閥12和解吸塔塔釜出口調(diào)節(jié)閥15。對于吸收塔3：其相關(guān)液位計為吸收塔塔釜液位計7，其相關(guān)調(diào)節(jié)閥為吸收塔塔釜出口調(diào)節(jié)閥12；對于解吸塔22：其相關(guān)液位計為解吸塔塔釜液位計20，其相關(guān)調(diào)節(jié)閥為吸收塔塔釜出口調(diào)節(jié)閥15，上述液位控制系統(tǒng)與計算機(jī)總控裝置相連。

本實施例的檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)(關(guān)于液位)的具體控制方法如下：在工作過程中，首先，液位計來檢測塔釜液位，然后送入計算機(jī)總控裝置，將測得的液位與預(yù)設(shè)的液位范圍進(jìn)行比較(其中預(yù)設(shè)范圍值要參考設(shè)備的規(guī)模及常規(guī)運行狀態(tài)，通常取額定值的10％作為波動區(qū)間)，根據(jù)比較結(jié)果由計算機(jī)總控裝置發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)液位控制調(diào)節(jié)閥的開度負(fù)相關(guān)于對應(yīng)設(shè)備的液位值與預(yù)設(shè)范圍的偏差值，以此來實現(xiàn)自動液位控制。

流量控制系統(tǒng)包括流量控制流量計和流量控制調(diào)節(jié)閥，對于吸收液與進(jìn)料煙氣的比值控制，本實施例中的流量控制流量計為煙氣進(jìn)料流量計2，而流量控制調(diào)節(jié)閥為檸檬酸鈉吸收液進(jìn)料調(diào)節(jié)閥6，上述流量控制系統(tǒng)與計算機(jī)總控裝置相連。

本實施例的檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)(關(guān)于流量)的具體控制方法如下：在工作過程中，由煙氣進(jìn)料流量計2檢測進(jìn)料煙氣流量，計算機(jī)按照最佳的液氣比計算出所需吸收劑的流量，繼而發(fā)出控制信號控制流量控制檸檬酸鈉吸收液進(jìn)料調(diào)節(jié)閥6的開度，以此來實現(xiàn)自動流量控制。

溫度控制系統(tǒng)包括溫度檢測器和再沸器蒸汽流量控制調(diào)節(jié)閥，對于解吸塔靈敏板溫度控制，本實施例中的溫度檢測器為靈敏板溫度檢測器21，而再沸器蒸汽流量控制調(diào)節(jié)閥為再沸器加熱蒸汽進(jìn)料調(diào)節(jié)閥17，上述溫度控制系統(tǒng)與計算機(jī)總控裝置相連。

本實施例的檸檬酸鈉脫硫工藝的控制系統(tǒng)(關(guān)于溫度)的具體控制方法如下：在工作過程中，由靈敏板溫度檢測器21檢測靈敏板溫度，送入計算機(jī)總控裝置，將測得的溫度與預(yù)設(shè)的溫度范圍進(jìn)行比較(其中預(yù)設(shè)范圍值要參考設(shè)備的規(guī)模及常規(guī)運行狀態(tài)，通常取額定值的5％作為波動區(qū)間)，根據(jù)比較結(jié)果由計算機(jī)總控裝置發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)再沸器加熱蒸汽進(jìn)料調(diào)節(jié)閥17的開度負(fù)相關(guān)于對應(yīng)設(shè)備靈敏板溫度的測量值與預(yù)設(shè)范圍的偏差值，以此來實現(xiàn)自動溫度控制。