CN105561771A - 基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置及方法。其中，控制装置包括吸收塔、连接于吸收塔的烟囱，所述吸收塔还连接有一用于向吸收塔补入吸收液的吸收液储槽以及用于收集从吸收塔排出的吸收液的排液储槽，所述吸收塔与吸收液储槽之间设置有补液气动阀，所述吸收塔与排液储槽之间设置有排液气动阀，所述烟囱连接一自动监测仪，所述自动监测仪连接一中央控制系统，所述中央控制系统信号控制所述补液气动阀以及排液气动阀。本发明避免了传统控制方法存在的数据漂移或失真、多变量检测数据不同步等问题，简化了中控系统的运算逻辑，降低了DCS控制系统组态难度，减少了检测设备投资和维护投入，尾气SO2年排放达标率≥98%。

Description

基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置及方法
技术领域
本发明涉及氧化锌粉脱硫工艺领域，尤其涉及基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置及方法。
背景技术
传统湿法脱硫主要是通过监控吸收塔内吸收液的含固量和pH值来置换塔内吸收液，近几年在铅锌冶炼企业实现工业化的氧化锌粉脱硫也是采用上述控制工艺；另外，也有人提出对脱硫前烟气二氧化硫浓度、烟气量、烟气浓度、烟气温度等多个变量进行实时监测，监测数据传输至运算模块进行计算处理，控制系统通过此计算数据及时补入适量的吸收液，以确保烟气达标排放。
然而，从氧化锌粉脱硫的生产实际来看，氧化锌粉吸收液在管路中经常出现结垢堵塞的情况，pH检测计的实时监测数据时常会失真，根据吸收液的pH值来控制脱硫很难确保烟气长期达标排放；如果对脱硫前的烟气各参数进行实时监控，通过监测反馈计算出吸收液补入量来进行脱硫，则所有变量检测数据必须确保其准确性和同步性，不仅存在设备投资及维护投入大，而且多变量的运算逻辑复杂，加大了DCS控制系统组态工作难度。
总之，脱硫工艺监控变量的数值一旦出现漂移或失真，会导致脱硫系统运行不稳定，脱硫效率难以保证；烟气SO2很难实现长周期达标排放。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置及方法，旨在解决现有的脱硫工艺其无法实时监控以及动态控制的问题。
本发明的技术方案如下：
一种基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其中，包括吸收塔、连接于吸收塔的烟囱，所述吸收塔还连接有一用于向吸收塔补入吸收液的吸收液储槽以及用于收集从吸收塔排出的吸收液的排液储槽，所述吸收塔与吸收液储槽之间设置有补液气动阀，所述吸收塔与排液储槽之间设置有排液气动阀，所述烟囱连接一自动监测仪，所述自动监测仪连接一中央控制系统，所述中央控制系统信号控制所述补液气动阀以及排液气动阀。
所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其中，所述吸收塔与排液气动阀之间还设置有排液手动回流阀。
所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其中，所述吸收液储槽与补液气动阀之间还设置有补液手动回流阀。
所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其中，所述吸收塔通过管道连接烟囱，所述管道一端连接吸收塔顶部，另一端连接烟囱底部。
一种如上所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置的控制方法，其中，包括步骤：
A、制酸烟气进到吸收塔中，与吸收液反应脱硫，脱硫产生的尾气由烟囱排出；
B、自动监测仪实时检测烟囱排出的SO2浓度，并将检测到的数据传输至中央控制系统；
C、中央控制系统根据所检测到的数据，以及预先设置好的联锁条件来控制排液气动阀和补液气动阀启动和关闭。
所述的控制方法，其中，所述联锁条件为：尾气SO2浓度值≥340mg/m3时，排液气动阀和补液气动阀同时打开置换吸收液；尾气SO2浓度值≤180mg/m3时，排液气动阀关闭；尾气SO2浓度值≤160mg/m3时，补液气动阀关闭。
所述的控制方法，其中，所述吸收液为氧化锌粉浆液。
所述的控制方法，其中，所述氧化锌粉浆液的质量浓度为15%。
有益效果：本发明避免了传统控制方法存在的数据漂移或失真、多变量检测数据不同步等问题，简化了中控系统的运算逻辑，降低了DCS控制系统组态难度，减少了检测设备投资和维护投入，提供一种较为简便、稳定的氧化锌粉脱硫控制方法，尾气SO2年排放达标率≥98%。
附图说明
图1为本发明基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置及方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明所提供的一种基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其包括吸收塔1、连接于吸收塔1的烟囱2，所述吸收塔1还连接有一用于向吸收塔1补入吸收液的吸收液储槽9以及用于收集从吸收塔1排出的吸收液的排液储槽6，所述吸收塔1与吸收液储槽9之间设置有补液气动阀8，所述吸收塔1与排液储槽6之间设置有排液气动阀5，所述烟囱2连接一自动监测仪3，所述自动监测仪3连接一中央控制系统4，所述中央控制系统4信号控制所述补液气动阀8以及排液气动阀10。所述吸收塔1通过管道连接烟囱2，所述管道一端连接吸收塔1顶部，另一端连接烟囱2底部。
本发明中，吸收液为氧化锌粉浆液，调制一定浓度的氧化锌粉浆液作为烟气脱硫吸收液，保持吸收液含固浓度稳定；含SO2的制酸烟气进到吸收塔1脱硫，尾气从烟囱2排空，自动监测仪3将检测到的尾气SO2浓度值反馈给中央控制系统4，联锁控制置换氧化锌粉吸收液，确保尾气SO2长周期达标排放。
所述吸收塔1与排液气动阀5之间还设置有排液手动回流阀7。所述吸收液储槽9与补液气动阀8之间还设置有补液手动回流阀10。吸收液的排出、补入流量可通过各管路上的手动回流阀提前调节、设定好。
本发明还提供一种如上所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置的控制方法，其包括步骤：
S1、制酸烟气进到吸收塔中，与吸收液反应脱硫，脱硫产生的尾气由烟囱排出；
S2、自动监测仪实时检测烟囱排出的SO2浓度，并将检测到的数据传输至中央控制系统；
S3、中央控制系统根据所检测到的数据，以及预先设置好的联锁条件来控制排液气动阀和补液气动阀启动和关闭。
所述联锁条件为：尾气SO2浓度值大于等于限排值的85%时，排液气动阀和补液气动阀同时打开置换吸收浆液；当尾气SO2浓度值小于等于限排值的45%时，排液气动阀关闭；当尾气SO2浓度值小于等于限排值的40%时，吸收液补入气动阀关闭。
一个具体的联锁条件为：尾气SO2浓度值≥340mg/m3时，排液气动阀和补液气动阀同时打开置换吸收液；尾气SO2浓度值≤180mg/m3时，排液气动阀关闭；尾气SO2浓度值≤160mg/m3时，补液气动阀关闭，即限排值为400mg/m3。
所述吸收液为氧化锌粉浆液。所述氧化锌粉浆液的质量浓度为15%。调制氧化锌粉浆液的氧化锌粉其粒度为-200目占95%（质量百分比）或以上，其中氧化锌含量（质量百分比）要求≥70%
氧化锌粉浆液浓度根据生产负荷提前摸索，并在生产过程中固定氧化锌粉浆液浓度，确保氧化锌粉脱硫工艺控制相对稳定。
自动监测仪将实时检测得到的尾气SO2浓度值信号以4~20mA（如10mA）电流信号传输到中央控制室操作界面，并将尾气SO2浓度值与吸收液排出、补入进行联锁控制。
本发明的方法另一实施例包括：
步骤1）、在氧化锌粉脱硫系统进行组态设计时，将自动监测仪实时检测到的尾气SO2浓度值信号以4~20mA电流信号传输到中央控制室操作界面，并将尾气SO2浓度值与氧化锌粉吸收液排液气动阀、补入气动阀进行联锁，吸收液排出、补入由尾气SO2浓度值联锁控制；
步骤2）、试生产期间，摸索出能够达标处理最高生产负荷条件下烟气的氧化锌粉吸收液浓度，并以此浓度的氧化锌粉浆液固定为烟气脱硫吸收液，保持吸收液浓度稳定；
步骤3）、生产期间，根据步骤2）摸索的氧化锌粉浆液浓度进行配浆；
步骤4）、生产过程中，中央控制系统获取自动监测仪实时监控数据，并联锁控制置换氧化锌粉吸收液。
所述的步骤1）中吸收液的排出、补入流量可通过管路上的手动回流阀（排液手动回流阀和补液手动回流阀）提前设定好，确保吸收塔塔内液位保持平衡。
具体实施例：某厂14万t/a制酸系统的制酸烟气采用氧化锌粉脱硫法，烟气流量为50000m3/h，烟气脱硫前的SO2浓度值为2000～3000mg/m3，当地排放限值为400mg/m3。
根据试生产摸索的数据，调制固含量为15%（质量百分比）的氧化锌粉浆液作为脱硫的吸收液；
制酸烟气进到吸收塔与吸收液反应脱硫，尾气直接排烟囱，尾气SO2浓度由在线监测仪实时检测，检测数据传输至中央控制系统；
在中央控制系统中设置排液气动阀和补液气动阀启动和关闭的联锁条件：尾气SO2浓度值≥340mg/m3时，排液气动阀和补液气动阀启动同时打开置换吸收浆液；尾气SO2浓度值≤180mg/m3时，排液气动阀关闭；尾气SO2浓度值≤160mg/m3时，补液气动阀关闭；
生产过程中，中央控制系统根据设定的联锁指令自动开启或关闭排液气动阀和补液气动阀；排液/补液流量可通过调节排液手动回流阀7补液手动回流阀的开度控制，以确保吸收塔内的液位平衡。
本发明避免了传统控制方法存在的数据漂移或失真、多变量检测数据不同步等问题，简化了中控系统的运算逻辑，降低了DCS控制系统组态难度，减少了检测设备投资和维护投入，提供一种较为简便、稳定的氧化锌粉脱硫控制方法，尾气SO2年排放达标率≥98%。
本发明将脱硫后的烟气SO2浓度值作为唯一的核心控制变量，同时还固定了吸收液的浓度，将以往的多变量控制改变为单一变量控制，极大简化了氧化锌粉脱硫控制模式，解决了传统脱硫控制方法存在的不足。本发明还把尾气SO2浓度值作为变量控制参数，保持了控制参数和目标参数的一致性，目标控制更为精准，尾气SO2年排放达标率超98%。本发明所监控的对象为经过脱硫、洗涤净化后的尾气，加之其检测设备为在线监测设备，监测尾气SO2浓度这一变量参数较以往其他控制参数的检测准确性更高。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其特征在于，包括吸收塔、连接于吸收塔的烟囱，所述吸收塔还连接有一用于向吸收塔补入吸收液的吸收液储槽以及用于收集从吸收塔排出的吸收液的排液储槽，所述吸收塔与吸收液储槽之间设置有补液气动阀，所述吸收塔与排液储槽之间设置有排液气动阀，所述烟囱连接一自动监测仪，所述自动监测仪连接一中央控制系统，所述中央控制系统信号控制所述补液气动阀以及排液气动阀。
2.根据权利要求1所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其特征在于，所述吸收塔与排液气动阀之间还设置有排液手动回流阀。
3.根据权利要求1所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其特征在于，所述吸收液储槽与补液气动阀之间还设置有补液手动回流阀。
4.根据权利要求1所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置，其特征在于，所述吸收塔通过管道连接烟囱，所述管道一端连接吸收塔顶部，另一端连接烟囱底部。
5.一种如权利要求1所述的基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：
A、制酸烟气进到吸收塔中，与吸收液反应脱硫，脱硫产生的尾气由烟囱排出；
B、自动监测仪实时检测烟囱排出的SO2浓度，并将检测到的数据传输至中央控制系统；
C、中央控制系统根据所检测到的数据，以及预先设置好的联锁条件来控制排液气动阀和补液气动阀启动和关闭。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述联锁条件为：尾气SO2浓度值≥340mg/m3时，排液气动阀和补液气动阀同时打开置换吸收液；尾气SO2浓度值≤180mg/m3时，排液气动阀关闭；尾气SO2浓度值≤160mg/m3时，补液气动阀关闭。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述吸收液为氧化锌粉浆液。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述氧化锌粉浆液的质量浓度为15%。
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