CN107486004A - 一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法及其装置，所述装置包括控制系统以及CEMS在线监控模块、还原剂输送模块、还原剂制备模块和喷枪；所述智能脱硝的方法通过CEMS系统实时监控干燥塔中的氮氧化物的含量，控制系统控制整个脱硝的流程，并采用智能的喷枪，能够精准地控制还原剂使用量，防止多余的还原剂逸出腐蚀设备、影响产品质量和污染环境；并且本方案所述的方法能够通过一个控制系统同时控制多个喷雾干燥塔的脱硝操作，联合控制，工作效率高，减少设备的投放，节省成本。

Description

一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法及其装置
技术领域
本发明涉及脱硝技术领域，特别涉及一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法及其装置。
背景技术
陶瓷行业《陶瓷工业污染物排放标准》（GB 25464-2010）规定，对喷雾塔、烧成窑的氮氧化物排放指标作了严格要求，但是目前我国建筑陶瓷企业在脱硝治理方面仅有部分企业配套了简易的SNCR脱硝装置，该装置对人工操作的依赖大，还原剂的制备浓度不稳定，还原剂的消耗大，多余的还原剂逃逸量大，对设备的腐蚀严重，严重影响产品的质量和污染环境；该脱硝方法简单，还原剂的喷射量不能调节，每座喷雾塔需要单独配套脱硝装置，不能集成控制，过程粗放，脱硝的效果不好。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法及其装置，旨在解决现有技术中的脱硝方法简单粗放，不能精准控制还原剂的使用量，造成多余的还原剂释放到环境中，不但腐蚀设备、影响产品的质量，还对环境造成严重的污染。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法,其中，所述方法包括以下步骤：
S001.在控制系统中设定氮氧化物的警戒值，通过CEMS在线监控系统分别实时监测若干台喷雾干燥塔中的氮氧化物的浓度，并分别将检测结果传输至控制系统；
S002.控制系统根据接收到的检测结果分别计算出各台喷雾干燥塔中氮氧化物的浓度值；
S003.控制系统将计算后得到的氮氧化物的浓度值与设定的警戒值进行比较，如果检测结果高于警戒值，则执行步骤S004；如果检测结果低于警戒值，则执行步骤S005；
S004.控制系统根据检测结果计算出所需还原剂的量，并开启还原剂输送模块，使还原剂通过还原剂输送管道从储液罐输送至喷枪中，喷枪通过控制系统设定的喷射流量和喷射角度执行工作。
S005.检测结果低于警戒值时，控制系统发出指令，还原剂输送模块和喷枪关闭。
所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其中，所述智能脱硝的方法在步骤S001之前还包括通过控制系统控制还原剂尿素溶液的配制。
所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其中，所述还原剂的配制包括以下步骤：
A.开启还原剂溶解罐热水管路阀门进行注水，液位达到设定值后关闭热水管路阀门；
B.启动搅拌器，设定转速为60r/min；
C.启动溶解罐上方的电动葫芦，按照设定的还原剂溶液的浓度将满足重量的尿素颗粒加入至溶解罐中；
D.搅拌30min，检查溶解罐内的尿素颗粒是否完全溶解，若溶解后则停止搅拌；
E.开启还原剂溶解罐底部的排空阀，将尿素溶液排入储液罐中；
上述操作除了步骤C中投料过程中拆开尿素外包装需要人工操作，其他操作均通过控制系统自动完成。
所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其中，所述步骤E中的储液罐设有与控制系统通过电信号连接的电磁翻板液位计和高低液位报警系统，用于控制储液罐内的还原剂的储量。
所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其中，所述的步骤S004中控制系统还控制还原剂输送管道的清洗和温度。
所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其中，所述的步骤S004中采用智能的伸缩喷枪，喷枪工作时枪头自动地从干燥塔的喷枪放置孔中探入干燥塔中，停止工作时枪头自动从干燥塔中抽出。
所述喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其中，所述的喷枪处于自动模式时通过控制系统改变还原剂的喷射量，使氮氧化物的浓度稳定在低于警戒值的范围内；喷枪处于手动模式时，通过在脱销现场直接手动调节还原剂的喷射量。
一种喷雾干燥塔智能脱硝的装置，其中，包括装有所述的控制系统的计算机以及CEMS在线监控模块、还原剂输送模块、还原剂制备模块和喷枪；
CEMS在线监控模块包括检测装置和分析仪，检测装置的一端探入喷雾干燥塔中，另一端连接分析仪，分析仪与所述计算机连接，所述CEMS在线监控模块用于采集现场的氮氧化物的浓度并反馈到所述控制系统中；
还原剂输送模块包括离心泵和还原剂输送管道，离心泵连接于还原剂输送管道中，所述还原剂输送管道的一端连接还原剂制备模块，另一端连接喷枪，所述离心泵通过还原剂输送管道将还原剂从还原剂制备模块输送至喷枪中；
还原剂制备模块包括用于制备还原剂的溶解罐和用于储存还原剂的储存罐，所述储存罐分别与溶解罐和还原剂输送模块连接；
喷枪与还原剂输送管道的一端连接，用于向喷雾干燥塔中喷射还原剂。
所述的喷雾干燥塔智能脱硝的装置，其中，所述的还原剂输送模块包括若干台多级离心泵提供动力，所述多级离心泵前均设有Φ0.3×0.5mm的过滤装置。
所述的喷雾干燥塔智能脱硝的装置，其中，所述的还原剂输送模块中还包括计量模块，用于对还原剂的喷射量进行计算和调节。
有益效果：
本发明提供了一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法及其装置，所述智能脱硝的方法通过CEMS系统实时监控干燥塔中的氮氧化物的含量，控制系统控制整个脱硝的流程，并采用智能的喷枪，能够精准地控制还原剂使用量，防止多余的还原剂逸出腐蚀设备、影响产品质量和污染环境；并且本方案所述的方法能够通过一个控制系统同时控制多台喷雾干燥塔的脱硝操作，联合控制，工作效率高，减少设备的投放，节省成本。
附图说明
图1为本发明提供的喷雾干燥塔智能脱硝的方法较佳实施方式的流程图。
图2为所述喷雾干燥塔智能脱硝的装置工作原理示意图。
具体实施方式
本发明提供一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法及其装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1和2，本发明提供一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法,该方法包括以下步骤：
S001.在控制系统1中设定氮氧化物的警戒值，通过CEMS（Continuous EmissionMonitoring System，烟气在线监测系统）在线监控系统3分别实时监测若干台喷雾干燥塔中的氮氧化物的浓度，并分别将检测结果传输至控制系统1；
S002.控制系统1根据接收到的检测结果分别计算出各台喷雾干燥塔中氮氧化物的浓度值；具体地，控制系统1中配备物料衡算软件，可根据CEMS在线监控模块3实时监控的氮氧化物的浓度自动调控还原剂的喷射量。
S003.控制系统1将计算后得到的氮氧化物的浓度值与设定的警戒值进行比较，如果检测结果高于警戒值，则执行步骤S004；如果检测结果低于警戒值，则执行步骤S005；
S004.控制系统1根据检测结果计算出所需还原剂的量，并开启还原剂输送模块2，使还原剂通过还原剂输送管道从储液罐输送至喷枪中，喷枪5通过控制系统1设定的喷射流量和喷射角度执行工作。
S005.检测结果低于警戒值时，控制系统1发出指令，还原剂输送模块4和喷枪5关闭。
本发明采用上述方案，可以实现多台喷雾干燥塔的联控脱硝，整个脱硝过程在控制系统1的控制下自动完成，工作效率和精准度高，脱硝效率稳定，减少了人力成本和设备的成本，避免了过量使用还原剂而造成还原剂逃逸污染环境、腐蚀设备等问题。
进一步地，所述智能脱硝的方法在步骤S001之前还包括通过控制系统1控制还原剂尿素溶液的配制。
具体地，所述还原剂的配制包括以下步骤：
A.开启还原剂溶解罐热水管路阀门进行注水，液位达到设定值后关闭热水管路阀门；
B.启动搅拌器，设定转速为60r/min；
C.启动溶解罐上方的电动葫芦，按照设定的还原剂溶液的浓度将满足重量的尿素颗粒加入至溶解罐中；
D.搅拌30min，检查溶解罐内的尿素颗粒是否完全溶解，若溶解后则停止搅拌；
E.开启还原剂溶解罐底部的排空阀，将尿素溶液排入储液罐中；
上述操作除了步骤C中投料过程中拆开尿素外包装需要人工操作，其他操作均通过控制系统1自动完成。
尿素的溶解过程是一个吸热的过程，本实施方式中采用40℃的温水作为溶药工艺水，可以防止尿素溶解后的再结晶，保证所添加的尿素都溶解在水中，形成均一的溶液。
上述整个还原剂的配制过程通过控制系统1控制，降低了人工成本，减少了人为的误差，使还原剂的浓度控制得更加的精准，保证脱硝的效果和避免多余还原剂的逸出；进一步的，还原剂可以根据脱硝过程的使用量实时自动配置，操作简单。
进一步地，所述步骤E中的储液罐设有与控制系统1通过电信号连接的电磁翻板液位计和高低液位报警系统，用于控制储液罐内的还原剂的储量。
具体地，预先在控制系统1中设定储液罐的高低液位警戒值，当电磁翻板液位计检测到储液罐中的还原剂的液位低于低液位警戒值时，高低液位报警系统报警，控制系统1接收到报警信号后反馈给还原剂制备模块2，还原剂制备模块2启动，自动配制还原剂，并将配制好的还原剂排入储液罐中；当排入还原剂的量达到高液位警戒线时，高低液位报警系统报警，控制系统1控制还原剂溶解罐排液的阀门关闭，停止向储液罐中输送还原剂。
进一步地，所述的步骤S004中控制系统1还控制还原剂输送管道的清洗和温度。所述的控制系统1设定了还原剂输送管道定期用工艺水进行清洗的程序，保持还原剂输送管道的清洁；还原输送管道在输送还原剂的过程中，控制系统1开启还原剂输送管道的保温功能，本实施方式设定的温度为50℃左右，防止还原剂再结晶，降低还原剂的浓度，进而影响脱硝的效果。
进一步地，所述的步骤S004中采用智能的伸缩喷枪5，喷枪5工作时枪头自动地从干燥塔的喷枪放置孔中探入干燥塔中，停止工作时枪头自动从干燥塔中抽出；避免枪头长期暴露在干燥塔内高温的环境中，影响喷枪5的使用寿命。
具体地，所述的喷枪5处于自动模式时通过控制系统1改变还原剂的喷射量，使氮氧化物的浓度稳定在低于警戒值的范围内；喷枪5处于手动模式时，通过在脱销现场直接手动调节还原剂的喷射量；两种调节流量的方式可以根据实际需要灵活转换，使用方便。
一种喷雾干燥塔智能脱硝的装置，包括装有所述的控制系统1的计算机以及CEMS在线监控模块3、还原剂输送模块4、还原剂制备模块2和喷枪5；
CEMS在线监控模块3包括检测装置和分析仪，检测装置的一端探入喷雾干燥塔中，另一端连接分析仪，分析仪与所述计算机连接，所述CEMS在线监控模块3用于采集现场的氮氧化物的浓度并反馈到所述控制系统1中；
还原剂输送模块4包括离心泵和还原剂输送管道，离心泵连接于还原剂输送管道中，所述还原剂输送管道的一端连接还原剂制备模块2，另一端连接喷枪5，所述离心泵通过还原剂输送管道将还原剂从还原剂制备模块2输送至喷枪5中；
还原剂制备模块2包括用于制备还原剂的溶解罐和用于储存还原剂的储存罐，所述储存罐分别与溶解罐和还原剂输送模块4连接；
喷枪5与还原剂输送管道的一端连接，用于向喷雾干燥塔中喷射还原剂。
具体地，所述的还原剂输送模块4包括若干台多级离心泵提供动力，所述多级离心泵前均设有Φ0.3×0.5mm的过滤装置；所述过滤装置能够有效地防止还原液中携带的细小颗粒堵塞喷枪。本实施方式中采用两台高扬程SUS304多级离心泵，一台正常工作，一台作为备用，避免出现动力故障，克服了远程供液的压损，实现多台喷雾干燥塔的同步脱硝。
进一步地，所述的还原剂输送模块4中还包括计量模块，用于对还原剂的喷射量进行计算和调节。本实施方式中，计量模块调节喷枪的气液比，将还原剂的喷射量控制在0～0.9L/min，使还原剂溶液的雾化粒度分布在50～300µm之间，控制系统1控制还原剂的雾化角度为60度，使喷射出的还原剂雾化后的分布呈中间粒径粗，四周粒径细，达到最优的脱硝效果。本实施方式的脱硝效率稳定在60%～65%之间，脱硝效果好。
综上所述，本发明通过CEMS在线监控模块3实时监控干燥塔中的氮氧化物的含量，控制系统1控制整个脱硝的流程，并采用智能的喷枪5，能够精准地控制还原剂使用量，防止多余的还原剂逸出腐蚀设备、影响产品质量和污染环境；并且本方案所述的方法能够通过一个控制系统1同时控制多个喷雾干燥塔的脱硝操作，联合控制，工作效率高，减少设备的投放，节省成本；本发明的脱硝效率在60%～65%之间，脱硝效率稳定。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷雾干燥塔智能脱硝的方法,其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S001.在控制系统中设定氮氧化物的警戒值，通过CEMS在线监控系统分别实时监测若干台喷雾干燥塔中的氮氧化物的浓度，并分别将检测结果传输至控制系统；
S002.控制系统根据接收到的检测结果分别计算出各台喷雾干燥塔中氮氧化物的浓度值；
S003.控制系统将计算后得到的氮氧化物的浓度值与设定的警戒值进行比较，如果检测结果高于警戒值，则执行步骤S004；如果检测结果低于警戒值，则执行步骤S005；
S004.控制系统根据检测结果计算出所需还原剂的量，并开启还原剂输送模块，使还原剂通过还原剂输送管道从储液罐输送至喷枪中，喷枪通过控制系统设定的喷射流量和喷射角度执行工作；
S005.检测结果低于警戒值时，控制系统发出指令，还原剂输送模块和喷枪关闭。
2.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其特征在于，所述智能脱硝的方法在步骤S001之前还包括通过控制系统控制还原剂尿素溶液的配制。
3.根据权利要求2所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其特征在于，所述还原剂的配制包括以下步骤：
A.开启还原剂溶解罐热水管路阀门进行注水，液位达到设定值后关闭热水管路阀门；
B.启动搅拌器，设定转速为60r/min；
C.启动溶解罐上方的电动葫芦，按照设定的还原剂溶液的浓度将满足重量的尿素颗粒加入至溶解罐中；
D.搅拌30min，检查溶解罐内的尿素颗粒是否完全溶解，若溶解后则停止搅拌；
E.开启还原剂溶解罐底部的排空阀，将尿素溶液排入储液罐中；
上述操作除了步骤C中投料过程中拆开尿素外包装需要人工操作，其他操作均通过控制系统自动完成。
4.根据权利要求3所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其特征在于，所述步骤E中的储液罐设有与控制系统通过电信号连接的电磁翻板液位计和高低液位报警系统，用于控制储液罐内的还原剂的储量。
5.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其特征在于，所述的步骤S004中控制系统还控制还原剂输送管道的清洗和温度。
6.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其特征在于，所述的步骤S004中采用智能的伸缩喷枪，喷枪工作时枪头自动地从干燥塔的喷枪放置孔中探入干燥塔中，停止工作时枪头自动从干燥塔中抽出。
7.根据权利要求1所述喷雾干燥塔智能脱硝的方法，其特征在于，所述的喷枪处于自动模式时通过控制系统改变还原剂的喷射量，使氮氧化物的浓度稳定在低于警戒值的范围内；喷枪处于手动模式时，通过在脱销现场直接手动调节还原剂的喷射量。
8.一种喷雾干燥塔智能脱硝的装置，其特征在于，包括装有权利要求1-7所述的控制系统的计算机以及CEMS在线监控模块、还原剂输送模块、还原剂制备模块和喷枪；
CEMS在线监控模块包括检测装置和分析仪，检测装置的一端探入喷雾干燥塔中，另一端连接分析仪，分析仪与所述计算机连接，所述CEMS在线监控模块用于采集现场的氮氧化物的浓度并反馈到所述控制系统中；
还原剂输送模块包括离心泵和还原剂输送管道，离心泵连接于还原剂输送管道中，所述还原剂输送管道的一端连接还原剂制备模块，另一端连接喷枪，所述离心泵通过还原剂输送管道将还原剂从还原剂制备模块输送至喷枪中；
还原剂制备模块包括用于制备还原剂的溶解罐和用于储存还原剂的储存罐，所述储存罐分别与溶解罐和还原剂输送模块连接；
喷枪与还原剂输送管道的一端连接，用于向喷雾干燥塔中喷射还原剂。
9.根据权利要求8中所述的喷雾干燥塔智能脱硝的装置，其特征在于，所述的还原剂输送模块包括若干台多级离心泵提供动力，所述多级离心泵前均设有Φ0.3×0.5mm的过滤装置。
10.根据权利要求9中所述的喷雾干燥塔智能脱硝的装置，其特征在于，所述的还原剂输送模块中还包括计量模块，用于对还原剂的喷射量进行计算和调节。
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