CN109516701A - 水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置。包括液路单元、喷施单元、气路单元、监测单元、自动控制单元；液路单元用于配氨并喷给氨水，包括卸氨泵、氨水罐、氨水使用罐、去离子水净化装置、配氨罐、配氨泵、供氨泵、第一压力表；喷施系统用于混合氨水与压缩空气并向水泥分解炉区域喷施该混合物，包括喷枪；气路系统用于喷给压缩空气，包括压缩空气储气罐；监测系统包括型号为SCS‑900C的烟气在线连续监测系统，用于实时监测预热器分解炉内氮氧化物浓度，并将数据传入PLC控制器。本发明能够合理控制氮氧化物的排放量，安装、维护、维修方便，减少环境污染，提高了环保设施运行可靠性和使用寿命，提高脱硝效率，降低氨的逃逸率和生产成本。

Description

水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置

技术领域

本发明涉及水泥机械技术领域，具体是一种水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置。

背景技术

目前，在水泥窑生产的过程中，为了降低氮氧化物排放，符合环保要求，均在窑尾增加了烟气脱硝系统，由于氮氧化物监测位置和氨水喷给位置较远，时延很大，在对喷入的氨水量只采用调整供氨泵的转速来实现，调节不及时，变量控制不稳，不仅造成氨水的浪费，同时增加氨的逃逸率。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，从而提供一种能够合理控制氮氧化物的排放量，控制氨发逃逸率，降低环保风险和生产成本，安装、维护、维修方便，减少环境污染，提高环保设施运行可靠性和使用寿命的水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置。

本发明解决所述问题，采用的技术方案是：

一种水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置，包括液路单元、喷施单元、气路单元、监测单元、自动控制单元；

液路单元，用于配氨并喷给氨水，包括：

卸氨泵：用于将外来氨水卸车并打入氨水罐内；

氨水罐：用于储存外来氨水；

氨水使用罐：用于储存已调配好浓度的氨水；

去离子水净化装置：用于将高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离；

配氨罐：用于将氨水罐内的氨水与经去离子水净化装置过滤后的纯净水进行混合配置成品氨水；

配氨泵：用于将氨水罐内的氨水打入配氨罐，并将成品氨水打入氨水使用罐；

供氨泵：用于将氨水使用罐中的氨水喷给至预热器分解炉；

第一压力表：用于测量供给氨水压力；

卸氨泵通过氨水管路连接氨水罐，氨水罐通过氨水管路依次连接配氨泵和配氨罐，净化装置通过氨水管路连接配氨罐，配氨罐通过氨水管路连接氨水使用罐，氨水使用罐通过氨水管路连接供氨泵，第一压力表设置在供氨泵上的氨水管路上；

喷施系统，用于混合氨水与压缩空气并向水泥分解炉区域喷施该混合物，包括：

喷枪：用于安装在预热器分解炉周围并插入其中进行喷给氨水；

喷枪通过金属缠绕软管、氨水管路与供氨泵连接，

气路系统，用于喷给压缩空气，包括：

压缩空气储气罐：用于通入压缩空气并保持压力；

压缩空气储气罐通过压缩空气管路连接供氨泵与喷枪之间的氨水管路，压缩空气管路上设置有带法兰球形阀和第二压力表，带法兰球形阀用于控制储气罐压缩空气的供给量，第二压力表用于监测供气压力；

监测系统，包括：

型号为SCS-900C的烟气在线连续监测系统，用于实时监测预热器分解炉内氮氧化物浓度，并将数据传入PLC控制器；

自动控制单元，用于实时协作整个系统喷给量，包括：

PLC控制器，用于获取监测系统数据并且控制各个单元的动力设备。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

①能够合理控制氮氧化物的排放量，控制氨发逃逸率，降低环保风险，安装、维护、维修方便，减少环境污染，提高了环保设施运行可靠性和使用寿命。

②提高脱硝效率，使氮氧化物的排放更稳定，降低氨的逃逸率，提高环境质量，降低生产成本。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

净化装置4为3T-1级反渗透装置。

附图说明

图1 是本发明实施例结构示意图；

图2 是本发明实施例控制方框图；

图3 是本发明实施例自动控制单元程序逻辑控图；

图中：卸氨泵1；氨水罐2；氨水使用罐3；去离子水净化装置4；配氨罐5；配氨泵6；供氨泵7；第一压力表8；喷枪9；氨水管路10；金属缠绕软管11；压缩空气储气罐12；带法兰球形阀13；第二压力表14；压缩空气管路15；预热器分解炉16。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

参见图1、图2、图3，一种水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置，包括液路单元、喷施单元、气路单元、监测单元、自动控制单元；

液路单元，用于配氨并喷给氨水，包括：

卸氨泵1：用于将外来氨水卸车并打入氨水罐2内；

氨水罐2：用于储存外来氨水；

氨水使用罐3：用于储存已调配好浓度的氨水；

去离子水净化装置4：用于将高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离；

配氨罐5：用于将氨水罐2内的氨水与经去离子水净化装置4过滤后的纯净水进行混合配置成品氨水；

配氨泵6：用于将氨水罐2内的氨水打入配氨罐5，并将成品氨水打入氨水使用罐3；

供氨泵7：用于将氨水使用罐3中的氨水喷给至预热器分解炉16；

第一压力表8：用于测量供给氨水压力；

卸氨泵1通过氨水管路10连接氨水罐2，氨水罐2通过氨水管路10依次连接配氨泵6和配氨罐5，净化装置4通过氨水管路10连接配氨罐5，配氨罐5通过氨水管路10连接氨水使用罐3，氨水使用罐3通过氨水管路10连接供氨泵7，第一压力表8设置在供氨泵7上的氨水管路10上；

喷施系统，用于混合氨水与压缩空气并向水泥分解炉区域喷施该混合物，包括：

喷枪9：用于安装在预热器分解炉16周围并插入其中进行喷给氨水；

喷枪9通过金属缠绕软管11、氨水管路10与供氨泵7连接，

气路系统，用于喷给压缩空气，包括：

压缩空气储气罐12：用于通入压缩空气并保持压力；

压缩空气储气罐12通过压缩空气管路15连接供氨泵7与喷枪9之间的氨水管路10，压缩空气管路15上设置有带法兰球形阀13和第二压力表14，带法兰球形阀13用于控制压缩空气储气罐12压缩空气的供给量，第二压力表14用于监测供气压力；

监测系统，包括：

型号为SCS-900C的烟气在线连续监测系统，用于实时监测预热器分解炉16内氮氧化物浓度，并将数据传入PLC控制器；

自动控制单元，用于实时协作整个系统喷给量，包括：

PLC控制器，用于获取监测系统数据并且控制各个单元的动力设备，PLC控制器接收烟气在线连续监测系统检测的数据，并通过线路现场接收供氨泵7的频率反馈，经过逻辑运算后给定出供氨泵7的频率并确定喷给量。

去离子水净化装置4为3T-1级反渗透装置。

通过本装置将浓度为20%氨水通过卸氨泵1灌入氨水罐2中，通过配氨泵5将氨水与经过去离子水净化装置4（3T-1级反渗透装置）净化的水在配氨罐5进行稀释并调整到适合的浓度为12%氨水，根据型号为SCS-900C的烟气在线监测系统中检测到氮氧化物的含量作为自动控制单元提取的重要指标参数，自动控制单元的PLC控制器通过变量间的耦合关系提前预测氮氧化物变化趋势从而输出控制信号调节供氨泵7的输入频率，保证在出口烟气中氮氧化物含量指标合格的条件下的氨水的喷给量最经济，将本装置安装在水泥窑生产线熟料系统中，与窑系统同步运行，在熟料生产的过程中，根据不同的环保数据来实现氮氧化物的浓度指标控制在合理范围内，并始终保持，不仅实现运行数据可靠，同时优化生产工艺参数，降低生产成本。

通过依据烟气在线监测系统（SCS-900C）提供的排放数据，操作员设定排放目标值及其控制范围，PLC控制器根据各指标参数调整供氨泵7的电机频率，实现合理控制氨水喷给量，从而保证排放达标，同时降低氨的逃逸率，降低生产成本。

本发明对进厂的氨水与纯水进行稀释调配到合理浓度；对于供氨泵7采用变频调速，及时调整供氨泵7频率及喷入量；依据窑系统的烟气在线监测系统（SCS-900C）的数据（氮氧化物）输出来调整供氨泵7的变频参数，实现脱硝自动控制；液路单元用于提供一定压力及浓度的氨水，气路单元用于提供一定压力的压缩空气，喷施单元用于混合氨水与压缩空气并向水泥分解炉区域喷施该混合物，监测单元用于实时监测氮氧化物浓度，自动控制单元用于实时协作整个系统喷给量。

本发明能够合理控制氮氧化物的排放量，控制氨发逃逸率，降低环保风险，安装、维护、维修方便，减少环境污染，提高了环保设施运行可靠性和使用寿命，提高了脱硝效率，使氮氧化物的排放更稳定，降低氨的逃逸率，提高了环境质量，降低了生产成本。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (2)

1.一种水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置，包括液路单元、喷施单元、气路单元、监测单元、自动控制单元；其特征在于：

液路单元，用于配氨并喷给氨水，包括：

卸氨泵：用于将外来氨水卸车并打入氨水罐内；

氨水罐：用于储存外来氨水；

氨水使用罐：用于储存已调配好浓度的氨水；

去离子水净化装置：用于将高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离；

配氨罐：用于将氨水罐内的氨水与经去离子水净化装置过滤后的纯净水进行混合配置成品氨水；

配氨泵：用于将氨水罐内的氨水打入配氨罐，并将成品氨水打入氨水使用罐3；

供氨泵：用于将氨水使用罐3中的氨水喷给至预热器分解炉；

第一压力表：用于测量供给氨水压力；

卸氨泵1通过氨水管路连接氨水罐，氨水罐通过氨水管路依次连接配氨泵和配氨罐，净化装置通过氨水管路连接配氨罐，配氨罐通过氨水管路连接氨水使用罐，氨水使用罐通过氨水管路连接供氨泵，第一压力表设置在供氨泵上的氨水管路上；

喷施系统，用于混合氨水与压缩空气并向水泥分解炉区域喷施该混合物，包括：

喷枪：用于安装在预热器分解炉周围并插入其中进行喷给氨水；

喷枪通过金属缠绕软管、氨水管路与供氨泵连接，

气路系统，用于喷给压缩空气，包括：

压缩空气储气罐：用于通入压缩空气并保持压力；

压缩空气储气罐通过压缩空气管路连接供氨泵与喷枪之间的氨水管路，压缩空气管路上设置有带法兰球形阀和第二压力表，带法兰球形阀用于控制储气罐压缩空气的供给量，第二压力表用于监测供气压力；

监测系统，包括：

型号为SCS-900C的烟气在线连续监测系统，用于实时监测预热器分解炉内氮氧化物浓度，并将数据传入PLC控制器；

自动控制单元，用于实时协作整个系统喷给量，包括：

PLC控制器，用于获取监测系统数据并且控制各个单元的动力设备。

2.根据权利要求1所述的水泥窑降低氮氧化物排放的智能控制装置，其特征在于：净化装置为3T-1级反渗透装置。