CN109603663A - 一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置。本发明包括固体自动称重进料系统、高浓度碱液配置与存放系统、碱液配送与稀释系统、就地控制系统。固体NaOH拆封后加入固体自动称重进料系统，一键式称重并送入碱液罐，根据所加入的NaOH重量，自动加入相应量的溶剂，配置成20mol/L浓度的高浓度碱液，通过搅拌器促使NaOH充分溶解并预防沉积物在碱液罐底部沉积。机组运行时，根据机组负荷等参数控制并供给高浓度碱液的需求量，与脱硫废水混合稀释送入烟道雾化装置。就地控制系统采用一键式设计，实现高浓度碱液的自动配置。

Description

一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置
技术领域
本发明属于节能减排技术领域，涉及一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置。
背景技术
随着《国家水污染防治计划》(“水十条”)的颁布实施，废水减排、回用及零排放工作已成为火力发电厂的重要任务之一。目前，中国90％以上已投入运行的燃煤发电机组均采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺(简称湿法脱硫)，湿法脱硫为控制脱硫浆液中的离子浓度，需要排放一定的脱硫废水。脱硫废水中含有高浓度的各种离子，直接排放会产生严重的污染，一般会进行一定的净化处理，不过其中氯离子采用常规的方法较难处理，因此难以实现脱硫废水零排放。为了实现脱硫废水零排放，国内已开展了大量的研发工作，出现了多种脱硫废水零排放技术工艺，部分技术已经进行了工程示范应用，不过一般都存在系统复杂、投资及运行费用大、二次污染等问题，或存在对机组安全运行有较大影响等问题。发明人曾提出了一种通过烟气脱氯来实现脱硫废水零排放的新技术，其原理是利用碱液将烟气中的大部分HCl等强酸性气体脱除，从而在脱硫浆液中离子浓度不变的情况下，大幅度减少脱硫废水流量，减幅后的脱硫废水作为碱基溶剂循环利用，从而实现了脱硫废水的零流量排放。该技术已申请相关专利。该技术的前期理论、实验、中试研究结果均表明其具有充分的可行性，具有系统简单、投资与运行成本低、安全性好、适应性强、无二次污染等优点。为实现烟气脱氯-脱硫废水零排放技术的工程应用，碱基溶液的合理配置与给料系统是其中重要的环节。由于NaOH具有很强的吸湿性，且给料量很小，常规的固态存放与连续给料方式不太适合在本系统应用。
发明内容
为实现烟气脱氯-脱硫废水零排放技术的工程应用，本发明提供了一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明包括固体自动称重进料系统、高浓度碱液配置与存放系统、碱液配送与稀释系统、就地控制系统。
所述的固体自动称重进料系统，用于NaOH从包装袋拆封装入后，进行自动称重，并自动投入高浓度碱液配置与储存系统。
所述的高浓度碱液配置与存放系统，根据投入的固体NaOH重量，自动注入溶剂量，配置成高浓度碱液(20mol/L)，并储存满足机组一天以上的运行需求量。
所述的碱液配送与稀释系统，根据锅炉负荷等因素所确定的NaOH需求量和脱硫废水管路的运行状态，调节高浓度碱液供给量，并与脱硫废水混合。
所述的就地控制系统，采用PLC控制自动称重进料和高浓度碱液的配置。
所述的固体自动称重进料系统，包括料斗、牵引绳、电子秤、翻斗电机、移动座、传动丝杆、传动电机、滑动杆、行程开关。
所述的料斗，用于装入从包装袋拆封的NaOH固体。
所述的牵引绳，一根钢丝分为两段，一段用于提拎料斗，一段用于翻转料斗。
所述的电子秤，安装于提拎牵引绳的中间，用于对料斗进行称重。
所述的翻斗电机，通过翻斗电机正反转实现料斗的提拎与翻转。
所述的移动座，用于固定翻斗电机，并实现翻斗电机的水平移动。
所述的传动丝杆，为螺纹传动杆，传动丝杆转动实现移动座的水平移动。
所述的传动电机，用于带动传动丝杆的转动。
所述的滑动杆，配合传动丝杆对移动座进行垂直方向固定。
所述的行程开关，用于固定移动座水平移动的范围。
所述的高浓度碱液配置与存放系统，包括碱液罐、液位计、给水阀、搅拌器、排污阀。
所述的碱液罐，为具有耐碱腐蚀的容器，其容量根据机组大小等参数进行选择，一般要能满足机组一天以上的运行需求量，使高浓度碱液配置最多每天一次，减少人工工作量。
所述的液位计，用于实时测量碱液罐中的碱液量，采用防腐蚀电子液位计。
所述的给水阀，在加入NaOH后，控制系统根据所加入的NaOH重量，自动控制给水阀加入相应量溶剂，配置为20mol/L的NaOH溶液。为了避免溶剂中过多杂质导致碱液罐积污，宜采用较为干净的工艺水，在脱硫废水前期处理较为干净时(无大量沉积物)，更宜采用脱硫废水，以减少雾化水量并节约用水。
所述的搅拌器，用于配制溶液时进行搅拌，使NaOH固体快速充分溶解。搅拌器在非配置高浓度碱液期间，亦可定期短时运行，或长期低速运行扰动，避免碱液中沉积物在碱液罐中沉积。
所述的排污阀，用于碱液罐排污清洗。
所述的碱液配送与稀释系统，包括碱液计量泵、脱硫废水调节阀、脱硫废水流量计、稀释混合器。
所述的碱液计量泵，根据机组负荷等参数计算所需要的NaOH量，实时控制并计量高浓度碱液流量。
所述的脱硫废水调节阀，根据脱硫废水系统参数控制调节进入烟道雾化系统的脱硫废水流量。
所述的脱硫废水流量计，用于计量进入烟道雾化系统的脱硫废水流量。
所述的稀释混合器，用于脱硫废水与高浓度碱液均匀混合。
所述的碱液配送与稀释系统，其控制系统，由烟气脱氯-脱硫废水零排放技术工程的总控制系统调控。
所述的就地控制系统，一般采用PLC控制，设计为一键式自动运行。
所述的就地控制系统与固体自动称重进料系统、高浓度碱液配置与存放系统、碱液配送与稀释系统电气连接，测量控制目标参数有：电子秤、翻斗电机、传动电机、行程开关、液位计、给水阀、搅拌器。
所述的就地控制系统，控制逻辑为：①按复位按钮，料斗定位到基准位置、电子秤清零；②人工加入NaOH固体进入料斗；③按进料按钮，电子秤称量NaOH重量，并自动移动到碱液罐上方，料斗翻转倾倒NaOH，然后回归基准位置；④根据加入的NaOH重量，计算配置20mol/L碱液所需的水量，开启给水阀，开启搅拌器，利用液位计计量加入的水量至所需水量，关闭给水阀，延时5分钟后关闭搅拌器，高浓度碱液配置过程结束。
所述的就地控制系统，在非配置高浓度碱液期间，在碱液罐中有一定碱液量时，定期(如每隔1小时)自动运行一分钟，或一直保持低速运行，防止碱液罐中沉积物沉积。
本发明有效果如下：
本发明根据机组负荷等参数控制并供给高浓度碱液的需求量，与脱硫废水混合稀释送入烟道雾化装置。就地控制系统采用一键式设计，实现高浓度碱液的自动配置。
本发明在避免NaOH吸湿的情况下，进行NaOH溶液的准确浓度配置，实现满足各锅炉负荷下烟气脱氯需求的NaOH的连续精准配送与调节。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图1中：1、固体自动称重进料系统；2、高浓度碱液配置与存放系统；3、碱液配送与稀释系统；4、就地控制系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置，包括固体自动称重进料系统1、高浓度碱液配置与存放系统2、碱液配送与稀释系统3、就地控制系统4。
所述的固体自动称重进料系统1，包括料斗1-1、牵引绳1-2、电子秤1-3、翻斗电机1-4、移动座1-5、传动丝杆1-6、传动电机1-7、滑动杆1-8、行程开关1-9。
所述的料斗1-1，采用不锈钢等耐碱腐蚀的表面光滑材料制作，内部结构圆滑，避免角落存在NaOH固体粘结。
所述的牵引绳1-2，一根钢丝分为两段，一段用于提拎料斗，一段用于翻转料斗1-1，连段长度要能够实现料斗1-1自由翻转，翻转料斗1-1的牵引绳一端连接于料斗1-1底部偏向侧面，便于料斗1-1定向翻转。
所述的电子秤1-3，安装于提拎牵引绳的中间，电子秤1-3选用两端可线固定连接的结构。
所述的翻斗电机1-4，选用可正反转的步进电机。
所述的移动座1-5，不锈钢加工件，有两个孔，一个为与传动丝杆1-6匹配的丝孔，一个为与滑动杆1-8匹配的内部光滑的光孔。
所述的传动丝杆1-6，为螺纹传动杆，传动丝杆转动实现移动座的水平移动。
所述的传动电机1-7，选用可正反转的步进电机，同轴连接传动丝杆1-6。
所述的滑动杆1-8，配合传动丝杆1-6对移动座1-5进行垂直方向固定。
所述的行程开关1-9，选用接触式行程开关，用于固定移动座1-5水平移动的范围。
所述的高浓度碱液配置与存放系统2，包括碱液罐2-1、液位计2-2、给水阀2-3、搅拌器2-4、排污阀2-5。
所述的碱液罐2-1，采用耐腐蚀不锈钢制作，其容量根据机组大小等参数进行选择，一般要能满足机组一天以上的运行需求量，使高浓度碱液配置最多每天一次，减少人工工作量。
所述的液位计2-2，用于实时测量碱液罐2-1中的碱液量，采用防腐蚀电子液位计。
所述的给水阀2-3，在加入NaOH后，控制系统根据所加入的NaOH重量，自动控制给水阀2-3加入相应量溶剂，配置为20mol/L的NaOH溶液。为了避免溶剂中过多杂质导致碱液罐2-1积污，宜采用较为干净的工艺水，在脱硫废水前期处理较为干净时(无大量沉积物)，更宜采用脱硫废水，以减少雾化水量并节约用水。
所述的搅拌器2-4，用于配制溶液时进行搅拌，使NaOH固体快速充分溶解。搅拌器2-4在非配置高浓度碱液期间，亦可定期短时运行，或长期低速运行扰动，避免碱液中沉积物在碱液罐2-1中沉积。
所述的排污阀2-5，用于碱液罐2-1排污清洗。
所述的碱液配送与稀释系统3，包括碱液计量泵3-1、脱硫废水调节阀3-2、脱硫废水流量计3-3、稀释混合器3-4。
所述的碱液计量泵3-1，根据机组负荷等参数计算所需要的NaOH量，实时控制并计量高浓度碱液流量。
所述的脱硫废水调节阀3-2，根据脱硫废水系统参数控制调节进入烟道雾化系统的脱硫废水流量。
所述的脱硫废水流量计3-3，用于计量进入烟道雾化系统的脱硫废水流量，采用耐腐蚀电子流量计。
所述的稀释混合器3-4，用于脱硫废水与高浓度碱液均匀混合。
所述的碱液配送与稀释系统3，其控制系统，由烟气脱氯-脱硫废水零排放技术工程的总控制系统调控。
所述的就地控制系统4，一般采用PLC控制，设计为一键式自动运行。
所述的就地控制系统4，测量控制目标参数有：电子秤1-3、翻斗电机1-4、传动电机1-7、行程开关1-9、液位计2-2、给水阀2-3、搅拌器2-4。
所述的就地控制系统4，控制逻辑为：①按复位按钮，料斗1-1定位到基准位置、电子秤1-3清零；②人工加入NaOH固体进入料斗1-1；③按进料按钮，电子秤1-3称量NaOH重量，并自动移动到碱液罐2-1上方，料斗1-1翻转倾倒NaOH，然后回归基准位置；④根据加入的NaOH重量，计算配置20mol/L碱液所需的水量，开启给水阀2-3，开启搅拌器2-4，利用液位计2-2计量加入的水量至所需水量，关闭给水阀2-3，延时5分钟后关闭搅拌器2-4，高浓度碱液配置过程结束。
所述的就地控制系统4，在非配置高浓度碱液期间，在碱液罐2-1中有一定碱液量时，定期(如每隔1小时)自动运行一分钟，或一直保持低速运行，防止碱液罐2-1中沉积物沉积。

Claims (4)

1.一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置，其特征在于包括固体自动称重进料系统、高浓度碱液配置与存放系统、碱液配送与稀释系统、就地控制系统；
所述的固体自动称重进料系统包括料斗、牵引绳、电子秤、翻斗电机、移动座、传动丝杆、传动电机、滑动杆、行程开关；
所述的料斗，用于装入从包装袋拆封的NaOH固体；
所述的牵引绳，一根钢丝分为两段，一段用于提拎料斗，一段用于翻转料斗；
所述的电子秤，安装于提拎牵引绳的中间，用于对料斗进行称重；
所述的翻斗电机，通过翻斗电机正反转实现料斗的提拎与翻转；
所述的移动座，用于固定翻斗电机，并实现翻斗电机的水平移动；
所述的传动丝杆，为螺纹传动杆，传动丝杆转动实现移动座的水平移动；
所述的传动电机，用于带动传动丝杆的转动；
所述的滑动杆，配合传动丝杆对移动座进行垂直方向固定；
所述的行程开关，用于固定移动座水平移动的范围。
2.根据权利要求1所述的一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置，其特征在于所述的高浓度碱液配置与存放系统包括碱液罐、液位计、给水阀、搅拌器、排污阀；
所述的碱液罐，为具有耐碱腐蚀的容器，其容量根据机组参数进行选择；
所述的液位计，用于实时测量碱液罐中的碱液量，采用防腐蚀电子液位计；
所述的给水阀，在加入NaOH后，就地控制系统根据所加入的NaOH重量，自动控制给水阀加入相应量溶剂，配置为20mol/L的NaOH溶液；所述的溶剂采用较为干净的工艺水，在脱硫废水前期处理较为干净时，更宜采用脱硫废水，以减少雾化水量并节约用水；
所述的搅拌器，用于配制溶液时进行搅拌，使NaOH固体快速充分溶解；搅拌器在非配置高浓度碱液期间，亦可定期短时运行，或长期低速运行扰动，避免碱液中沉积物在碱液罐中沉积；
所述的排污阀，用于碱液罐排污清洗。
3.根据权利要求2所述的一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置，其特征在于所述的碱液配送与稀释系统，包括碱液计量泵、脱硫废水调节阀、脱硫废水流量计、稀释混合器；
所述的碱液计量泵，根据机组负荷等参数计算所需要的NaOH量，实时控制并计量高浓度碱液流量；
所述的脱硫废水调节阀，根据脱硫废水系统参数控制调节进入烟道雾化系统的脱硫废水流量；
所述的脱硫废水流量计，用于计量进入烟道雾化系统的脱硫废水流量；
所述的稀释混合器，用于脱硫废水与高浓度碱液均匀混合。
4.根据权利要求3所述的一种烟气脱氯碱液梯级配置系统装置，其特征在于所述的就地控制系统，采用PLC控制，设计为一键式自动运行；
所述的就地控制系统与固体自动称重进料系统、高浓度碱液配置与存放系统、碱液配送与稀释系统电气连接，测量控制目标参数有：电子秤、翻斗电机、传动电机、行程开关、液位计、给水阀、搅拌器；
所述的就地控制系统，控制逻辑为：①按复位按钮，料斗定位到基准位置、电子秤清零；②人工加入NaOH固体进入料斗；③按进料按钮，电子秤称量NaOH重量，并自动移动到碱液罐上方，料斗翻转倾倒NaOH，然后回归基准位置；④根据加入的NaOH重量，计算配置20mol/L碱液所需的水量，开启给水阀，开启搅拌器，利用液位计计量加入的水量至所需水量，关闭给水阀，延时5分钟后关闭搅拌器，高浓度碱液配置过程结束；
所述的就地控制系统，在非配置高浓度碱液期间，在碱液罐中有一定碱液量时，定期自动运行一分钟，或一直保持低速运行，防止碱液罐中沉积物沉积。
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