CN113156881A - 脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置及加药控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，包括药剂箱和催化剂再生池；药剂箱的底部设有压力传感器，药剂箱还连接有加药电磁阀门；催化剂再生池连接有给水电磁阀门和排水电磁阀门；催化剂再生池内设有红外线接收器、最高点红外线发射器和补药用红外线发射器；催化剂再生池上设有一能够上下移动的浮板，红外线接收器安装于浮板上；压力传感器、加药电磁阀门、给水电磁阀门、排水电磁阀门和红外线模块均与PLC控制器连接；PLC控制器与电脑连接。本发明还公开了一种应用该加药控制装置的加药控制方法。该加药控制装置和方法可以实现对脱硝催化剂再生药剂品质的自动控制，提高催化剂再生质量，减少人工参与，提高工作效率。

Description

脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置及加药控制方法

技术领域

本发明属于SCR脱硝技术领域，特别涉及一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置及加药控制方法。

背景技术

目前大部分的锅炉、窑炉设备都在尾部烟道安装了SCR脱硝装置，而SCR脱硝装置的核心部件是SCR催化剂。但由于SCR催化剂是对锅炉、窑炉尾部烟气进行脱硝处理，其工作环境十分恶劣。在这么恶劣的环境下，SCR催化剂会逐渐积灰、中毒，使得催化剂性能逐渐下降，进而有可能导致整个机组运行发生故障。SCR催化剂再生技术将催化剂积灰及吸附的其他杂质清洗干净，以恢复催化剂的催化性能。

现在催化剂再生主要是通过配置一定浓度的药剂溶液，将催化剂在药剂溶液中浸泡一定时间，从而达到清洗催化剂中杂质的目的。催化剂再生清洗药剂包含多种成分，随着再生过程的进行，各种药剂消耗的快慢不同，其加药间隔也不同，如果补充时采用初始比例混合好的药剂，则清洗液中各组分药剂的比例会逐渐发生变化，影响清洗效果。此外，如此复杂的加药工艺，人工加药会经常出现加药间隔不对、加错药的情况，从而导致再生过程的药剂品质难以控制。

现如今，催化剂再生池加药配置溶液的过程，仍旧采用人工手动加药配药的方式，这种方式存在一些问题：(1)每次加药，必须人工称量药剂，然后再加入到催化剂再生池中，加药效率低下且容易出错；(2)有些药剂还容易粘在皮肤上，会对皮肤造成很大伤害，但人手动配药很有可能造成药剂飞溅的情况，对工人存在潜在危害。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置及加药控制方法；该加药控制装置和方法可以实现对脱硝催化剂再生药剂品质的自动控制，提高催化剂再生质量，减少人工参与，避免催化剂再生过程对工人的潜在危害，且工作效率较高，不易出错。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，包括药剂箱和催化剂再生池；所述药剂箱的底部设有压力传感器，药剂箱还连接有加药电磁阀门；所述催化剂再生池连接有给水管道和排水管道，给水管道上设有给水电磁阀门，排水管道上设有排水电磁阀门；给水管道连接给水箱；所述催化剂再生池内还设有红外线模块，该红外线模块包括红外线接收器、最高点红外线发射器和补药用红外线发射器；催化剂再生池的侧面上设有一能够随着催化剂再生池内的液面上下移动的浮板，所述红外线接收器安装于该浮板上；压力传感器、加药电磁阀门、给水电磁阀门、排水电磁阀门和红外线模块均与PLC控制器连接；PLC控制器与电脑连接。

进一步的，所述药剂箱的数量为一个或两个及以上，每个药剂箱内分别对应设有一种药剂，每个药剂箱的底部分别安装有一个压力传感器。

进一步的，所述浮板为环形结构；催化剂再生池的侧面上安装有一条形板，该浮板套装在该条形板上。

进一步的，催化剂再生池侧面的底部还安装有排水用红外线发射器。

更进一步的，最高点红外线发射器、补药用红外线发射器、排水用红外线发射器从上至下依次安装于催化剂再生池的侧面上，且三者处于同一垂直线上。

进一步的，所述排水管道安装于催化剂再生池的底部上。

进一步的，PLC控制器能够根据设定的加药量和补药时间间隔，以及压力传感器和红外线接收器发出的信号，控制加药电磁阀门、给水电磁阀门和排水电磁阀门的开闭。

本发明还提供了一种应用上述脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置的加药控制方法，包括如下步骤：

S1，确定催化剂再生所使用的药剂种类；根据反应原理计算以及实验室试验确定所需种类药剂的初始加药量、消耗速度以及补药量，并进一步确定是否补药以及补药时间间隔；

S2，通过电脑向PLC控制器设定药剂的初始加药量、补药量、补药时间间隔；

S3，PLC控制器向给水电磁阀门发出信号，给水电磁阀门打开，向催化剂再生池中加入一定量的除盐水；然后，PLC控制器发出信号，关闭给水电磁阀门；

S4，PLC接收压力传感器的压力信号，根据该压力信号确定药剂箱中药剂质量；然后，PLC控制器向指定的药剂箱连接的加药电磁阀门发出信号，加药电磁阀门打开，向催化剂再生池中加入初始加药量的药剂；加药完成后，PLC控制器关闭对应药剂箱连接的加药电磁阀门，并打开给水电磁阀门，向催化剂再生池中加水；加水过程中，红外线接收器随催化剂再生池液面升高；

S5，当红外线接收器接收到最高点红外线发射器的红外信号时，红外线接收器向PLC控制器返回信号，PLC控制器关闭给水电磁阀门；此时，初始加药完成，进入催化剂清洗阶段；

S6，根据是否补药指令确定是否补药；当确定进行补药且达到设定的对应药剂的补药时间间隔时，PLC控制器向排水电磁阀门发出信号，开始排水，催化剂再生池中的液面下降；当红外线接收器接收到补药用红外发射器发出的红外信号后，向PLC控制器发出信号；PLC控制器打开对应药剂箱连接的给药电磁阀门，向催化剂再生池中加入补药量的对应药剂；补药结束后，PLC控制器打开给水电磁阀门，向催化剂再生池中加水；直至红外线接收器接收到最高点红外线发射器的红外信号，结束加水，再进入催化剂清洗阶段；

S7，按照步骤S6进行多次循环补药。

进一步的，加药或补药循环完成且进行催化剂清洗后，进入排水阶段；PLC控制器打开排水电磁阀门，红外线接收器随催化剂再生池的液面下降；当红外线接收器接收到排水用红外线发射器发出的红外信号时，PLC控制器关闭排水电磁阀门。

进一步的，当催化剂再生池中的药剂排净后，PLC控制器打开给水电磁阀门，向催化剂再生池中加一定量的除盐水；然后，PLC控制器关闭给水电磁阀门，打开排水电磁阀门，将催化剂再生池中的除盐水排出。

本发明的有益效果：

本发明通过电脑向PLC控制器设定催化剂再生过程所用药剂的加药量、补药量及补药时间间隔，PLC控制器根据接收到的压力传感器和红外线接收器发出的信号，控制药剂箱连接的给药电磁阀门以及催化剂再生池连接的给水电磁阀门、排水电磁阀门的开闭，即可自动在催化剂再生池中进行初始加药以及后续的补药过程，无需人工加药，可以准确控制药剂品质；

本发明可以实现对脱硝催化剂再生药剂品质的自动控制，提高催化剂再生质量，减少人工参与，避免催化剂再生过程对工人的潜在危害，且工作效率较高，不易出错。

附图说明

图1为本发明脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置的结构示意图。

图2为本发明脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置的另一视角的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1和图2所示的一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，包括药剂箱1和催化剂再生池2；所述药剂箱1的底部设有压力传感器3，药剂箱1还连接有加药管11，加药管11上设有加药电磁阀门4；所述催化剂再生池2连接有给水管道21和排水管道22，给水管道21上设有给水电磁阀门5，排水管道22安装于催化剂再生池2的底部上，排水管道22上设有排水电磁阀门6；给水管道21连接给水箱；所述催化剂再生池2内还设有红外线模块，该红外线模块包括红外线接收器7、最高点红外线发射器8和补药用红外线发射器9；催化剂再生池2的侧面上设有一能够随着催化剂再生池内的液面上下移动的浮板23，所述红外线接收器7安装于该浮板23上；压力传感器3、加药电磁阀门4、给水电磁阀门5、排水电磁阀门6和红外线模块均与PLC控制器通过信号连接；PLC控制器与电脑连接。

其中，药剂箱1的数量为一个或两个及以上，每个药剂箱1内分别对应设有一种药剂，每个药剂箱的底部分别安装有一个压力传感器3。

其中的浮板23为环形结构；催化剂再生池2的侧面上安装有一条形板24，该浮板23套装在该条形板24上。

催化剂再生池侧面的底部还安装有排水用红外线发射器10；最高点红外线发射器8、补药用红外线发射器9、排水用红外线发射器10从上至下依次安装于催化剂再生池2的侧面上，且三者处于同一垂直线上。最高点红外线发射器8的位置以及补药用红外线发射器9的位置均位于催化剂再生池2的侧面上部位置上；用于安装三个红外线发射器的催化剂再生池的侧面为左侧面，用于安装条线板的催化剂再生池的侧面为后侧面。

PLC控制器能够根据设定的加药量和补药时间间隔，以及压力传感器和红外线接收器发出的信号，控制加药电磁阀门、给水电磁阀门和排水电磁阀门的开闭。

该药剂加药控制装置中各部件参数如下：

药剂箱长1000mm，宽400mm，高800mm，箱体为耐酸碱的钢材制成，药剂箱数量可根据具体方案采用一个或者多个；

催化剂再生池长2300mm，宽1250mm，高1300mm，箱体为耐酸碱的钢材制成；

PC电脑配置：

操作系统：Windows 7及以上；

处理器：Intel i5以上；

内存：2GB以上；

硬盘可用空间：50GB以上；

PLC配置：

输入接口5个以上；

输出接口12个以上；

接220V交流电，火线接L端，零线接N端；

压力传感器：量程为0～60MPa。

加药管：外径57mm；给水管道：外径108mm；排水管道：外径108mm。

应用上述脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置的加药控制方法，包括如下步骤：

S1，确定催化剂再生所使用的药剂种类；根据反应原理计算以及实验室试验确定所需种类药剂的初始加药量、消耗速度以及补药量，并进一步确定是否补药以及补药时间间隔；

S2，通过电脑向PLC控制器设定药剂的初始加药量、补药量、补药时间间隔；

S3，PLC控制器向给水电磁阀门5发出信号，给水电磁阀门5打开，向催化剂再生池2中加入一定量的除盐水；然后，PLC控制器发出信号，关闭给水电磁阀门5；

S4，PLC接收压力传感器3的压力信号，根据该压力信号确定药剂箱1中药剂质量；然后，PLC控制器向指定的药剂箱1连接的加药电磁阀门4发出信号，加药电磁阀门4打开，向催化剂再生池2中加入初始加药量的药剂；加药完成后，PLC控制器关闭对应药剂箱连接的加药电磁阀门4，并打开给水电磁阀门5，向催化剂再生池2中加水；加水过程中，红外线接收器7随催化剂再生池液面升高；

S5，当红外线接收器7接收到最高点红外线发射器8的红外信号时，红外线接收器7向PLC控制器返回信号，PLC控制器关闭给水电磁阀门5；此时，初始加药完成，进入催化剂清洗阶段；

S6，根据是否补药指令确定是否补药；当确定进行补药且达到设定的对应药剂的补药时间间隔时，PLC控制器向排水电磁阀门6发出信号，开始排水，催化剂再生池2中的液面下降；当红外线接收器7接收到补药用红外线发射器9发出的红外信号后，向PLC控制器发出信号；PLC控制器打开对应药剂箱连接的给药电磁阀门4，向催化剂再生池2中加入补药量的对应药剂；补药结束后，PLC控制器打开给水电磁阀门5，向催化剂再生池2中加水；直至红外线接收器接收到最高点红外线发射器的红外信号，结束加水，再进入催化剂清洗阶段；

S7，按照步骤S6进行多次循环补药。

加药或补药循环完成且进行催化剂清洗后，进入排水阶段；可以预先设定排水间隔时间，当达到排水间隔时间时，进入排水阶段；排水时，PLC控制器打开排水电磁阀门6，红外线接收器7随催化剂再生池2的液面下降；当红外线接收器7接收到排水用红外线发射器10发出的红外信号时，PLC控制器关闭排水电磁阀门6。

当催化剂再生池2中的药剂排净后，PLC控制器打开给水电磁阀门5，向催化剂再生池2中加一定量的除盐水；然后，PLC控制器关闭给水电磁阀门5，打开排水电磁阀门6，将催化剂再生池2中的除盐水排出。

实施例1

催化剂再生所使用的药剂为1种，药剂箱数量为1个；根据反应原理计算以及实验室试验确定该药剂的初始加药量为100公斤，并进一步确定该实施例1无需补药；设定的排水间隔时间为5个小时；

PLC控制器接220V电源，电脑将加药指令输入到PLC控制器，电脑点击开始，装置启动；

PLC控制器打开给水电磁阀门5，向催化剂再生池2中加入除盐水，时间为5min；

PLC控制器读取药剂箱1底部的压力传感器3的信号，同时，打开药剂箱1的加药电磁阀门4，开始加药，当药剂加了100公斤时，关闭药剂箱1连接的加药电磁阀门4；

PLC控制器打开给水电磁阀门5，继续向催化剂再生池2加水，红外线接收器7固定在浮板23上，浮板23随着液面升高而上升；当红外线接收器7接收到最高点红外线发射器8发出的红外信号时，PLC控制器立即关闭给水电磁阀门5；

催化剂清洗过程开始，并计时；

5个小时后，进入排水阶段；排水时，PLC控制器打开排水电磁阀门6，红外线接收器7随着浮板23下降，当红外线接收器7接收到排水用红外发射器10发出的红外信号时，PLC控制器立即关闭排水电磁阀门6；同时PLC控制器打开给水电磁阀门5，向催化剂再生池2中加入除盐水；1分钟后，PLC控制器关闭给水电磁阀门5，打开排水电磁阀门6，将催化剂再生池2中所加入的除盐水排出。

按照上述步骤，可以重新加药。

实施例2

催化剂再生使用三种药剂，分别为药剂一、药剂二和药剂三；药剂箱1的数量为三个，分别为药剂箱一、药剂箱二、药剂箱三，药剂箱一中储存有药剂一，药剂箱二中储存有药剂二，药剂箱三中储存有药剂三；

根据反应原理计算以及实验室试验确定药剂一的初始加药量为50公斤，药剂二的初始加药量为100公斤，药剂三的初始加药量为40公斤；药剂一补药时间间隔为2个小时，每次补药40公斤；药剂二补药时间间隔为4个小时，每次补药100公斤；药剂三补药时间间隔为5个小时，每次补药20公斤；排水间隔为20个小时；

PLC控制器接220V电源，通过电脑向PLC控制器设定药剂的初始加药量、补药量、补药时间间隔；电脑点击开始，装置启动；

PLC控制器打开给水电磁阀门5，向催化剂再生池2中加入除盐水，时间为5min；

PL控制器读取三个药剂箱的压力传感器信号，同时，打开三个药剂箱1对应连接的加药电磁阀门4，开始分别加药，当达到三种药剂的初始加药量后，关闭三个药剂箱对应的加药电磁阀门4；

PLC控制器打开给水电磁阀门5，继续向催化剂再生池2中加水，红外线接收器7固定在浮板23上，浮板23随着催化剂再生池2的液面升高而上升；当红外线接收器7接收到最高点红外线发射器8发出的红外信号时，PLC控制器立即关闭给水电磁阀门5；

催化剂清洗过程开始，并计时；

2小时后，达到药剂一的补药时间间隔，将向催化剂再生池2中补入药剂一；

首先，PLC控制器打开排水电磁阀门6，开始排水，红外线接收器7开始随着催化剂再生池2中的液面下降，当红外线接收器7接收到补药用红外线发射器9发出的红外信号后，PLC控制器立即关闭排水电磁阀门6(本实施例2的排水设置为1吨)；然后，PLC控制器读取药剂箱一的压力传感器信号，同时，打开药剂箱一连接的加药电磁阀门4，开始加药；当药剂一加了40公斤时，关闭药剂箱一对应的加药电磁阀门；最后，PLC控制器打开给水电磁阀门5，继续向催化剂再生池2中加水，红外线接收器7随着催化剂再生池2的液面升高而上升，当红外线接收器7接收到最高点红外线发射器8发出的红外信号时，PLC控制器立即关闭给水电磁阀门5，补药结束，开始计时；

4小时后，同时达到药剂一、药剂二的补药时间间隔，按照步骤继续向催化剂再生池中补入药剂一和药剂二；

5小时后，达到药剂三的补药时间间隔，继续向催化剂再生池中补入药剂三；

每次补药完成后，均可进行催化剂清洗；

20小时后，药剂一补药9次、药剂二补药4次、药剂三补药3次后，将进行排水，将催化剂再生池里的药剂排净，重新加药；

排水时，首先PLC控制器打开排水电磁阀门6，红外线接收器7随着浮板23下降，当红外线接收器7接收到排水用红外线发射器10发出的红外信号时，PLC控制器立即关闭排水电磁阀门6；

同时PLC控制器打开给水电磁阀门5，向催化剂再生池2中加入除盐水；1分钟后，PLC控制器关闭给水电磁阀门5，打开排水电磁阀门6，将催化剂再生池2中所加入的除盐水排出。

按照上述步骤，可以重新加药。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，其特征在于，包括药剂箱和催化剂再生池；所述药剂箱的底部设有压力传感器，药剂箱还连接有加药电磁阀门；所述催化剂再生池连接有给水管道和排水管道，给水管道上设有给水电磁阀门，排水管道上设有排水电磁阀门；给水管道连接给水箱；所述催化剂再生池内还设有红外线模块，该红外线模块包括红外线接收器、最高点红外线发射器和补药用红外线发射器；催化剂再生池的侧面上设有一能够随着催化剂再生池内的液面上下移动的浮板，所述红外线接收器安装于该浮板上；压力传感器、加药电磁阀门、给水电磁阀门、排水电磁阀门和红外线模块均与PLC控制器连接；PLC控制器与电脑连接。

2.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，其特征在于，所述药剂箱的数量为一个或两个及以上，每个药剂箱内分别对应设有一种药剂，每个药剂箱的底部分别安装有一个压力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，其特征在于，所述浮板为环形结构；催化剂再生池的侧面上安装有一条形板，该浮板套装在该条形板上。

4.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，其特征在于，催化剂再生池侧面的底部还安装有排水用红外线发射器。

5.根据权利要求4所述的一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，其特征在于，最高点红外线发射器、补药用红外线发射器、排水用红外线发射器从上至下依次安装于催化剂再生池的侧面上，且三者处于同一垂直线上。

6.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，其特征在于，所述排水管道安装于催化剂再生池的底部上。

7.根据权利要求1所述的一种脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置，其特征在于，PLC控制器能够根据设定的加药量和补药时间间隔，以及压力传感器和红外线接收器发出的信号，控制加药电磁阀门、给水电磁阀门和排水电磁阀门的开闭。

8.一种应用权利要求1-7任一项所述的脱硝催化剂再生过程药剂加药控制装置的加药控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，确定催化剂再生所使用的药剂种类；根据反应原理计算以及实验室试验确定所需种类药剂的初始加药量、消耗速度以及补药量，并进一步确定是否补药以及补药时间间隔；

S2，通过电脑向PLC控制器设定药剂的初始加药量、补药量、补药时间间隔；

S3，PLC控制器向给水电磁阀门发出信号，给水电磁阀门打开，向催化剂再生池中加入一定量的除盐水；然后，PLC控制器发出信号，关闭给水电磁阀门；

S4，PLC接收压力传感器的压力信号，根据该压力信号确定药剂箱中药剂质量；然后，PLC控制器向指定的药剂箱连接的加药电磁阀门发出信号，加药电磁阀门打开，向催化剂再生池中加入初始加药量的药剂；加药完成后，PLC控制器关闭对应药剂箱连接的加药电磁阀门，并打开给水电磁阀门，向催化剂再生池中加水；加水过程中，红外线接收器随催化剂再生池液面升高；

S5，当红外线接收器接收到最高点红外线发射器的红外信号时，红外线接收器向PLC控制器返回信号，PLC控制器关闭给水电磁阀门；此时，初始加药完成，进入催化剂清洗阶段；

S6，根据是否补药指令确定是否补药；当确定进行补药且达到设定的对应药剂的补药时间间隔时，PLC控制器向排水电磁阀门发出信号，开始排水，催化剂再生池中的液面下降；当红外线接收器接收到补药用红外发射器发出的红外信号后，向PLC控制器发出信号；PLC控制器打开对应药剂箱连接的给药电磁阀门，向催化剂再生池中加入补药量的对应药剂；补药结束后，PLC控制器打开给水电磁阀门，向催化剂再生池中加水；加水结束后，再进入催化剂清洗阶段；

S7，按照步骤S6进行多次循环补药。

9.根据权利要求8所述的加药控制方法，其特征在于，加药或补药循环完成且进行催化剂清洗后，进入排水阶段；PLC控制器打开排水电磁阀门，红外线接收器随催化剂再生池的液面下降；当红外线接收器接收到排水用红外线发射器发出的红外信号时，PLC控制器关闭排水电磁阀门。

10.根据权利要求9所述的加药控制方法，其特征在于，催化剂再生池中的药剂排净后，PLC控制器打开给水电磁阀门，向催化剂再生池中加一定量的除盐水；然后，PLC控制器关闭给水电磁阀门，打开排水电磁阀门，将催化剂再生池中的除盐水排出。

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