CN205164425U - 一种喷淋控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于颗粒物雾化团聚装置领域，提供了一种喷淋控制系统，缩液配料罐的出口与团聚液混合罐的进口连接，团聚液混合罐的出口与喷枪的团聚液进口连接，空气压缩机与喷枪的气体进口连接；浓缩液配料罐与团聚液混合罐之间设置有浓缩液泵，团聚液混合罐与喷枪之间设置有团聚液泵。通过在浓缩液配料罐与团聚液混合罐之间设置浓缩液泵，在团聚液混合罐和喷枪之间设置团聚液泵，喷枪的气体进口与空气压缩机连接，通过控制浓缩液泵控制团聚液掺入的浓缩液的浓度，通过控制团聚液泵控制团聚液喷入烟道的量，控制空气压缩机的电动阀门，调整压缩空气的压力大小及流量，达到控制雾化颗粒的大小的目的。

Description

一种喷淋控制系统

技术领域

本实用新型属于颗粒物雾化团聚装置领域，尤其涉及一种喷淋控制系统。

背景技术

近年我国灰霾天气频繁出现，大气污染状况日趋严重，受到社会各界人士的广泛关注。在今年的政府工作报告中，国家首次明确提出将在重点区域及省会直辖市推广PM2.5监测，这成为“两会”期间节能环保产业领域引起众多热议的关键词之一。可见粉尘污染已不再是单纯的环境问题，已延伸为社会问题。燃煤电厂煤灰粉尘排放以及PM2.5细颗粒物是造成灰霾天气的主要原因之一。细颗粒上通常吸附有大量的有毒元素与污染物，人体吸收后严重危害人类健康。化学团聚技术可以在不影响正常生产，同时不更换与调整现有除尘系统及操作参数的情况下，进行施工与捕捉PM2.5微小颗粒物。

现有技术公开的技术方案中，例如申请号为200410013001.6和201410759446.2公开的技术方案中，只能定量输送团聚剂，无法调控喷入量与比例，无法满足电厂实际生产中的用电高低峰时烟尘量不一至，所需加入团聚剂的量的变化。单一的喷入量导致了喷入量少了颗粒物团聚不完全，喷入多了导致团聚剂的浪费。而本系统采用实时监测，通过电厂的烟气量与颗粒物的实时在线监测数据，调整团聚液加入比例与喷入量，达到最好效果同时让经济性最大化。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种喷淋控制系统，至少可克服现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及的一种喷淋控制系统，包括：浓缩液配料罐、团聚液混合罐、空气压缩机和喷枪；

浓缩液配料罐的出口与团聚液混合罐的进口连接，团聚液混合罐的出口与喷枪的团聚液进口连接，空气压缩机与喷枪的气体进口连接；

浓缩液配料罐与团聚液混合罐之间设置有浓缩液泵，团聚液混合罐与喷枪之间设置有团聚液泵。

作为实施例一涉及的一种喷淋控制系统，所述浓缩液泵和团聚液混合罐之间设置有第一流量计。

所述团聚液泵和喷枪之间设置有第二流量计。

所述空气压缩机与喷枪之间设置有第三流量计。

烟道中设置有至少一个的烟气分析仪。

所述烟气分析仪包括设置于所述喷枪之后的第一烟气分析仪和设置于静电除尘装置之后的第二烟气分析仪。

本实用新型实施例提供的一种喷淋控制系统的有益效果包括：

在浓缩液配料罐与团聚液混合罐之间设置浓缩液泵，通过控制浓缩液泵控制团聚液掺入的浓缩液的浓度，在达到最好团聚效果的同时节省成本；

在团聚液混合罐和喷枪之间设置团聚液泵，通过控制团聚液泵控制团聚液喷入烟道的量，可以避免在不同工况下总是喷入同一量，如在低峰值时段烟气量减小，此时喷入太大导致部分雾化颗粒无法再有效距离内完全蒸发，这样会喷湿烟道内壁，烟气通过湿润的内壁时烟尘会在烟道内壁上结垢，日积月累下结垢会越来越厚，影响电厂的正常生产，严重会压垮烟道，实时改变喷入量与烟气量达到同步同比例的喷入就会大大降低甚至杜绝此类事故的产生，既节省了成本又减少了烟道壁结垢发生率。

喷枪的气体进口与空气压缩机连接，控制空气压缩机的电动阀门，调整压缩空气的压力大小及流量，可以控制雾化程度，雾化程度可以随烟道内颗粒物的含量与烟气量大小同步调整变化，以达到最好的团聚效果，使团聚率与经济性达到最好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种喷淋控制系统的结构示意图；

图中，1为浓缩液配料罐，2为团聚液混合罐，3为空气压缩机，4为喷枪，5为浓缩液泵，6为团聚液泵，7为第一流量计，8为第二流量计，9为第三流量计，10为静电除尘装置，11为第一烟气分析仪，12为第二烟气分析仪，13为控制柜。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示为本实用新型提供的一种喷淋控制系统的结构示意图，由图1可知，该喷淋控制系统包括：浓缩液配料罐1、团聚液混合罐2、空气压缩机3和喷枪4。

浓缩液配料罐1的出口与团聚液混合罐2的进口连接，团聚液混合罐2的出口与喷枪4的团聚液进口连接，空气压缩机3与喷枪4的气体进口连接。

浓缩液配料罐1与团聚液混合罐2之间设置有浓缩液泵5，团聚液混合罐2与喷枪4之间设置有团聚液泵6。

浓缩液配料罐配置好固定浓度的浓缩液，加入到团聚液混合罐，从团聚液混合罐输出的团聚液通过喷枪喷入烟道，本实用新型实施例提供的一种喷淋控制系统，在浓缩液配料罐与团聚液混合罐之间设置浓缩液泵，在团聚液混合罐和喷枪之间设置团聚液泵，喷枪的气体进口与空气压缩机连接，通过控制浓缩液泵控制团聚液掺入的浓缩液的浓度，通过控制团聚液泵控制团聚液喷入烟道的量，控制空气压缩机的电动阀门，调整压缩空气的压力大小及流量，控制雾化颗粒的大小的目的。

进一步的，本实用新型实施例中，浓缩液泵5和团聚液混合罐2之间还设置有第一流量计7；团聚液泵6和喷枪4之间设置有第二流量计8；空气压缩机3与喷枪4之间设置有第三流量计9。

第一流量计7可以实时测量团聚液掺入的浓缩液浓度，第二流量计8可以实时测量团聚液喷入烟道的量，第三流量计9可以实时测量进入喷枪4的压缩空气的压力大小及流量，给出浓缩液泵5、团聚液泵6和空气压缩机3的控制参考依据。

进一步的，本实用新型实施例中，还包括设置于烟道中的烟气分析仪，实时监测烟道内各个监测点的湿度、温度、颗粒物浓度和雾化效果，根据在线监测结果实时调整喷入比例，通过不同的工况条件下加入最佳比例的团聚液与喷入量，在达到最好团聚效果的同时节省成本。

监测点的位置和个数可以根据实际需要灵活设置，图1给出的实施例中，包括设置于喷枪4之后的第一烟气分析仪11和设置于静电除尘装置10之后的第二烟气分析仪12。

实施例一

本实用新型提供的实施例一为本实用新型提供的一种喷淋控制系统的具体应用的实施例，如图1所示，该喷淋控制系统中，空气压缩机3、浓缩液泵5、团聚液泵6、第一流量计7、第二流量计8、第三流量计9、第一烟气分析仪11和第二烟气分析仪12均与控制柜13相连。

第一流量计7、第二流量计8、第三流量计9、第一烟气分析仪11和第二烟气分析仪12将实时测量数据发送给控制柜13，控制柜13根据监测的数据计算最合适的压缩空气的压力大小及流量、团聚液掺入的浓缩液浓度和团聚液喷入烟道的量，并控制空气压缩机3、浓缩液泵5和团聚液泵6进行实时控制，实现喷淋系统的自动化控制。

根据计算结果使设定量的团聚剂液滴喷入烟道内，液滴吸收烟气的热量被蒸发干燥并升温，这个过程可以用热平衡法表示：

G_w(2380+c₁'t₂-c_wt_w)＝Q_g+Q_p-Q_a-Q_s

Q_g＝V(c₁t₁-c₂t₂)

Q_p＝G_p(c_p1t₁-c_p2t₂)

其中，G_w表示团聚剂喷入量；c₁'表示水蒸气的比热容；t₂表示出口烟温；c_w表示水电比热容；t_w表示团聚剂的温度；Q_g表示烟气的放热量；Q_a表示喷入压缩空气的吸热量；Q_s表示烟道的散热量，由于烟道有保温措施，故忽略不计；V表示烟气量；c₁表示入口烟气比热容；t₁表示入口烟温；c₂表示出口烟气比热容；G_p表示进入的粉尘量。

假定烟气温度为120℃，烟气量为4000000Nm3/h，烟气流速为10m/s，液体流量为3m3/h气量为300m3/h。查阅相关参数，由此计算得出t₂为118℃，又入口烟温t₁为120℃，即喷入脱硫废水后，温度降Δt为t₁-t₂＝2℃。

当物体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻时，任意时刻物体内部的温度都趋于一致，以至可以认为整个物体在同一瞬间均处于同一温度下。故可以使用集中参数法进行计算。

$\begin{array}{c}\mathrm{\Φ}=\mathrm{\ρ}cV\frac{dt}{d\mathrm{\τ}}-\mathrm{\ρ}cV(t_0-t_{\mathrm{\∞}})(-\frac{hA}{\mathrm{\ρ}cV})\exp \left(\frac{hA}{\mathrm{\ρ}cV}\mathrm{\τ}\right)\\ =(t_0-t_{\mathrm{\∞}})hA\exp \left(\frac{hA}{\mathrm{\ρ}cV}\mathrm{\τ}\right)\end{array}$

从τ＝0到τ时刻之间所交换的总热量为：

$\begin{array}{c}{Q}_{\mathrm{\τ}}={\∫}_0^{\mathrm{\τ}}\mathrm{\Φ}d\mathrm{\τ}=(t_0-t_{\mathrm{\∞}}){\∫}_0^{\mathrm{\τ}}hA\exp \left(\frac{hA}{\mathrm{\ρ}cV}\mathrm{\τ}\right)d\mathrm{\τ}\\ =(t_0-t_{\mathrm{\∞}})\mathrm{\ρ}cV\[1-\exp \left(\frac{hA}{\mathrm{\ρ}cV}\mathrm{\τ}\right)\]\end{array}$

采用集中参数法计算，

$B_i=\frac{h(V/A)}{\mathrm{\λ}}=\frac{h\×\frac{4}{3}{\mathrm{\πR}}^3/\left(4{\mathrm{\πR}}^2\right)}{\mathrm{\λ}}=\frac{h\frac{R}{3}}{\mathrm{\λ}}$

经计算得出，Bi值为0.026，小于0.0333，故可以使用集中参数法。

$\frac{t-t_{\mathrm{\∞}}}{t_0-t_{\mathrm{\∞}}}=\exp \left(\frac{hA}{\mathrm{\ρ}cV}\mathrm{\τ}\right)$

假定烟气温度为120℃，烟气量为400000Nm3/h，烟气流速为10m/s。由此解得，τ＝0.48s。又由于V液滴＝10m/s，故S＝V液滴×τ＝5m。

其中，t∞表示环境温度；t表示终止温度；t0表示初始温度；H表示水蒸气导热系数。

烟气量高峰时为400000Nm3/h时，喷入液体流量为3m3/h气量为300m3/h的团聚液，带入公式在烟道内4.6米的距离可以完全蒸发。入用电低峰时烟气量减小至400000Nm3/h时带入公式蒸发距离就会大于5米，此时未蒸发的液体会直接打到烟道壁上至使烟道壁积灰结垢。

本实用新型提供的一种喷淋控制系统的有益效果包括：

1、通过对烟道内颗粒物在线监测，实时调整团聚液浓度，聚液是一种化学制剂也是有一定的经济成本，在达到最好团聚效果的同时节省成本。应用实例：在某电厂静电点除尘器前，分别用用0.5‰与1‰的溶液在压缩空气的作用下雾化喷入烟道，采用烟气分析仪在不到除尘装置后出口出进行采样。如下表表1为，表1中结果表明粉尘浓度由未喷入团聚剂是的66.4mg/m³分别降低到44.5mg/m³与32.9mg/m³，降低比例分别达到了32.9％与50.4％。

2、通过烟道内湿度、温度以及烟气量的实时在线反馈，通过第二流量计调整喷雾泵的喷雾量，可以避免在不同工况下总是喷入同一量，如在低峰值时段烟气量减小，此时喷入太大导致部分雾化颗粒无法再有效距离内完全蒸发，这样会喷湿烟道内壁，烟气通过湿润的内壁时烟尘会在烟道内壁上结垢，日积月累下结垢会越来越厚，影响电厂的正常生产，严重会压垮烟道。实时改变喷入量与烟气量达到同步同比例的喷入就会大大降低甚至杜绝此类事故的产生。既节省了成本又减少了烟道壁结垢发生率。

3、实时调整压缩空气量与压力，可以控制雾化程度，雾化程度可以随烟道内颗粒物的含量与烟气量大小同步调整变化，以达到最好的团聚效果，使团聚率与经济性达到最好。实际雾化程度需达到50μm以下，最好效果需达到25μm。以常用双流体喷嘴在液体压力0.3MP时流量120L/H时，气体压力在0.3MP时气体流量12m³/H。此时的雾化效果刚好能达到50μm，气体压力增大雾化效果越好，当压力达到0.5MP时雾化效果达到25μm，雾化越好蒸发距离越短。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种喷淋控制系统，其特征在于，所述喷淋控制系统包括：浓缩液配料罐(1)、团聚液混合罐(2)、空气压缩机(3)和喷枪(4)；

所述浓缩液配料罐(1)的出口与所述团聚液混合罐(2)的进口连接，所述团聚液混合罐(2)的出口与所述喷枪(4)的团聚液进口连接，所述空气压缩机(3)与所述喷枪(4)的气体进口连接；

所述浓缩液配料罐(1)与所述团聚液混合罐(2)之间设置有浓缩液泵(5)，所述团聚液混合罐(2)与所述喷枪(4)之间设置有团聚液泵(6)。

2.如权利要求1所述的喷淋控制系统，其特征在于，所述浓缩液泵(5)和所述团聚液混合罐(2)之间设置有第一流量计(7)。

3.如权利要求1所述的喷淋控制系统，其特征在于，所述团聚液泵(6)和所述喷枪(4)之间设置有第二流量计(8)。

4.如权利要求1所述的喷淋控制系统，其特征在于，所述空气压缩机(3)与所述喷枪(4)之间设置有第三流量计(9)。

5.如权利要求1所述的喷淋控制系统，其特征在于，烟道中设置有至少一个的烟气分析仪。

6.如权利要求5所述的喷淋控制系统，其特征在于，所述烟气分析仪包括设置于所述喷枪(4)之后的第一烟气分析仪(11)和设置于静电除尘装置(10)之后的第二烟气分析仪(12)。