一种适用于非连续式金属型材含硝酸酸洗线的SCR尾气脱硝处理设备的控制方法技术

技术编号:15246542 阅读:178 留言:0更新日期:2017-05-02 01:01
本发明专利技术公开了一种适用于非连续式金属型材含硝酸酸洗线的SCR尾气脱硝处理设备的控制方法。由于金属型材在酸槽内周期性浸泡/提出,导致氮氧化物在尾气中的浓度随着工艺流程发生剧烈波动。脱硝尾气处理设备的还原剂与检测仪表的检测值控制方法目前普遍采用的是PID控制方法,而该控制方法中检测仪表的检测值与到达反应器的氮氧化物的实际浓度值存在滞后性。在这种情况下,氮氧化物排放值超标。本专利提出一种对处理设备新的控制方法,该控制方法能够随着酸洗线尾气氮氧化物浓度的剧烈波动及时调整时尾气脱硝处理设备内的还原剂投加量,从而使得氮氧化物排放值始终保持在达标状态,解决了排放物造成环境污染的问题。

Control method of SCR tail gas denitration treatment equipment suitable for discontinuous metal profiles containing nitric acid pickling line

The invention discloses a method for controlling a SCR tail gas denitration treatment device, which is suitable for a discontinuous metal profile containing an acid pickling line. Due to the periodic immersion of metal profiles in the acid bath, the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas fluctuates dramatically with the process flow. Detection of reductive denitration of exhaust gas treatment equipment and instrumentation control method currently used is the PID control method, the control method and detection instrument in value lags behind the actual concentration and reach the reactor nitrogen oxide value. In this case, the NOx emission value exceeded. This patent provides a new method to control the processing equipment, the control method can with the volatility of the pickling line NOx concentration adjust exhaust denitration treatment equipment reducing agent dosage, so that the value of nitrogen oxide emissions remain at the standard state, solve the environmental pollution is caused by emissions the problem.

【技术实现步骤摘要】

本专利涉及环保设备控制方法
,更具体地涉及了非连续式金属型材含硝酸酸洗线的SCR(selectivecatalyticreduction选择性催化还原)尾气脱硝处理设备的控制方法。
技术介绍
非连续式金属型材含硝酸酸洗线(以下均简称酸洗线)尾气脱硝处理设备包括废气管道、还原剂管道、吸收塔、反应器、还原剂及检测仪表等。非连续式金属型材含硝酸酸洗线按工艺要求普遍使用稀硝酸。金属型材按工艺要求从酸槽中浸泡/提出。由于酸槽中含有硝酸成分,硝酸本身挥发分解或与金属氧化物都会产生氮氧化物尾气。酸槽内硝酸会挥发分解产生NO2;在酸洗线内处理的金属型材在硝酸槽内时,金属型材与稀硝酸反应生产NO;金属型材离开酸槽时,滞留在金属型材表面上的硝酸分解挥发生产NO2。由于金属型材在酸槽内周期性浸泡/提出,导致氮氧化物在尾气中的浓度随着工艺流程发生剧烈波动。脱硝尾气处理设备的还原剂与检测仪表的检测值控制方法普遍采用的是PID控制,而检测仪表的检测值与到达反应器的氮氧化物的实际浓度值存在滞后性。在这种情况下,氮氧化物排放值超标。本申请提出一种对处理设备的新的控制方法,有效解决由于酸洗线尾气氮氧化物浓度的剧烈波动,而造成尾气脱硝处理设备的还原剂投加量不能及时调整,而引起氮氧化物排放值超标,造成环境污染的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的处理设备控制方法,该控制方法能够随着酸洗线尾气氮氧化物浓度的剧烈波动及时调整时尾气脱硝处理设备内的还原剂投加量,从而使得氮氧化物排放值始终保持在达标状态。本专利技术的为一种适用于非连续式金属型材含硝酸酸洗线的SCR尾气脱硝处理设备的控制方法,包括:在处理金属型材前,通过检测仪表根据酸槽酸液浓度、酸槽工艺号、酸槽表面积、酸槽位号、酸槽温度工况数据测得槽体NO2的挥发分解速率GZNO2槽体kg/h,并将其记录到数据库中;在将金属型材浸泡在酸槽内提起时,通过检测仪表测得滞留在金属型材表面上的硝酸挥发分解产生的NO2速率为GZNO2型材kg/h,并将其记录到数据库中;在槽内酸液的浓度和温度处于生产工况时,将金属型材浸泡入酸槽中,通过检测仪表基于金属型材类型、金属型材质量、金属型材表面积、酸槽位号、酸槽工艺号、工艺时间、酸槽温度、酸槽浓度数据得到NO的产生速率GZNOkg/h,并将其记录到数据库中;测算得到尾气从尾气管道进口到反应器的所需时间t1,测算得到尾气从反应器到检测仪表的所需时间t2;根据化学方程式进行计算所需的还原剂NH3的量;在处理金属型材前,酸槽内酸液的浓度和温度处于生产工况时,此时只有酸槽挥发产生的NO2尾气,所述GZNO2槽体kg/h为定值,实测得到还原剂阀门所需开度为dNO2槽体%,其对应的还原剂流量为fNO2槽体m3/h;在处理金属型材时,调用数据库中的GZNO2型材kg/h及GZNOkg/h数据,计算得出所需的NH3流量f实际m3/h,对应得到还原剂阀门开度;通过控制处理设备的还原剂阀门开度使还原剂NH3的流量稳定到达f实际m3/h。进一步地,设总共有n1个硝酸槽,n2个从酸槽内提起的金属型材,总的NO产生速率GZNO为:GZNO=GZNO槽体1++……+GZNO槽体n2kg/h。进一步地,根据化学方程式进行计算,反应完所有NO气体所需的NH3量为0.38×GZNOkg/h,反应完所有槽体产生的的NO2气体所需的NH3量为0.25×GZNO2槽体kg/h,反应完所有滞留在金属型材表面上的硝酸所产生的NO2气体所需的NH3量为0.25×GZNO2型材kg/h。进一步地,所需的NH3流量f实际为:f实际=(0.38×GZNO+0.25×GZNO2槽体+0.25×GZNO2型材)×fNO2槽体/(0.25×GZNO2槽体)m3/h进一步地,还包括:经过t2时间后,取消阀门开度与还原剂流量的对应关系,使得检测仪表的反馈信号进入系统预设的PID调节机制。本专利技术与现有技术相比,具有以下优点:本专利技术提出一种新的控制方法,有效解决由于酸洗线尾气氮氧化物浓度的剧烈波动,而造成尾气脱硝处理设备的还原剂投加量不能及时调整,而引起氮氧化物排放值超标问题。附图说明图1为现有的SCR尾气脱硝设备的工艺流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式,对本专利技术作进一步的详细说明。1、金属型材含硝酸酸洗线的SCR尾气脱硝处理设备中NO和NO2的来源分析由于硝酸不稳定,常压下遇热会分解,反应方程式为:4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O氧化铁与稀硝酸的反应方程式,3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O氧化铬与稀硝酸的反应方程式6CrCl3+4HNO3+7H2O=3Cr2O5+4NO↑+18HCl综上反应方程式,我们认为NO2尾气是由于稀硝酸的挥发分解产生,NO尾气是由金属氧化物与稀硝酸的反应产生。虽然NO在空气中缓慢会与O2反应生成NO2。但由于尾气从污染源到反应器的流程时间小于30s,NO2及NO变化量很小,故本专利不需将此反应结果考虑在内。虽然尾气需要经过吸收塔,NO2会微溶于并会产生NO,但尾气经过吸收塔的流程时间小于5s,NO2及NO变化量很小,故本专利不需将此结果考虑在内。金属型材中除氧化铁、氧化铬外,虽然其它的一些金属氧化物也会与稀硝酸进行反应,但由于其它金属氧化物量很少,故本专利不需将此类反应结果考虑在内。2、金属型材含硝酸酸洗线的SCR尾气脱硝处理设备中NO2挥发分解量经过查阅相关资料,可得液体蒸发量的公式为:GZ=M×(0.000352+0.000786×U)×P×F-V×Fkg/h其中:GZ——NO2挥发分解速率(kg/h);M——硝酸的分子量U——蒸发液体表面上的空气流速,m/s,以实测数据为准,一般酸洗线的设计吸风口的风速为0.2-0.5m/s;P——相应于液体温度下的空气中的蒸气分压力,mmHg。如果溶液的实际温度/浓度值不在表格中,使用相邻两个数值的之间比例线性关系进行计算。F——液体蒸发面的表面积,m2。其中酸槽的液面上表面积S槽体已知,金属型材的表面积为S型材已知。V——单位面积水蒸汽蒸发速率。蒸发表面温度40℃时蒸发速率为1.2l/m2·h。其计算公式为:Pws:当前水温的饱和蒸汽压,bar;Pw:当前水面外环境的实际水汽分压力,bar;M:摩尔质量,g/mol,水的摩尔质量为18g/mol;T:气体常数,J/(K·mol);K;T:水的温度,K。蒸汽饱和绝对压力的值Pws。根据上述公式可知,一个含硝酸的酸槽NO2的挥发分解速率为:Gz槽体=63×(0.000352+0.000786×U)×P槽体×S槽体—V×S槽体kg/h在一个金属型材从酸槽内提起时,滞留在金属型材表面上的硝酸挥发分解产生的NO2速率为:Gz型材=63×(0.000352+0.000786×U)×P型材×S型材-V×S型材kg/h设总共n1个硝酸槽,n2个从酸槽内提起的金属型材。故可知所有含硝酸的酸槽的NO2的挥发分解速率GZNO2槽体及所有滞留在金属型材表面上的硝酸的挥发分解产生的NO2速率GZNO2型材及所有NO2挥发分解速率GZNO2分别为:GZNO2槽体=63×(0.000352+0.000786×U)×本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于非连续式金属型材含硝酸酸洗线的SCR尾气脱硝处理设备的控制方法,包括:在处理金属型材前,通过检测仪表根据酸槽酸液浓度、酸槽工艺号、酸槽表面积、酸槽位号、酸槽温度工况数据测得槽体NO2的挥发分解速率GZ NO2槽体kg/h,并将其记录到数据库中;在将金属型材浸泡在酸槽内提起时,通过检测仪表测得滞留在金属型材表面上的硝酸挥发分解产生的NO2速率为GZ NO2型材kg/h,并将其记录到数据库中;在槽内酸液的浓度和温度处于生产工况时,将金属型材浸泡入酸槽中,通过检测仪表基于金属型材类型、金属型材质量、金属型材表面积、酸槽位号、酸槽工艺号、工艺时间、酸槽温度、酸槽浓度数据得到NO的产生速率GZ NOkg/h,并将其记录到数据库中;测算得到尾气从尾气管道进口到反应器的所需时间t1,测算得到尾气从反应器到检测仪表的所需时间t2;根据化学方程式进行计算所需的还原剂NH3的量;在处理金属型材前,酸槽内酸液的浓度和温度处于生产工况时,此时只有酸槽挥发产生的NO2尾气,所述GZ NO2槽体kg/h为定值,实测得到还原剂阀门所需开度为dNO2槽体%,其对应的还原剂流量为fNO2槽体m3/h;在处理金属型材时,调用数据库中的GZ NO2型材kg/h及GZ NOkg/h数据,计算得出所需的NH3流量f实际m3/h,对应得到还原剂阀门开度;通过控制处理设备的还原剂阀门开度使还原剂NH3的流量稳定到达f实际m3/h。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于非连续式金属型材含硝酸酸洗线的SCR尾气脱硝处理设备的控制方法,包括:在处理金属型材前,通过检测仪表根据酸槽酸液浓度、酸槽工艺号、酸槽表面积、酸槽位号、酸槽温度工况数据测得槽体NO2的挥发分解速率GZNO2槽体kg/h,并将其记录到数据库中;在将金属型材浸泡在酸槽内提起时,通过检测仪表测得滞留在金属型材表面上的硝酸挥发分解产生的NO2速率为GZNO2型材kg/h,并将其记录到数据库中;在槽内酸液的浓度和温度处于生产工况时,将金属型材浸泡入酸槽中,通过检测仪表基于金属型材类型、金属型材质量、金属型材表面积、酸槽位号、酸槽工艺号、工艺时间、酸槽温度、酸槽浓度数据得到NO的产生速率GZNOkg/h,并将其记录到数据库中;测算得到尾气从尾气管道进口到反应器的所需时间t1,测算得到尾气从反应器到检测仪表的所需时间t2;根据化学方程式进行计算所需的还原剂NH3的量;在处理金属型材前,酸槽内酸液的浓度和温度处于生产工况时,此时只有酸槽挥发产生的NO2尾气,所述GZNO2槽体kg/h为定值,实测得到还原剂阀门所需开度为dNO2槽体%,其对应的还原剂流量为fNO2槽体m3/h;在处理金属型材时,调用数据库中的GZNO2型材kg/h及GZNOkg/h数据,计算得出所需的NH3流量f实际m3/h,对应得到还原剂阀门开度;通过控制处理设备的还原剂阀门开度使...

【专利技术属性】
技术研发人员:盛冰施旭杰
申请(专利权)人:西可林控制系统上海有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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