一种烟气脱氯-脱硫废水零排放的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种烟气脱氯‑脱硫废水零排放的控制系统及方法。本发明专利技术根据氯离子浓度在线检测仪测量分析氯离子浓度上升速度，根据氯离子浓度上升速度与负荷信号，确定烟气脱氯所需要的高浓度碱液流量，进而控制碱液计量泵的运行。根据脱硫废水澄清池液位与负荷信号，确定满足脱硫废水排放量闭式循环需求的溶剂流量，进而控制溶剂调节阀的开度。根据溶剂缓冲箱液位和脱硫废水澄清池液位控制脱硫废水水泵和补充水阀。高浓度碱液和溶剂均匀混合稀释后进入雾化喷嘴，稀释碱液脱除烟气中的HCl气体，从而控制脱硫废水排放量，正常运行时，溶剂流量与脱硫废水排放量一致，实现脱硫废水零流量排放。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气脱氯-脱硫废水零排放的控制系统及方法
本专利技术属于节能减排
，涉及一种烟气脱氯-脱硫废水零排放的控制系统及方法。
技术介绍
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。专利技术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，合理的控制系统和有效的控制方法是不可忽却的重要环节。
技术实现思路
为实现烟气脱氯-脱硫废水零排放技术的工程应用，本专利技术提供了一种烟气脱氯-脱硫废水零排放的控制系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术包括氯离子浓度在线检测仪、脱硫废水水泵、补充水阀、溶剂缓冲箱、高压水泵、溶剂调节阀、溶剂流量计、高浓度碱液储罐、碱液计量泵、稀释混合器、雾化喷嘴，还包括高浓度碱液流量和溶剂流量的控制逻辑、溶剂缓冲箱的控制逻辑。所述的氯离子浓度在线检测仪，用于实时测量脱硫塔内浆液中的氯离子浓度。所述的脱硫废水水泵，用于将脱硫废水澄清池中的脱硫废水注入溶剂缓冲箱中。所述的补充水阀，用于在机组启停或调整期间可能出现脱硫废水存量不足的情况下，用其它补充水源临时替代。补充水源可来自于脱硫系统的工艺水。所述的溶剂缓冲箱，用于储存用作碱基溶剂的脱硫废水或补充水。溶剂缓冲箱内布置有液位计，根据液位计的变化来控制脱硫废水水泵或补充水阀。由于脱硫废水中存在一定的固体颗粒，为避免固体颗粒沉积，在溶剂缓冲箱内布置扰动装置。所述的高压水泵，用于将碱基溶剂的连续供给，并提供碱基溶液雾化所需要的压头。所述的溶剂调节阀，用于调节碱基溶剂流量。所述的溶剂流量计，用于计量碱基溶剂的流量，根据所需要的流量目标值反馈控制溶剂调节阀6的开度。所述的高浓度碱液储罐，用于储存配置好的高浓度碱液。所述的碱液计量泵，用于将高浓度碱液注入溶剂中，碱液计量泵根据碱量需求控制其流量大小。所属的稀释混合器，用于将高浓度碱液与溶剂充分均匀混合。所述的雾化喷嘴，用于将稀释的碱液雾化，雾化液滴与烟气充分均匀混合，实现碱液与烟气中的HCl等酸性气体快速高效反应并快速蒸发。所述的高浓度碱液流量和溶剂流量的控制逻辑：根据氯离子浓度上升速度与负荷信号，确定烟气脱氯所需要的高浓度碱液流量，进而控制碱液计量泵的运行。根据脱硫废水澄清池液位与负荷信号，确定满足脱硫废水排放量闭式循环需求的溶剂流量，进而控制溶剂调节阀的开度。所述的负荷信号，为表征烟道中烟气量的相关信号，可直接利用烟道烟气流量的测量值，不过该测量值一般准确性较差，可以采用锅炉燃煤量、发电负荷、锅炉给水流量等测量信号。根据负荷信号，确定脱硫废水的理论排放量，进而确定氯离子浓度上升速度的目标值。根据负荷信号，还确定满足烟气脱氯安全高效运行的溶剂流量目标范围。所述的氯离子浓度上升速度，利用氯离子浓度在线检测仪所测得的脱硫塔内脱硫浆液中实时氯离子浓度曲线，经过信号滤波处理并微分，得到氯离子浓度的变化速度，氯离子浓度递增的变化速度即为氯离子浓度上升速度。因为烟气中低浓度HCl气体浓度的测量相对较为困难，而且烟气脱氯前后需要两套测量设备，投资与维护成本较高，因此，采用脱硫浆液中的氯离子浓度上升速度来表征烟气中的HCl气体浓度及其脱除效果。采用氯离子浓度上升速度信号的另一个有益效果是，烟气脱氯的本质目的是为了减少脱硫废水流量，控制氯离子浓度上升速度即控制了脱硫废水排放量，无需考虑煤种变化导致的原烟气中HCl气体浓度的变化。根据负荷信号所得到的氯离子浓度上升速度目标值，控制高浓度碱液流量，使实际氯离子浓度上升速度与目标值一致。所述的脱硫废水澄清池液位，在脱硫废水澄清池内布置液位计，根据实测液位的大小及变化趋势，在负荷信号所确定的溶剂流量目标范围内，确定溶剂流量目标值。所述的溶剂缓冲箱的控制逻辑：根据溶剂缓冲箱液位和脱硫废水澄清池液位控制脱硫废水水泵和补充水阀。所述的溶剂缓冲箱液位，在溶剂缓冲箱内布置液位计，实时测量溶剂缓冲箱内的液位。设置溶剂缓冲箱液位上限、中限、下限，设置脱硫废水澄清池液位下限。当溶剂缓冲箱液位低于中限且脱硫废水澄清池液位高于下限时，启动脱硫废水水泵，向溶剂缓冲箱注入脱硫废水，当溶剂缓冲箱液位高于上限时，停止脱硫废水水泵。当溶剂缓冲箱液位低于下限时，开启补充水阀，向溶剂缓冲箱注入补充水，当溶剂缓冲箱液位高于中限时，关闭补充水阀。本专利技术有益效果如下：本专利技术的目的就是通过针对性的控制系统及方法实现脱硫废水的循环利用与稳定运行、碱液系统的稳定运行、供碱量与溶剂量随机组负荷与烟气含氯量等变化的调节控制。本专利技术采用氯离子浓度上升速度信号的另一个有益效果是，烟气脱氯的本质目的是为了减少脱硫废水流量，控制氯离子浓度上升速度即控制了脱硫废水排放量，无需考虑煤种变化导致的原烟气中HCl气体浓度的变化。根据负荷信号所得到的氯离子浓度上升速度目标值，控制高浓度碱液流量，使实际氯离子浓度上升速度与目标值一致。附图说明图1是本专利技术的结构原理示意图。图1中：1、氯离子浓度在线检测仪；2、脱硫废水水泵；3、补充水阀；4、溶剂缓冲箱；5、高压水泵；6、溶剂调节阀；7、溶剂流量计；8、高浓度碱液储罐；9、碱液计量泵；10、稀释混合器；11、雾化喷嘴。图2是高浓度碱液流量和溶剂流量的控制逻辑图。图3是溶剂缓冲箱的控制逻辑图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种烟气脱氯-脱硫废水零排放的控制系统及方法，包括氯离子浓度在线检测仪1、脱硫废水水泵2、补充水阀3、溶剂缓冲箱4、高压水泵5、溶剂调节阀6、溶剂流量计7、高浓度碱液储罐8、碱液计量泵9、稀释混合器10、雾化喷嘴11。所述的氯离子浓度在线检测仪1，用于实时测量脱硫塔内浆液中的氯离子浓度。所述的脱硫废水水泵2，用于将脱硫废水澄清池中的脱硫废水注入溶剂缓冲箱4中。所述的补充水阀3，用于在机组启停或调整期间可能出现脱硫废水存量不足的情况下，用其它补充水源临时替代。补充水源可来自于脱硫系统的工艺水。所述的溶剂缓冲箱4，用于储存用作碱基溶剂的脱硫废水或补充水。溶剂缓冲箱4内布置有液位计，根据液位计的变化来控制脱硫废水水泵2或补充水阀3。由于脱硫废水中存在一定的固体颗粒，为避免固体颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气脱氯‑脱硫废水零排放的控制系统，其特征在于包括氯离子浓度在线检测仪、脱硫废水水泵、补充水阀、溶剂缓冲箱、高压水泵、溶剂调节阀、溶剂流量计、高浓度碱液储罐、碱液计量泵、稀释混合器、雾化喷嘴；所述的氯离子浓度在线检测仪,设置在脱硫塔内，用于实时测量脱硫塔内浆液中的氯离子浓度；所述的脱硫废水水泵，设置在脱硫废水澄清池与溶剂缓冲箱之间，用于缓冲箱用于将脱硫废水澄清池中的脱硫废水注入溶剂缓冲箱中；所述的补充水阀，用于在机组启停或调整期间可能出现脱硫废水存量不足的情况下，用其补充水源临时替代；补充水源可来自于脱硫系统的工艺水；所述的溶剂缓冲箱，用于储存用作碱基溶剂的脱硫废水或补充水；溶剂缓冲箱内布置有液位计，根据液位计的变化来控制脱硫废水水泵或补充水阀；同时为避免固体颗粒沉积，在溶剂缓冲箱内布置扰动装置；所述的高压水泵，用于碱基溶剂的连续供给，并提供碱基溶液雾化所需要的压头；所述的溶剂调节阀，用于调节碱基溶剂流量；所述的溶剂流量计，用于计量碱基溶剂的流量，根据所需要的流量目标值反馈控制溶剂调节阀6的开度；所述的高浓度碱液储罐，用于储存配置好的高浓度碱液；所述的碱液计量泵，用于将高浓度碱液注入溶剂中，碱液计量泵根据碱量需求控制其流量大小；所属的稀释混合器，用于将高浓度碱液与溶剂充分均匀混合；所述的雾化喷嘴，用于将稀释的碱液雾化，雾化液滴与烟气充分均匀混合，实现碱液与烟气中的HCl等酸性气体快速高效反应并快速蒸发。...

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱氯-脱硫废水零排放的控制系统，其特征在于包括氯离子浓度在线检测仪、脱硫废水水泵、补充水阀、溶剂缓冲箱、高压水泵、溶剂调节阀、溶剂流量计、高浓度碱液储罐、碱液计量泵、稀释混合器、雾化喷嘴；所述的氯离子浓度在线检测仪,设置在脱硫塔内，用于实时测量脱硫塔内浆液中的氯离子浓度；所述的脱硫废水水泵，设置在脱硫废水澄清池与溶剂缓冲箱之间，用于缓冲箱用于将脱硫废水澄清池中的脱硫废水注入溶剂缓冲箱中；所述的补充水阀，用于在机组启停或调整期间可能出现脱硫废水存量不足的情况下，用其补充水源临时替代；补充水源可来自于脱硫系统的工艺水；所述的溶剂缓冲箱，用于储存用作碱基溶剂的脱硫废水或补充水；溶剂缓冲箱内布置有液位计，根据液位计的变化来控制脱硫废水水泵或补充水阀；同时为避免固体颗粒沉积，在溶剂缓冲箱内布置扰动装置；所述的高压水泵，用于碱基溶剂的连续供给，并提供碱基溶液雾化所需要的压头；所述的溶剂调节阀，用于调节碱基溶剂流量；所述的溶剂流量计，用于计量碱基溶剂的流量，根据所需要的流量目标值反馈控制溶剂调节阀6的开度；所述的高浓度碱液储罐，用于储存配置好的高浓度碱液；所述的碱液计量泵，用于将高浓度碱液注入溶剂中，碱液计量泵根据碱量需求控制其流量大小；所属的稀释混合器，用于将高浓度碱液与溶剂充分均匀混合；所述的雾化喷嘴，用于将稀释的碱液雾化，雾化液滴与烟气充分均匀混合，实现碱液与烟气中的HCl等酸性气体快速高效反应并快速蒸发。2.根据权利要求1所述的一种烟气脱氯-脱硫废水零排放的控制系统的控制及方法，其特征在于该方法的实现如下：高浓度碱液流量和溶剂流量的控制逻辑：根据氯离子浓度上升速度与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建国，董宇鸣，赵虹，孔庆忠，赵敏，罗伟忠，黄洲，周学忠，
申请(专利权)人：浙江大学，浙江浙能长兴发电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33