本发明专利技术公开一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统，涉及调节或控制系统技术领域，包括：获取反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，得到反应参数的预测标准值；以投加的晶种经吸附结晶产物后增大速度最快为目标，根据化学反应后的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，修订预测标准值，得到实际标准值；根据当前时刻的反应参数和实际标准值得到离子浓度偏差，以反馈调节灰水和脱氨合成气洗涤水的进水流量、晶种投加速度以及晶种吸附结晶产物后的排出速度。实现灰水循环水高硬度、高悬浮物条件下诱导造粒突破，解决煤化工杂质含量较高的灰水循环水诱导除硬度造粒技术应用的空白。除硬度造粒技术应用的空白。除硬度造粒技术应用的空白。
【技术实现步骤摘要】
一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统
[0001]本专利技术涉及调节或控制系统
，特别是涉及一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统。
技术介绍
[0002]杂质含量较高的煤化工领域的灰水循环水，不同于常规的电厂循环水除硬系统，电厂循环水的硬度来源于补加的自来水携带的钙镁离子，煤化工领域的灰水循环水硬度来源于不仅是补加的自来水携带的钙镁离子，更为重要是来源于煤气化过程中，气化煤炭中携带的钙镁离子，体量远远大于常规循环水系统的硬度。
[0003]现有的化学结晶循环造粒流化床软化技术主要应用于水质的软化，主要应用范围是电厂循环水，目前该工艺是固定在某一个参数状态下，设计反应器的体积，采用商品化学药剂碳酸钠和氢氧化钠、硫酸，按照固定的配比浓度进行添加，反应器中的循环泵、进水泵流量也是固定的选型，没有设置变量控制。
[0004]而在实际运行过程中，进水水质硬度往往是在一定范围内波动，因而该技术为了得到较高的去除效率，其加药量是设定值110%
‑
120%，反应完毕后，为了保证没有充分反应的碳酸钠溶液进入到后续循环系统中造成管壁结垢，于是又增加一级硫酸中和的工序。
[0005]因而可以看出，现有的煤化工灰水除硬工艺设计是固定参数，固定参数的工艺设计是在浪费10%
‑
20%商品化学药剂的基础上，以固定参数的工艺设计出的固定不变的运行模式，不能适应大波动的水质，不能根据水质参数的波动而自适应调节加药量以及自适应调节灰水进水量。
专利技术内容
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统，通过多变量参数智能控制下的诱导除硬度造粒精确监控技术，实现灰水循环水高硬度、高悬浮物条件下诱导造粒突破，解决煤化工杂质含量较高的灰水循环水诱导除硬度造粒技术应用的空白。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法，包括：获取反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，并根据回归模型拟合反应趋势曲线，得到反应参数的预测标准值；所述进水为含钙镁离子的灰水和含碳酸钠的脱氨合成气洗涤水，灰水和脱氨合成气洗涤水在反应器内经化学反应后得到结晶产物，所述出水为除硬后的灰水；以投加的晶种经吸附结晶产物后增大速度最快为目标，根据化学反应后反应器内的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，修订预测标准值，得到实际标准值；根据当前时刻的反应参数和实际标准值得到离子浓度偏差，根据离子浓度偏差反馈调节灰水和脱氨合成气洗涤水的进水流量、晶种投加速度以及晶种吸附结晶产物后的排
出速度。
[0008]作为可选择的实施方式，所述电动电位反映结晶产物的颗粒体积，所述结晶污泥浓度反映结晶产物的浓度，所述结晶污泥液位反映结晶产物所产生的污泥层与晶种悬浮层的重合度，晶种吸附结晶产物后，晶种体积增大，且达到一定重量后沉降到反应器底部以排出。
[0009]作为可选择的实施方式，所述回归模型采用广义回归神经网络，基于反应器内反应历史数据对广义回归神经网络进行训练，训练数据为历史的进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，以及历史的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，经训练后的广义回归神经网络拟合出的反应趋势曲线满足目标值，由此得到反应参数的预测标准值和修订后的实际标准值。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制装置，包括：预测模块，被配置为获取反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，并根据回归模型拟合反应趋势曲线，得到反应参数的预测标准值；所述进水为含钙镁离子的灰水和含碳酸钠的脱氨合成气洗涤水，灰水和脱氨合成气洗涤水在反应器内经化学反应后得到结晶产物，所述出水为除硬后的灰水；修订模块，被配置为以投加的晶种经吸附结晶产物后增大速度最快为目标，根据化学反应后反应器内的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，修订预测标准值，得到实际标准值；调节模块，被配置为根据当前时刻的反应参数和实际标准值得到离子浓度偏差，根据离子浓度偏差反馈调节灰水和脱氨合成气洗涤水的进水流量、晶种投加速度以及晶种吸附结晶产物后的排出速度。
[0011]第三方面，本专利技术提供一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制系统，包括：反应器、晶种投加装置、流量调节执行机构及第二方面所述的多变量控制装置；所述多变量控制装置根据反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，以及化学反应后的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，采用第一方面所述的多变量控制方法，控制调节流量调节执行机构的进水流量、晶种投加装置的晶种投加速度以及晶种吸附结晶产物后的排出速度。
[0012]作为可选择的实施方式，所述流量调节执行机构包括灰水的进水泵和脱氨合成气洗涤水的进水泵；灰水和脱氨合成气洗涤水经过各自的进水泵输入至反应器内并发生化学反应，得到结晶产物；通过晶种投加装置投加晶种，结晶产物包裹在晶种上，使晶种体积增大，且增大到一定重量后沉降到反应器底部以排出。
[0013]作为可选择的实施方式，排出量与晶种投加量匹配。
[0014]作为可选择的实施方式，通过设置的钙离子传感器、镁离子传感器、pH传感器、碳浓度检测传感器、碱度传感器、电位传感器、污泥浓度仪和污泥液位计，检测反应器进水和出水的钙镁离子浓度、pH值、总碳浓度，以及化学反应后的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位。
[0015]作为可选择的实施方式，所述电位传感器检测电动电位，以反映结晶产物的颗粒体积；所述污泥浓度仪检测结晶污泥浓度，以反映结晶产物的浓度；所述污泥液位计检测结晶污泥液位，以反映结晶产物所产生的污泥层与晶种悬浮层的重合度。
[0016]作为可选择的实施方式，所述反应器还设有由变频器控制的循环水泵，若流量调节执行机构进水流量的上升流速不满足要求的话，则通过循环水泵的循环流量进行补加。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提出了一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统，通过多变量参数智能控制下的诱导除硬度造粒精确监控技术，实现灰水循环水高硬度、高悬浮物条件下诱导造粒突破，解决煤化工杂质含量较高的灰水循环水诱导除硬度造粒技术应用的空白。
[0018]本专利技术提出一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统，采用含碳酸钠的脱氨合成气洗涤水，无需外购商品碳酸钠和氢氧化钠化学药剂，资源化利用合成气洗涤工序的水经过碱法脱氨后的废水，大幅度提高灰水的循环利用率，减少灰水外排量，同时避免产生碳酸钙污泥的二次污染，形成了便于资源化利用的颗粒碳酸钙产品，也实现了煤气化洗涤水的碳固定和资源化利用。
[0019]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0020]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法，其特征在于，包括：获取反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，并根据回归模型拟合反应趋势曲线，得到反应参数的预测标准值；所述进水为含钙镁离子的灰水和含碳酸钠的脱氨合成气洗涤水，灰水和脱氨合成气洗涤水在反应器内经化学反应后得到结晶产物，所述出水为除硬后的灰水；以投加的晶种经吸附结晶产物后增大速度最快为目标，根据化学反应后反应器内的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，修订预测标准值，得到实际标准值；根据当前时刻的反应参数和实际标准值得到离子浓度偏差，根据离子浓度偏差反馈调节灰水和脱氨合成气洗涤水的进水流量、晶种投加速度以及晶种吸附结晶产物后的排出速度。2.如权利要求1所述的一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法，其特征在于，所述电动电位反映结晶产物的颗粒体积，所述结晶污泥浓度反映结晶产物的浓度，所述结晶污泥液位反映结晶产物所产生的污泥层与晶种悬浮层的重合度，晶种吸附结晶产物后，晶种体积增大，且达到一定重量后沉降到反应器底部以排出。3.如权利要求1所述的一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法，其特征在于，所述回归模型采用广义回归神经网络，基于反应器内反应历史数据对广义回归神经网络进行训练，训练数据为历史的进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，以及历史的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，经训练后的广义回归神经网络拟合出的反应趋势曲线满足目标值，由此得到反应参数的预测标准值和修订后的实际标准值。4.一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制装置，其特征在于，包括：预测模块，被配置为获取反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，并根据回归模型拟合反应趋势曲线，得到反应参数的预测标准值；所述进水为含钙镁离子的灰水和含碳酸钠的脱氨合成气洗涤水，灰水和脱氨合成气洗涤水在反应器内经化学反应后得到结晶产物，所述出水为除硬后的灰水；修订模块，被配置为以投加的晶种经吸附结晶产物后增大速度最快为目标，根据化学反应后反应器内的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，修订预测标准值，得到实际标准值；调节模块，被配置为根据当前时刻...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨云军，李霄鹏，马凤英，杨伦，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：
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