一种湿法烟气脱硫智能监控系统及方法

徐海枝

（南宁职业技术学院，南宁530008）

摘要：目前国内的湿法预脱硫处理控制水平不高，难以保证脱硫操作的稳定性，硫含量波动大，脱硫

粉剂消耗大，脱硫成本高，经济效益不理想。为此，提出一种湿法烟气脱硫智能监控系统及方法，通过对含硫气体中产生的含硫成分进行脱硫监控控制分析，经由含硫烟气环境下湿法脱硫智能监控模块将烟气进行含硫因子检测识别后完成准确脱硫智能监控的过程。仿真实验表明，一种湿法烟气脱硫智能监控系统及方法能够有效地提高脱硫操作的稳定性及准确性并且在长时间监控过程中脱硫速度快、效率高，可靠性强。有效地为烟气脱硫技术的发展提供更好的保障。关键词：湿法脱硫；智能监控；烟气脱硫中图分类号：TP56

文献标识码：A

文章编号：1001-7119（2015）07-0175-04

AKindofIntelligentMonitoringSystemandMethodforWetFlueGas

Desulfurization

XuHaizhi

（NanningCollegeforVocationalTechnology，Nanning530008，China）Abstract：AlongwiththecontinuousdevelopmentofwetdesulfurizationtechnologyinChina,desulfurizationprocessisaverycomplexmultivariatenonlinearreflectionprocess,wetdesulfurizationequipmentintheuseofthedesulfurizationoperationstabilityandpowderconsumptionproblemmoreandmore.Atpresentdomesticwetdesulfurizationprocesscontrollevelisnothigh,difficulttoguaranteethestabilityofthedesulfurizationoperationsulfurinbig,desulphurizingpowderisusedupbig,desulfurizationcostishigh,theeconomicbenefitisnotideal.Forthis,putforwardakindofintelligentmonitoringsystemforwetfluegasdesulfurizationandmethod,throughtothesulfurgasesgeneratedinenvironmentofwetfluegasdesulfurizationintelligentmonitoringmodulewillbecompletedafterthefluesulfurcompositionanalysisofdesulfurizationmonitoringcontrol,throughthesulfurunderthegasisusedtoidentifythefactorsofsulfurdetectionaccuratedesulfurizationprocessofintelligentmonitoring.Simulationexperimentsshowthatakindofintelligentmonitoringsystemforwetfluegasdesulfurizationandmethodcaneffectivelyimprovethestabilityandaccuracyofthedesulfurizationreliability.Effectiveforthedevelopmentoffluegasdesulfurizationtechnologytoprovidebetterprotection.Keywords：wetdesulphurization；intelligentmonitoring；fluegasdesulfurizationoperationandinthelongtimemonitoringintheprocessofdesulfurizationspeed,highefficiency,high收稿日期：2015-02-05基金项目：2013年度广西高校科学技术研究项目（项目编号：2013YB347）。作者简介：徐海枝（1963-），女，高级工程师、副教授，本科，主要研究方向：机械设备设计与制造。176科技当前我国整体经济形式正处于持续快速发展阶段，社会的整体需求正逐步扩大，烟气脱硫技术需求尤为突出[1]。湿法作为重要的烟气脱硫技术其需求压力也随之增大[2]。为此，国家在脱硫技术及整体配套设施建设方面逐年加大力度，湿法脱硫技术的研究力度不断增加，脱硫速度逐年提升[3]。新的脱硫方式使烟气脱硫效率成倍增长[4]。湿法脱硫工艺是当前国内烟气脱硫的主导工艺，烟气脱硫装置的主体备吸收塔的设计施工和运行经验方面已日臻完善，但在脱硫机组烟气排放的关键设备的监控方面仍有不少问题[5]。这些问题无疑对脱硫技术造成一定程度上的干扰，特别是烟气脱硫与容器产生的持续强烈腐蚀对脱硫系统的干扰尤为严重。现阶段烟气脱硫技术研究，基本实现了工业的检测及监控化管理，工业研究人员通过湿法进行气体的提取数据和脱硫操作[6]。

1现阶段烟气脱硫技术分析

1.1

现阶段烟气脱硫技术的介绍及原理

随着经济的发展和人们生活水平的提高，环境保护问题也越来越受到关注，因此很多火电企业安装了烟气脱硫装置。目前运用云模型表示决策者给出的自然语言型评价信息，从而有效地解决了烟气脱硫技术综合评价中定性指标的定量化处理。烟气脱硫技术为脱硫系统高新技术的集成提供保障，使脱硫系统具有自动化、智能化、现代化、数字化、高科技化方向发展。并为工业发展带来了保障。其现阶段烟气脱硫的基本原理如图1所示。

图1现阶段烟气脱硫的基本原理

Fig.1由于层次分析熵权法可以客观、Atpresentthebasicprincipleoffluegasdesulfurization

充分地反映

脱硫技术之间的固有信息。假设利用层次分析

通报第31卷

法确定的主观权重向量其公式为：

L=uLk+mLi

（1）

ìíu=1îm=x1--1u[(1C1+2C2

+⋯+xCx)-x+x1üýþ

（2）式中：

Lk表示对主观权重向量按升序排列后求得的对应分量，C为评价指标个数。首先，气液传质和水合过程，即烟气中SO2时，溶解在水中，分子与水接触次，

1.2H并与水分子水合为亚硫酸；其

现阶段脱硫技术的操作流程及弊端

2SO3与溶解在水中的碱性脱硫剂作用。目前，随着湿法烟气脱硫技术的飞速发展，烟气脱硫系统的多变造成了随机多样性的特点，有着不稳定的流量变化。其现阶段脱硫技术的操作流程如图2所示。

图2现阶段烟气脱硫技术的基本流程

Fig.2Thebasicprocessoffluegasdesulfurization烟气脱硫工作在周期传输过程中，presentstage

technologyat

受到不可预测的环境影响，在脱硫过程中会出现操作不稳定，脱硫粉消耗大，成本高。传统的烟气脱硫技术只能工作在理想的脱硫系统中，过氧化物均相催化氧化方法的主要缺点是催化剂价格昂贵，且未能回收并加以循环利用，生产成本太高。而在出现干扰最强，稳定性最差的脱硫系统环境下，不能对脱硫技术进行准确的提取。

2一种湿法烟气脱硫智能监控系统及方法

2.1

新提出湿法烟气脱硫的分析从20世纪初开始，人们就对脱硫技术进行了研究，至今已有90多年的历史。到了20世纪70年代，日本、美国率先进行二氧化硫排放控制，随后许多国家陆续制定了二氧化硫排放标准和控制策略，使得控制二氧化硫排放的速度大大提高，从而在很大程度上加快了烟气脱硫技术的发

第7期

徐海枝.一种湿法烟气脱硫智能监控系统及方法177

展。而湿法脱硫技术，约占总量的85%左右。含有吸收剂的溶液或架液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物。湿法脱硫技术包括石灰石-石膏法、海水脱硫、憐铵复合肥法、钠碱法、氨吸收法、氧化镁法等，此技术的优点是适用煤种广、韩的利用率高、脱硫效率高、脱硫剂来源广泛。2.2新提出的湿法脱硫方法的计算

在煤燃烧过程中，加入石灰石或者白云石粉作为脱硫剂，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。则脱硫分粉在氧化性环境中的脱硫反应式为:

CaCOCaO3=CaO+CO其氨水、+SO亚硫酸按溶液吸收二氧化硫的动力1/2O22+（3）2=CaSO4（4）学过程，在无限稀释溶液中，氨水吸收二氧化硫时液相主要主要发生以下两个反应。

HSOSOK2++NH3NH↔1

-（5）-KNH+43↔2NH++HSO3

3

4+SO23

-（6）

2.6其中，K为常量，k1、k2数值分别为3.2×的试剂均为分析纯，×10107、

3，

所以反应可以认为是瞬时反应。采用水为蒸馏水。烟气中的二氧化硫被氨基磺酸按混合溶液吸收。用碘标准溶液滴定，按滴定量计算二氧化硫浓度，则反应式如下：

H2SO3+I2+H2O→H2SO4+2HI（7）对脱硫后的模拟烟气按照碘量法标准采样后，对采得的样品进行滴定，则按照下式计算出脱硫后烟气中的二氧化硫浓度为：

c=(V-V0)×cV(1/2I2)×32.0nd×1000（8）

式中，c标准状况下干烟气二氧化硫浓度，

c(1/2I2)Vnd为标准状况下干烟气的采样体积，为碘标准溶液浓度，

则脱硫效率的计算公式:：

η=c0c-0

c×100%（9）

其中，η为脱硫效率，c为出口烟气二氧化硫浓度，c0烟气脱硫的原理可由下列反应方程式表示为入口烟气二氧化硫浓度，新提出技术SO:

SO2+2Fe3++2H+2O→SO24-+4H+2+

（10）SO2+O2+2Fe2→SO24-+3++2Fe

（11）SO2+H2O+12O2→SO24-2Fe+2H+

（12）2是一种还原剂，但是在酸性条件下与氧

混合时就变成了强氧化剂：

H2SO3+O2+e=SO24-+H2O       2.3 EO        

（13）

智能监控系统的建立

=2.29eV

烟气系统由入口挡板、出口挡板、旁路挡板、增压风机、烟气换热器等设备组成，它的作用是为脱硫装置的内部反应提供合适的烟气，同时进行换热处理，从而满足吸收塔系统脱硫的需要。在入口挡板门之前，设置有旁路烟道及旁路挡板门。作用是使烟气在异常工况下通过旁路烟道直接进入烟肉进行排放。烟气系统设计图如图则：

图3烟气系统设计图

其中，烟道内设高容量的旁路系统，Fig.3Thefluegassystemdesign

出入口

挡板门和旁路挡板门均设计为多轴双密封双百叶模式，出入口挡板门在检测系统运行时打开旁路挡板门在检测系统运行时关闭。当检测系统停运、有突发事故或者进行维修时，出入口挡板门被关闭，此时旁路挡板门快速开到100%，烟气经由旁路烟道从烟肉中排放出去。其脱硫智能监控系统结构如图所示。

图4脱硫智能监控系统结构

Fig.4由上图可以看出，Desulfurizationofintelligent工程智能监控系统设计主monitoringsystemstructure

要从安全、可靠和保证控制系统长期运行等几个方面加以考虑，并针对烟气脱硫工程本身的特

178科技点，提供的控制设备为主要设计理念，技术的优质设备，并具有最大可靠性、可操作性、可维护性和安全性。

3仿真实验

将工业环境下烟气脱硫准确检测监控模拟

方法注入到湿法脱硫系统中，以某工业烟气为测试用例，构造脱硫环境，对一种湿法烟气脱硫智能监控系统及方法进行仿真实验。

在相同时间内，烟气脱硫技术，新方法与传统方法的脱硫操作的稳定性，如图5所示。

图5新方法与传统方法的脱硫操作的稳定性比较Fig.5Anewmethodiscomparedwiththetraditionalmethod由上图可知，desulfurization在相同工业烟气环境下，operationstability

of

新方

法比旧方法的脱硫操作的稳定性强，并且相对稳定。

在相同时间内，烟气脱硫技术，新方法与传统方法的脱硫消耗比较，如图6所示。

图6新方法与传统方法的脱硫消耗比较

Fig.6Thenewmethod由上图可知，oftheiscomparedwiththetraditionalmethod

在相同工业烟气环境下，desulphurization

新方法比旧方法的脱硫操作的消耗小，并且节约成本。

在相同范围内，烟气脱硫技术，新方法与传

通报第31卷

统方法的脱硫效率比较，如图7所示。

图7新方法与传统方法的脱硫效率比较

Fig.7Thenewmethodiscomparedwiththetraditionalmethod

由上图可知，ofdesulfurization在相同工业烟气环境下，efficiency

新方

法比旧方法的脱硫操作的效率高，节约脱硫时间。

4结论

通过对现阶段湿法烟气脱硫技术方法的分析研究，并且对工业烟气环境下传统方法烟气脱硫技术多出现的不足进行研究。提出一种湿法烟气脱硫智能监控系统及方法。有效的提高了脱硫系统的稳定性，及脱硫的高效性，为工业的发展提供了保障。参考文献：

[1]

RenwetRS，ShiFE，ChenYN，etaltionalflueneering[.EnvironmentalConferencegasdesulfurizationonBioinformaticswith.Masslime[C]//transfermodeloftheandBiomedical.The3rdInterna⁃Engi⁃EPPH2009)specialtrack，PollutionJune14thandto16th,2009PublicHealth([2]jing张永withiniCBBE2009,China:1-4.

inBei⁃及工程应用.2X600MW[D].华北电力大学机组烟气脱硫控制系统实现方案分析(河北)，2010.

[3]朱德师，措施[J].江苏电机工程，钱小文.脱硫石膏含水率高的原因分析及控制2008，2.

[4]

张军梅，化[J].电力环境保护，李临临.湿法脱硫石膏脱水系统设备配置及优2009，3:11-14.

[5]张昭文安全与环保，.氯离子浓度对湿法烟气脱硫工艺的影响2009，35(l1):28-29.

[J].工业[6]

展锦程，数值模拟及试验研究一冉景煌，孙图星[J]..动力工程，烟气脱硫吸收塔反应过程的2008，28(03):433-443.