[發明專利]氨法脫硫控制方法及控制系統

在審

• 申請號: 201710963623.2
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107854987A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 劉波;雷軍民
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國神華煤制油化工有限公司;神華新疆化工有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/50;B01D53/73;B01D53/75
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 韓建偉,謝湘寧

技術領域

本發明涉及煙氣脫硫技術領域，具體而言，涉及一種氨法脫硫控制方法及控制系統。

背景技術

氨法脫硫裝置是高溫高壓煤粉鍋爐配套的環保設備。典型的氨法脫硫裝置如圖1所示，其包括脫硫塔10’和循環槽20’，脫硫塔10’由下至上依次包括濃縮段11’、吸收段12’、除霧段13’，吸收段12’設置有噴淋層和集液器，集液器設置在噴淋層的下方；濃縮段11’設置有濃縮段漿液出口、二次氧化空氣入口和煙氣入口；循環槽20’設置有氧化空氣入口、氧化空氣出口、濃縮段漿液入口及濃縮段漿液出口；氧化空氣入口用于通入氧化空氣；氧化空氣出口與二次氧化空氣入口通過二次氧化空氣管線201’相連通；濃縮段漿液入口與濃縮段漿液出口漿液管線相連通，濃縮段漿液出口與噴淋層的入口相連；集液器的出口與循環槽20’相連，用以將集液器中收集的吸收液回流至循環槽20’。

在實際運行過程中，每臺鍋爐配一座脫硫裝置，不設GGH，不設增壓風機，不設煙氣旁路。吸收劑制備和硫銨制備系統四爐共用，脫硫劑主要采用液氨，副產硫酸銨含游離酸量小于0.2％，水分含量不高于1％(重量比)，外銷創造效益。脫硫塔出口煙氣二氧化硫排放濃度<50mg/Nm³(干基，6％氧)，脫硫效率不小于97.0％，脫硫裝置可利用率不低于98％、氨(回收)利用率不低于96.5％、氨逃逸不大于8mg/Nm³。

具體運行時，要求脫硫裝置具有如下特征：

(1)、脫硫裝置應能適應鍋爐在0～100％BMCR工況之間的任何負荷(包括摻燒燃料氣，產生的高硫廢氣)，脫硫劑采用液氨和廢氨水(包括工藝裝置汽提氣冷凝液、氣化裝置氨汽提塔不凝氣、平衡灰水處理氨汽提塔塔頂排放冷凝液產生的氨水等)和硫銨回收制備處理需求，并能適應機組的負荷變化和機組啟停次數的要求。裝置和所有輔助設備能投入運行而對鍋爐負荷和鍋爐運行方式不能有任何干擾。脫硫裝置能在SO₂初始濃度為最小值和最大值之間任何工況安全運行，并保證脫硫效率和排放濃度達標。(2)、脫硫裝置能適應鍋爐的啟動、停機及負荷變化，負荷變化速率可滿足如下要求：定壓運行時，不低于±5％B-MCR/分鐘；負荷階躍時，不低于±10％B-MCR/分鐘，在以上負荷波動狀態時，脫硫裝置操作要求處于穩定的運行狀態，并及時作出適當的運行調整。(3)、整套系統及其裝置能夠滿足整個系統在各種工況下自動運行的要求，系統的啟動、正常運行監控和事故處理應實現完全自動化。(4)、脫硫裝置不設置前置預洗滌塔，采用鋼制、單塔方式，復合脫硫塔結構，塔內飽和結晶，塔外強制氧化，不采用填料塔。(5)、硫銨制備系統4臺爐合用，硫銨包裝系統采用自動包裝機，硫酸銨的產物含游離酸量小于0.2％，水分含量不高于1％(重量比)，硫酸銨品質符合GB535-1995硫酸銨化肥標準中合格品要求。(6)、采用液氨和廢氨水作為脫硫劑，4臺爐合用。

為了保證煙氣脫硫過程的穩定性，通常需要利用控制系統對煙氣脫硫過程的各操作參數進行實時監控，其中，循環槽的液位、循環槽漿液的密度值、濃縮段的液位值及濃縮段的漿液密度值是眾多工藝參數中較為重要的幾個。其中循環槽的液位、濃縮段的液位可以通過將循環槽漿液的密度值、濃縮段的漿液密度值、氧化空氣入口壓力、濃縮段壓力及設備本身安裝尺寸輸入DSC控制系統，利用本身存儲的計算邏輯換算得出，而濃縮段的漿液密度值和循環槽漿液的密度值則需要人工取樣測試才能得到。這樣，為了實時監控工況，需要人工定期取樣分析密度，后在DCS控制系統操作站進行人工錄入濃縮段的漿液密度值和循環槽的漿液密度值，副操工作量較大，一個班8小時，副操需取樣4次，共計分析8個樣。同時，人工取樣分析的數值受取樣方法、分析方法、分析操作的熟悉程度等因素的影響，偏差較大，換算出的液位值誤差很大，不利于精細化操作要求。此外，脫硫裝置控制系統(比如杭州和利時的MASC6.0，操作人員可通過分析控制系統中操作參數的歷史趨勢，提前采取預判性操作措施)，工藝操作思路因采用人工錄入密度值的操作方法，會對操作參數的歷史趨勢產生很大的偏差干擾。因此，這造成了氨法脫硫工藝控制在時效性、實時性、準確性、預判性等方面均存在缺陷。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種氨法脫硫控制方法及控制系統，以解決現有技術中氨法脫硫工藝控制在時效性、實時性、準確性、預判性等方面均存在缺陷的問題。