[發明專利]一種燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除系統及方法

在審

• 申請號: 202010848100.5
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111871608A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 高翔;鄭成航;李文俊;周燦;吳衛紅;張涌新;劉少俊;孫德山;楊洋;姚龍超;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B03C3/013
• 分類號: B03C3/013
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 鄭芳

1.一種燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除系統，其特征在于：所述系統包括調質子系統、智能控制子系統、靜電除塵器，所述調質子系統包括順次連接的調質劑原料儲罐、氣流粉碎耦合靜電分散裝置、螺旋給料機、調質劑循環裝置、文丘里管和旋流噴嘴；所述氣流粉碎耦合靜電分散裝置包括殼體、直流噴嘴、放電電極；所述調質劑循環裝置包括調質劑循環塔和調質劑粒徑篩分器；所述智能控制子系統由飛灰特性模型及電除塵器出口顆粒物濃度控制模型構成；所述氣流粉碎耦合靜電分散裝置與調質劑原料儲罐連接；所述調質劑循環塔的入口與所述螺旋給料機的出口連接；所述調質劑粒徑篩分器的入口與所述調質劑循環塔的出口連接；所述文丘里管與所述調質劑粒徑篩分器出口相連，調質劑顆粒流經文丘里管喉部與壓縮空氣混合；所述旋流噴嘴與文丘里管連接，布置于靜電除塵器上游煙道內；所述智能控制子系統基于構建的飛灰特性預測模型及電除塵器出口顆粒物濃度預測控制模型，實時改變調質劑組成，調整調質劑的噴入量與噴射頻率。

2.根據權利要求1所述燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除系統，其特征在于：所述氣流粉碎耦合靜電分散裝置與調質劑原料儲罐之間相連的管道上設有調節閥。

3.根據權利要求1所述燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除系統，其特征在于：所述氣流粉碎耦合靜電分散裝置的殼體呈長方體狀，直流噴嘴對稱設置在殼體上部四個壁面上；所述放電電極為芒刺型放電電極，包括圓桿與表面芒刺，所述圓桿直徑為2～8mm，芒刺長為1～5mm；所述圓桿上布置有若干組芒刺，每組芒刺之間間距為30～70mm。

4.根據權利要求1所述燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除系統，其特征在于：所述文丘里管與旋流噴嘴之間的連接管道上設有控制閥。

5.根據權利要求1所述燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除系統，其特征在于：所述螺旋給料機出口調質劑顆粒通過熱空氣輸送進入調質劑循環裝置內；所述調質劑粒徑篩分器的臨界分離粒徑為15μm。

6.一種權利要求1所述系統用于燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除的方法，其特征在于：調質劑原料經氣流粉碎耦合靜電分散裝置分散成設定粒徑的調質劑顆粒，調質劑循環裝置將超出設定粒徑的調質劑顆粒進行循環再粉碎；符合設定粒徑要求的調質劑顆粒經文丘里管、旋流噴嘴噴入靜電除塵器上游煙道內實現燒結煙氣調質；同時利用智能控制子系統構建的飛灰特性模型和電除塵器出口顆粒物濃度控制模型，實時調整調質劑組分、噴入量與噴射頻率，提升調質劑對煙氣特性的調質效果。

7.根據權利要求6所述燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除的方法，其特征在于：所述飛灰特性模型和電除塵器出口顆粒物濃度控制模型構建過程如下：

(1)基于電除塵器運行工藝特點，建立涵蓋飛灰特性、電除塵器工作電壓及工作電流、燒結煙氣流速及溫度、電除塵器進出口顆粒物濃度參數的電除塵器運行數據庫；

(2)基于上述建立的電除塵器運行數據庫，采用機器學習方法構建飛灰特性模型如下：

Y＝f(ρ，μ，T，α，α，N)

式中，Y為飛灰特性，ρ為飛灰比電阻，μ為煙氣粘度，N為K、Na、Li、Fe、Ca、Mg、Al、Si飛灰元素原子數量百分比，T為溫度，α，β為煙氣特性常數；

(3)基于上述建立的電除塵器運行數據庫和飛灰特性模型，進一步建立電除塵器出口濃度控制模型如下：

W_out＝f(W_in，t，v，Y，U，I)

式中，W_out為電除塵器出口顆粒物質量濃度，W_in為電除塵器入口顆粒物質量濃度，t為燒結煙氣溫度，v為燒結煙氣流速，Y為飛灰特性，U為電除塵器工作電壓，I為電除塵器工作電流。

8.根據權利要求7所述燒結煙氣智能化調質強化多種污染物脫除的方法，其特征在于：步驟(3)中基于粒子群優化算法進行模型優化，針對靜電除塵系統，優化目標函數設定為預測出口顆粒物濃度與調質子系統運行參數關系，求解調質子系統最佳運行參數。