基于带压缩因子的GA_PSO的旋流雾化脱硫除尘一体化优化

发布时间：2020-03-21 00:59

【摘要】：在燃煤机组高参数、大容量的发展态势下,燃煤污染物诸如SO_2和微细粉尘,已成为威胁人类生存环境和身体健康的罪魁祸首之一。因此,燃煤机组的超低排放改造,对实现可持续发展的环境友好型社会意义重大。目前,燃煤机组经脱硫、除尘改造后,SO_2排放浓度基本控制在200mg/Nm~3以内,粉尘排放浓度基本控制在50mg/Nm~3以内,但与超低排放标准始终存在一定差距。特别是脱硫除尘一体化技术大多适用于中小型燃煤机组,且伴随着能耗、成本、废物后处理问题。为了弥补现有脱硫除尘技术的缺陷,本文提出了一种旋流雾化脱硫除尘一体化技术,利用湍流、相变、凝并的综合原理,实现SO_2和粉尘的协同超低排放。为了证明旋流雾化脱硫除尘一体化技术的可行性,本文对某315MW亚临界燃煤机组烟气脱硫塔开展旋流雾化脱硫除尘一体化改造试验,对比分析了改造前后液气比、入口烟气温度对脱硫效率和除尘效率的影响,入口SO_2浓度对出口SO_2浓度的影响以及入口粉尘浓度对出口粉尘浓度的影响。结果表明:旋流雾化脱硫除尘一体化技术可以实现SO_2和粉尘的协同超低排放,出口SO_2浓度能够稳定控制在31.40mg/Nm~3以内,脱硫效率可高达99.54%;出口粉尘浓度能够稳定控制在4.94mg/Nm~3以内,脱硫塔的除尘效率可高达82.65%。为了研究旋流雾化脱硫除尘一体化过程中各运行参数对出口SO_2浓度和出口粉尘浓度的影响程度,本文运用灰色关联分析方法,通过初始化无量纲处理,得到了各运行参数关于出口SO_2浓度和出口粉尘浓度的灰色关联序。结果表明:影响出口SO_2浓度和出口粉尘浓度的主要运行参数共9个,液气比和浆液pH为最敏感运行参数。为了实现旋流雾化脱硫除尘一体化过程的最优控制,本文基于MATLAB软件,建立了旋流雾化脱硫除尘一体化BP神经网络,构建了带压缩因子的GA_PSO算法,通过引入罚函数,提出四种不同的优化目标,得到了旋流雾化脱硫除尘一体化过程中各主要运行参数的最佳操作值。结果表明:当出口粉尘浓度为4~5mg/Nm~3,控制液气比为16.36,浆液pH为5.24,最低出口SO_2浓度可达15.00mg/Nm~3;当出口SO_2浓度为25~35mg/Nm~3,控制液气比为17.48,浆液pH为5.52,最低出口粉尘浓度可达3.00mg/Nm~3。上述研究方法及结论为燃煤烟气脱硫塔的超低排放改造及优化控制提供了新方向。
【图文】：

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华南理工大学硕士学位论文 10 次优化实验，取 10 次优化实验的平均结果进行对比分析，验证带压缩因子A_PSO 算法的优越性；（8）根据带压缩因子的 GA_PSO 算法的优化结果，，总结旋流雾化脱硫除尘一体化中主要运行参数的最佳操作值，为旋流雾化脱硫除尘一体化优化控制提供理论指导.3.4 研究技术路线如图 1-3 所示，本文首先研究旋流雾化脱硫除尘一体化技术的机理并开展相关改验。在试验测试数据的基础上，进行各运行参数关于出口 SO2浓度和出口粉尘浓度色关联分析，确定主要运行参数，为旋流雾化脱硫除尘一体化建模奠定合理有效的基础。然后对模型进行测试和分析，确保旋流雾化脱硫除尘一体化模型精度良好。以旋流雾化脱硫除尘一体化模型为优化对象，得到各运行参数的最佳操作值，从而旋流雾化脱硫除尘一体化优化控制。

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第二章旋流雾化脱硫除尘一体化技术及改造章旋流雾化脱硫除尘一体化技术及脱硫除尘一体化技术机理研究流雾化技术发的高效旋流雾化器，将常规两相流雾化原理与超细雾液碰撞混合形成超声波。在超声波的持续破碎作用下，粒，粒径由传统喷淋层的 1500-3000μm 降到 50-150μm00~900 多倍，吸收反应速率显著提高，从而提高了脱硫化效果如图 2-1 所示。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X773

【参考文献】