烟气脱硫工艺过程PH值优化控制
发布时间：2020-12-18 11:49
我国工业发展水平不断提高,经济发展进入了前所未有的黄金阶段,在全国各行业飞速发展的同时,环境污染问题也引起了越来越多人们的关注。为控制大气污染物排放,化工厂的烟气排放就成了重点治理的方向,目前国内几乎所有的化工厂都在进行建设烟气脱硫脱硝的装置。影响脱硫效果的因素有很多。脱硫过程实际上是一个酸碱中和的过程,PH值的大小影响了二氧化硫的吸收、硫酸盐的形成以及产物石膏的结晶。本文在分析烟气脱硫工艺系统的基础上,以实际工程作为背景,主要研究脱硫浆液PH值控制过程中的自动控制系统及其优化控制,设计PH值自动控制系统,优化PH值控制环节控制算法。本文首先对脱硫工艺整个系统进行了分析,介绍了烟气脱硫工作的基本工艺流程和化学原理,对各种脱硫系统方案进行了比较,确定了烟气脱硫系统的组成,分析了影响脱硫效率的主要因素以及烟气脱硫系统的控制系统设计,工艺的背景介绍为脱硫工艺过程的PH值优化控制奠定了基础。其次,针对脱硫浆液的PH控制过程进行了详细的分析,PH值控制过程是一个典型的非线性、纯滞后系统。结合实际项目应用,介绍了以氢氧化钠为吸收剂的PH值控制工艺。在此基础上得到了浆液PH值控制系统的数学模型。因为...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
湿法脱硫系统基本流程示意图
第三章 脱硫浆液 PH 控制过程特性及模型分析液 PH 值控制过程特性制过程特性分析 pH 值的曲线中可以看出，PH 值在 7 附近的时候，溶液中的反应非常剧的特点就是 PH 变化非常灵敏，PH 值呈现强酸性或者强碱性的时候， 值变化趋势就会变慢，呈现平缓的态势。吸收塔中的浆料是酸气和钙气中的二氧化硫与水反应而酸和碱中和的反应。因此，它具有一般 的非线性特征。较高的 pH 值有利于二氧化硫的吸收。所以为了保证高吸收率，必须保证高 pH 值。但 pH 值不是越高越好，虽然高 pH 值化硫的吸收，但低 pH 值有利于硫酸盐的沉淀。在一定范围内，随着，脱硫效率提高，但 pH 值大于 5.8 时，脱硫效率不会继续上升，反而下
图 4-1 PH 值控制系统系统控制框架Fig.4-1 PH value control system system control framework从控制框架可以看出，控制器主要由反馈控制器组成。PH 值检测仪检测溶液的 PH 值，并作为反馈检测信号发送给反馈控制器。将误差值与给定的 PH 值进行比较。反馈控制器的输入为 PH 值给定与 PH 值仪检测的实时 PH 值之差，反馈控制器的输出为变频器的给定，变频器将给定信号转换为频率调节信号驱动计量泵工作，给出合适的药剂加药量。预估策略控制器的输入为流量计信号和其他参数信号，预估策略控制器利用了预测模型对时滞和非线性环节进行补偿，输出量叠加到反馈控制器的输出，最终同样转化为变频器的给定信号，对药剂量进行控制。反馈控制环节可采用 PID 等经典控制方法，预估控制环节可采用模型预测、预估器等方式进行补偿。对于加药量的自动控制是本文的主要研究内容。由第三章分析可知，整个控制对象可近似简化为一个一阶惯性滞后环节，其传递函数可表示为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]探讨烟气脱硫中pH值测量系统的几种方案[J]. 胡铭. 工业控制计算机. 2017(07)
[2]双碱法烟气脱硫系统故障诊断技术研究[J]. 孙福林,曹梦龙. 自动化与仪表. 2017(07)
[3]基于分数阶PID的纸张定量双自由度Smith预估控制[J]. 单文娟,汤伟,王孟效,刘炳. 包装工程. 2017(11)
[4]大湿法脱硫系统若干问题[J]. 方明江. 山东工业技术. 2017(08)
[5]SCR烟气脱硝系统Smith预估条件积分型滑模控制[J]. 伏甲琪,郭为民,刘延泉,唐耀华. 热力发电. 2017(04)
[6]模糊控制在火电厂脱硫浆液pH值控制中的设计与仿真[J]. 彭岳,陆平. 电子质量. 2017(03)
[7]Smith预估-模糊控制在硝酸氧化炉自设定氨空比控制中的应用[J]. 左为恒,程源. 化工自动化及仪表. 2017(03)
[8]湿法脱硫系统节能优化探索[J]. 王帅雯. 山东工业技术. 2017(04)
[9]预估模型的烟气氨法脱硫控制系统[J]. 袁淑娟,原晓琴,马立新,周小波. 控制工程. 2017(01)
[10]湿法烟气脱硫系统脱硫效率影响因素分析[J]. 邹捷. 科技创新与应用. 2017(02)
硕士论文
[1]基于史密斯预估器的时滞系统控制研究[D]. 丁晓迪.江南大学 2016
[2]湿法烟气脱硫系统PH值自抗扰控制器设计[D]. 卢志辉.北方工业大学 2013
[3]烟气脱硫工艺中PH值控制策略研究与应用[D]. 邹平.华北电力大学 2013
[4]pH值控制在中小型锅炉烟气湿法脱硫中的应用研究[D]. 苏保玲.山东大学 2007
本文编号：2923954
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
湿法脱硫系统基本流程示意图
第三章 脱硫浆液 PH 控制过程特性及模型分析液 PH 值控制过程特性制过程特性分析 pH 值的曲线中可以看出，PH 值在 7 附近的时候，溶液中的反应非常剧的特点就是 PH 变化非常灵敏，PH 值呈现强酸性或者强碱性的时候， 值变化趋势就会变慢，呈现平缓的态势。吸收塔中的浆料是酸气和钙气中的二氧化硫与水反应而酸和碱中和的反应。因此，它具有一般 的非线性特征。较高的 pH 值有利于二氧化硫的吸收。所以为了保证高吸收率，必须保证高 pH 值。但 pH 值不是越高越好，虽然高 pH 值化硫的吸收，但低 pH 值有利于硫酸盐的沉淀。在一定范围内，随着，脱硫效率提高，但 pH 值大于 5.8 时，脱硫效率不会继续上升，反而下
图 4-1 PH 值控制系统系统控制框架Fig.4-1 PH value control system system control framework从控制框架可以看出，控制器主要由反馈控制器组成。PH 值检测仪检测溶液的 PH 值，并作为反馈检测信号发送给反馈控制器。将误差值与给定的 PH 值进行比较。反馈控制器的输入为 PH 值给定与 PH 值仪检测的实时 PH 值之差，反馈控制器的输出为变频器的给定，变频器将给定信号转换为频率调节信号驱动计量泵工作，给出合适的药剂加药量。预估策略控制器的输入为流量计信号和其他参数信号，预估策略控制器利用了预测模型对时滞和非线性环节进行补偿，输出量叠加到反馈控制器的输出，最终同样转化为变频器的给定信号，对药剂量进行控制。反馈控制环节可采用 PID 等经典控制方法，预估控制环节可采用模型预测、预估器等方式进行补偿。对于加药量的自动控制是本文的主要研究内容。由第三章分析可知，整个控制对象可近似简化为一个一阶惯性滞后环节，其传递函数可表示为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]探讨烟气脱硫中pH值测量系统的几种方案[J]. 胡铭. 工业控制计算机. 2017(07)
[2]双碱法烟气脱硫系统故障诊断技术研究[J]. 孙福林,曹梦龙. 自动化与仪表. 2017(07)
[3]基于分数阶PID的纸张定量双自由度Smith预估控制[J]. 单文娟,汤伟,王孟效,刘炳. 包装工程. 2017(11)
[4]大湿法脱硫系统若干问题[J]. 方明江. 山东工业技术. 2017(08)
[5]SCR烟气脱硝系统Smith预估条件积分型滑模控制[J]. 伏甲琪,郭为民,刘延泉,唐耀华. 热力发电. 2017(04)
[6]模糊控制在火电厂脱硫浆液pH值控制中的设计与仿真[J]. 彭岳,陆平. 电子质量. 2017(03)
[7]Smith预估-模糊控制在硝酸氧化炉自设定氨空比控制中的应用[J]. 左为恒,程源. 化工自动化及仪表. 2017(03)
[8]湿法脱硫系统节能优化探索[J]. 王帅雯. 山东工业技术. 2017(04)
[9]预估模型的烟气氨法脱硫控制系统[J]. 袁淑娟,原晓琴,马立新,周小波. 控制工程. 2017(01)
[10]湿法烟气脱硫系统脱硫效率影响因素分析[J]. 邹捷. 科技创新与应用. 2017(02)
硕士论文
[1]基于史密斯预估器的时滞系统控制研究[D]. 丁晓迪.江南大学 2016
[2]湿法烟气脱硫系统PH值自抗扰控制器设计[D]. 卢志辉.北方工业大学 2013
[3]烟气脱硫工艺中PH值控制策略研究与应用[D]. 邹平.华北电力大学 2013
[4]pH值控制在中小型锅炉烟气湿法脱硫中的应用研究[D]. 苏保玲.山东大学 2007
本文编号：2923954
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