專利名稱：一種用于燃煤電站的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煙氣脫汞裝置，具體的說是一種用于燃煤電站的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)。
背景技術：
煤燃燒排放的汞是大氣中汞污染的主要來源，大氣中的汞可通過呼吸道或食物鏈進入人體，危害人體健康。如圖1所示，現(xiàn)有的燃煤電站中鍋爐爐膛I產生的煙氣經(jīng)尾部煙道從煙筒11排出，尾部煙道中依次設有省煤器2、空氣預熱器8、靜電除塵器9和濕法脫硫塔10。根據(jù)王起超等人的研究，我國煤炭中汞的平均含量為0.22mg/kg，全國全年燃煤量估算，2010年全國電站燃煤量約14億噸，電廠共排放汞量就已達300噸，汞污染問題已經(jīng)成為全世界關注的焦點，也是我國迫切需要解決的環(huán)境問題。
目前，針對燃煤電站脫汞方面的研究主要集中在兩個方向，一個方向是開發(fā)研制脫汞吸附劑，另一個方向是利用添加氧化劑將煙氣中的單質汞(Hg°)氧化成氣態(tài)二價汞(Hg2+)，進而被飛灰吸附以及在濕法脫硫系統(tǒng)脫除。
其中，脫汞吸附劑的開發(fā)主要包括:活性炭基、鈣基和飛灰基吸收劑以及一些新型吸附劑等。現(xiàn)有技術中，最有效和最廣泛使用的去除單質汞技術是活性炭噴入技術，雖然該技術效果顯著一可去除99%的單質汞，但該技術的運行費用，主要是活性炭的成本較高，因而不能大范圍推廣使用。鈣基吸附劑對氣態(tài)二價汞吸附效果較好，但是對單質汞吸附效果較差。
由于氣態(tài)二價汞具有易于被飛灰吸附和易溶于水的特點，因此，利用添加氧化劑將煙氣中的單質汞氧化成氣態(tài)二價汞可以大大提高現(xiàn)有污染控制設施對汞的脫除效果。因此，添加氧化劑脫汞方法具有很好的應用前景。
添加劑的添加方式對脫汞效果具有重要影響，為了達到理想的脫汞效果，設計合適的添加裝置顯得十分必要。傳統(tǒng)的添加裝置大部分是通過給煤量控制添加劑的添加量，但是對于脫汞添加裝置，添加量不僅受給煤量影響，還受煤種汞濃度影響，只通過給煤量控制添加劑的添加量達不到理想的添加效果。因此，設計合理的脫汞添加劑添加裝置對燃煤電站脫汞具有重要意義。發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題，就是提供一種不僅考慮給煤量影響、還考慮到煤中汞濃度影響且經(jīng)濟高效的用于燃煤電站的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)，具有添加劑添加量精確、利用效率高和脫汞效果好的特點。
解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下的技術方案:
一種用于燃煤電站的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)，所述的燃煤電站中鍋爐爐膛產生的煙氣經(jīng)尾部煙道從煙筒排出，尾部煙道中依次設有省煤器、空氣預熱器、靜電除塵器和濕法脫硫塔；其特征在于:所述的智能添加系統(tǒng)包括煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置、破碎裝置、螺旋給料機、循環(huán)煙道、風機和智能控制裝置；所述循環(huán)煙道的排煙口設在尾部煙道中的省煤器出口處、進煙口設在尾部煙道中的空氣預熱器進口處，所述風機安裝在循環(huán)煙道中，所述螺旋給料機的進料口與破碎裝置的出料口相連通、出料口通往循環(huán)煙道，所述煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置的監(jiān)測探頭設置在尾部煙道中，所述煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置和螺旋給料機分別與智能控制裝置的相應端口電氣連接。
為了使脫汞添加劑在合適的溫度下與單質汞反應，提高煙氣脫汞效率，作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置的監(jiān)測探頭設置在尾部煙道位于省煤器與空氣預熱器之間的管段中。
作為本發(fā)明的一種實施方式，所述的智能控制裝置包括用于驅動所述螺旋給料機轉動的電動機和用于控制所述螺旋給料機轉速的控制器；所述控制器包括乘法器、函數(shù)發(fā)生器和PID控制器，所述乘法器的兩個輸入端分別與煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置的煙氣流量信號輸出端和單質汞濃度信號輸出端電氣連接，所述乘法器的輸出端通過函數(shù)發(fā)生器與PID控制器的sp端口電氣連接，PID控制器的pv端口與電動機的轉速信號輸出端電氣連接，PID控制器的輸出端與電動機的工作控制端電氣連接。
本發(fā)明的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)在工作時，風機將尾部煙道的煙氣從進煙口抽吸入循環(huán)煙道并通過排煙口重新排出到尾部煙道中，以在循環(huán)煙道中形成煙氣流，破碎裝置將脫汞添加劑破碎成粉末狀存放在螺旋給料機中，智能控制裝置依據(jù)煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置監(jiān)測到的尾部煙道煙氣實時流量與單質汞實時濃度，控制螺旋給料機的給料速度，使螺旋給料機輸出的脫汞添加劑隨循環(huán)煙道中的煙氣投放到尾部煙道中。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)通過煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置檢測得到尾部煙道中的煙氣實時流量與單質汞實時濃度，由智能控制裝置計算出單質汞的實時含量，并控制螺旋給料機根據(jù)該單質汞實時含量輸出脫汞添加劑的給料速度，脫汞添加劑隨循環(huán)煙道中的煙氣投放入尾部煙道中，并且，脫汞添加劑經(jīng)破碎裝置粉碎成粉末狀，更利于與單質汞充分反應，因此，本發(fā)明具有脫汞添加劑添加量精確、利用效率高和脫汞效果好的特點。


下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明:
圖1為現(xiàn)有技術中燃煤電站的煙氣排放示意圖2為本發(fā)明的結構示意圖3為本發(fā)明中智能控制裝置的電路原理框圖中，1-鍋爐爐膛，2-省煤器，3-煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置，4-破碎裝置，5-螺旋給料機，6-循環(huán)煙道，7-風機，8-空氣預熱器，9-靜電除塵器，10-濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，11-煙筒。
具體實施方式
如圖2所示，本發(fā)明的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)應用于燃煤電站，燃煤電站中鍋爐爐膛I產生的煙氣經(jīng)尾部煙道從煙筒11排出，尾部煙道中依次設有省煤器2、空氣預熱器8、靜電除塵器9和濕法脫硫塔10。本發(fā)明的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)包括煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置3、破碎裝置4、螺旋給料機5、循環(huán)煙道6、風機7和智能控制裝置。其中，循環(huán)煙道6的排煙口設在尾部煙道中的省煤器2出口處、進煙口設在尾部煙道中的空氣預熱器8進口處，煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置3采用現(xiàn)有的常用型號，可以實時在線監(jiān)測煙氣汞的濃度，其監(jiān)測探頭設置在尾部煙道位于省煤器2與空氣預熱器8之間的管段中，檢測得到其中的煙氣實時流量(m3/s)與單質汞實時濃度(μ g/m3);風機7安裝在循環(huán)煙道6中，螺旋給料機5的進料口與破碎裝置4的出料口相連通、出料口通往循環(huán)煙道6。
如圖3所示，智能控制裝置包括用于驅動螺旋給料機5轉動的電動機M和用于控制螺旋給料機5轉速的控制器；控制器包括乘法器X、函數(shù)發(fā)生器F(X)和PID控制器，乘法器的兩個輸入端分別與煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置3的煙氣流量信號輸出端和單質汞濃度信號輸出端電氣連接，乘法器的輸出端通過函數(shù)發(fā)生器與PID控制器的sp端口電氣連接，PID控制器的pv端口與電動機M的轉速信號輸出端電氣連接，PID控制器的輸出端與電動機M的工作控制端電氣連接。乘法器接收煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置3輸出的煙氣實時流量信號(m3/s)與單質汞實時濃度信號(μ g/m3)，計算出煙氣中單質汞的實時含量(μ g/s)，函數(shù)發(fā)生器依據(jù)預先給定的添加劑添加比例生成相應的函數(shù)，計算出電動機M的轉速信號給定值，該轉速信號給定值與電動機M實際轉速的偏差經(jīng)PID控制器運算后得出電動機轉速指令來控制電動機M的轉速，電動機M帶動螺旋給料機5轉動，使添加劑按煙氣的單質汞含量信號添加。
本發(fā)明脫汞添加劑的智能添加系統(tǒng)的工作原理如下:
燃煤電站中鍋爐爐膛I產生的煙氣經(jīng)由尾部煙道，依次通過省煤器2、空氣預熱器8、靜電除塵器9和濕法脫硫塔10后從煙筒11排出，風機7將尾部煙道的煙氣從進煙口抽吸入循環(huán)煙道6并通過排煙口重新排出到尾部煙道中，以在循環(huán)煙道6中形成煙氣流，在循環(huán)煙道6中的煙氣量由風機7控制，破碎裝置4將脫汞添加劑破碎成粉末狀存放在螺旋給料機5中，以利于脫汞添加劑噴入進而與煙氣中的單質汞充分反應，智能控制裝置依據(jù)煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置3監(jiān)測到的尾部煙道煙氣實時流量與單質汞實時濃度控制電動機M的轉速，從而實現(xiàn)對螺旋給料機5的給料速度的控制，使螺旋給料機5輸出的脫汞添加劑隨循環(huán)煙道6中的煙氣投放到尾部煙道中，進入尾部煙道的添加劑與煙氣中的單質汞反應，使之轉化為氣態(tài)二價汞，一部分氣態(tài)二價汞被飛灰吸附進而在靜電除塵器9脫除，還有一部分氣態(tài)二價汞在其后的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)10脫除，經(jīng)過濕法煙氣脫硫系統(tǒng)10后的煙氣進煙筒11排至大氣，大大減少了煙氣汞的排放。
本發(fā)明不局限與上述具體實施方式
，根據(jù)上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種用于燃煤電站的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)，所述的燃煤電站中鍋爐爐膛(I)產生的煙氣經(jīng)尾部煙道從煙筒(11)排出，尾部煙道中依次設有省煤器(2)、空氣預熱器(8)、靜電除塵器(9)和濕法脫硫塔(10)，其特征在于:所述的智能添加系統(tǒng)包括煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置(3)、破碎裝置(4)、螺旋給料機(5)、循環(huán)煙道(6)、風機(7)和智能控制裝置；所述循環(huán)煙道(6)的排煙口設在尾部煙道中的省煤器(2)出口處、進煙口設在尾部煙道中的空氣預熱器(8)進口處，所述風機(7)安裝在循環(huán)煙道(6)中，所述螺旋給料機(5)的進料口與破碎裝置(4 )的出料口相連通、出料口通往循環(huán)煙道(6 )，所述煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置(3)的監(jiān)測探頭設置在尾部煙道中，所述煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置(3)和螺旋給料機(5)分別與智能控制裝置的相應端口電氣連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于燃煤電站的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)，其特征在于:所述煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置(3)的監(jiān)測探頭設置在尾部煙道位于省煤器(2)與空氣預熱器(8)之間的管段中。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于燃煤電站的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)，其特征在于:所述的智能控制裝置包括用于驅動所述螺旋給料機(5)轉動的電動機(M)和用于控制所述螺旋給料機(5)轉速的控制器；所述控制器包括乘法器、函數(shù)發(fā)生器和PID控制器，所述乘法器的兩個輸入端分別與煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)(3)的煙氣流量信號輸出端和單質汞濃度信號輸出端電氣連接，所述乘法器的輸出端通過函數(shù)發(fā)生器與PID控制器的sp端口電氣連接，PID控制器的pv端口與電動機(M)的轉速信號輸出端電氣連接，PID控制器的輸出端與電動機(M)的工作控制端電氣連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于燃煤電站的脫汞添加劑智能添加系統(tǒng)，其包括煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置、破碎裝置、螺旋給料機、循環(huán)煙道、風機和智能控制裝置；循環(huán)煙道的排煙口設在尾部煙道中的省煤器出口處、進煙口設在尾部煙道中的空氣預熱器進口處，風機安裝在循環(huán)煙道中，螺旋給料機的進料口與破碎裝置的出料口相連通、出料口通往循環(huán)煙道，煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置的監(jiān)測探頭設置在尾部煙道中，煙氣汞連續(xù)在線監(jiān)測裝置和螺旋給料機分別與智能控制裝置的相應端口電氣連接。本發(fā)明具有脫汞添加劑添加量精確、利用效率高和脫汞效果好的特點。
文檔編號F23J15/04GK103170236SQ201310065948
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權日2013年3月1日
發(fā)明者殷立寶, 鄭雙清, 高正陽, 曾庭華 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院