CN113041644B - 一种脱硫废水Cl-在线检测及智能排放控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了脱硫废水Cl^‑在线检测及智能排放控制系统，包括脱硫废水预沉装置，与脱硫废水预沉装置依次连接的稀释装置、过滤装置和检测计算装置，脱硫废水预沉装置用于对脱硫废水中的固体去除，稀释装置用于对脱硫废水稀释，过滤装置用于对脱硫废水过滤，检测计算装置用于检测脱硫废水中的Cl^‑浓度并转换为电信号传输至DCS系统，还用于根据DCS系统中的Cl^‑浓度计算出本次脱硫废水排放量，并转换为电信号传输至DCS系统，DCS系统根据本次脱硫废水排放量进行脱硫废水智能排放控制，能使电厂运行人员实时监控脱硫废水中Cl^‑浓度，计算最优脱硫废水排放量，使Cl^‑浓度维持在最优范围内，提高机组运行的经济性和安全性。

Description

一种脱硫废水Cl-在线检测及智能排放控制系统

技术领域

本发明属于燃煤电厂污染物排放控制技术领域，特别是涉及一种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统。

背景技术

石灰石-石膏湿法脱硫工艺在我国应用广泛，其技术路线一般为：在吸收塔内，石灰石浆液由喷淋层喷嘴向下喷淋，与逆流向上的烟气接触并吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙，亚硫酸钙在氧化风的氧化作用下转化为二水合硫酸钙，为维持吸收塔内的物料平衡和保障吸收塔内设备的健康运行，吸收塔需要排放一定量的脱硫废水。其中，这种脱硫废水属于燃煤电厂末端的高盐废水，其特点是废水成分复杂、含固量高、含盐量高、Cl^-浓度高以及硬度高。现在人们对环境保护工作日益重视，脱硫废水的排放及Cl^-的控制就变得越来越重要。

由于脱硫废水具有上述特点，因此，现有的脱硫废水的Cl^-检测一般是由电厂化学班组进行人工化验，这种人工化验方式的缺陷包括：取样及检测的自动化程度低，取样及预处理耗时久、过程复杂，检测周期长，无法实现在线检测，检测数值有严重的滞后性，检测数值与现场的运行情况不符，检测数值对现场运行的指导意义不大。此外，电厂脱硫废水的排放量由机组运行情况以及脱硫废水Cl^-检测数值决定，电厂现有的脱硫废水方式一般是无规律的，即排放间隔无规律、废水排放量无规律，此种脱硫废水排放方式的缺陷是当废水排放量不足时，废水中的Cl^-浓度比较高，影响吸收塔的脱硫效率，影响仪器设备的运行，影响后端石膏脱水，影响石膏品质，不利于机组稳定运行；当废水排放量过多时，吸收塔补水量增加，石膏氧化结晶效果差、石膏脱水困难，后端设备处理量增加，废水处理费用增加、运行费用增加，不利于机组的经济运行。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，能够使电厂运行人员实时监控脱硫废水中的Cl^-浓度，帮助电厂运行人员计算最优的脱硫废水排放量，使脱硫废水中的Cl^-浓度维持在最优范围内，减少电厂巡检人员和化验人员的工作量，提高机组运行的经济性和安全性。

本发明提供的一种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统包括连接至脱硫废水取样口的脱硫废水预沉装置，以及与所述脱硫废水预沉装置依次连接的稀释装置、过滤装置和检测计算装置，所述脱硫废水预沉装置用于对脱硫废水中的固体去除，所述稀释装置用于对所述脱硫废水进行稀释，所述过滤装置用于对所述脱硫废水进行过滤，所述检测计算装置用于检测所述脱硫废水中的Cl-浓度并转换为电信号传输至与所述检测计算装置连接的DCS系统，还用于根据所述DCS系统中的Cl-浓度计算出本次脱硫废水排放量，并转换为电信号传输至所述DCS系统，所述DCS系统用于根据所述本次脱硫废水排放量进行脱硫废水的智能排放控制。

优选的，在上述脱硫废水Cl-在线检测及智能排放控制系统中，还包括安装于吸收塔入口烟道的烟气分析仪，用于检测吸收塔入口烟气氯化氢浓度然后转换为吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号并将所述吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号传输至与所述烟气分析仪连接的所述DCS系统，所述检测计算装置用于从所述DCS系统中调取所述吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号并结合采集的脱硫废水氯离子浓度电信号、吸收塔入口烟气量电信号和吸收塔运行液位电信号计算脱硫废水下一次检测时间，进行脱硫废水的智能排放控制。

优选的，在上述脱硫废水Cl-在线检测及智能排放控制系统中，所述脱硫废水预沉装置包括与所述脱硫废水取样口连接的入口控制门以及与所述入口控制门连接的脱硫废水预沉槽，所述脱硫废水预沉槽通过出口电动门连接至所述稀释装置，所述脱硫废水预沉槽的底部还具有排污电动门，上部还具有液位计。

优选的，在上述脱硫废水Cl-在线检测及智能排放控制系统中，所述稀释装置包括与所述出口电动门连接的稀释槽，所述稀释槽的上部具有稀释水电动门，所述稀释水电动门通过流量计连接至稀释水手动门，所述稀释槽的下部具有稀释槽排污电动门。

优选的，在上述脱硫废水Cl-在线检测及智能排放控制系统中，所述过滤装置为自清洗石英砂过滤器、机械过滤器或膜式过滤器。

优选的，在上述脱硫废水Cl-在线检测及智能排放控制系统中，所述检测计算装置包括与所述过滤装置连接的测试水槽以及与所述测试水槽中的水连通的水质分析仪，所述测试水槽的下部具有测试水槽排污电动门。

优选的，在上述脱硫废水Cl-在线检测及智能排放控制系统中，所述入口控制门包括与所述脱硫废水取样口连接的入口手动门以及与所述入口手动门的另一端连接的入口电动门。

优选的，在上述脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统中，所述脱硫废水取样口包括石膏旋流器溢流口、废水旋流器溢流、脱硫塔排污管道或脱硫塔溢流管道。

通过上述描述可知，本发明提供的上述脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，由于包括连接至脱硫废水取样口的脱硫废水预沉装置，以及与所述脱硫废水预沉装置依次连接的稀释装置、过滤装置和检测计算装置，所述脱硫废水预沉装置用于对脱硫废水中的固体去除，所述稀释装置用于对所述脱硫废水进行稀释，所述过滤装置用于对所述脱硫废水进行过滤，所述检测计算装置用于检测所述脱硫废水中的Cl^-浓度并转换为电信号传输至与所述检测计算装置连接的DCS系统，还用于根据所述DCS系统中的Cl^-浓度计算出本次脱硫废水排放量，并转换为电信号传输至所述DCS系统，所述DCS系统用于根据所述本次脱硫废水排放量进行脱硫废水的智能排放控制，因此能够使电厂运行人员实时监控脱硫废水中的Cl^-浓度，帮助电厂运行人员计算最优的脱硫废水排放量，使脱硫废水中的Cl^-浓度维持在最优范围内，减少电厂巡检人员和化验人员的工作量，提高机组运行的经济性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的实施例的示意图；

图2为脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的一个具体实施例的示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，能够使电厂运行人员实时监控脱硫废水中的Cl^-浓度，帮助电厂运行人员计算最优的脱硫废水排放量，使脱硫废水中的Cl^-浓度维持在最优范围内，减少电厂巡检人员和化验人员的工作量，提高机组运行的经济性和安全性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的实施例如图1所示，图1为本发明提供的一种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的实施例的示意图，该系统包括连接至脱硫废水取样口的脱硫废水预沉装置101，以及与脱硫废水预沉装置101依次连接的稀释装置102、过滤装置103和检测计算装置104，脱硫废水预沉装置101用于对脱硫废水中的固体去除，稀释装置102用于对脱硫废水进行稀释，过滤装置103用于对脱硫废水进行过滤，检测计算装置104用于检测脱硫废水中的Cl^-浓度，并转换为电信号传输至与检测计算装置连接的DCS系统，还用于根据DCS系统中的Cl^-浓度计算出本次脱硫废水排放量，并转换为电信号传输至DCS系统，DCS系统用于根据本次脱硫废水排放量进行脱硫废水的智能排放控制。

需要说明的是，上述脱硫废水包括但不限于吸收塔内脱硫浆液、吸收塔溢流浆液、吸收塔排污浆液、吸收塔内脱硫废水、石膏旋流器溢流废水、石膏旋流器底流废水、废水旋流器溢流废水和废水旋流器底流废水等等。可利用以下公式计算脱硫废水的排放量:

V_n——第n次脱硫废水氯离子浓度检测时，脱硫废水计算排出量，单位：m³；

h_n——第n次检测时吸收塔运行液位，单位：m；

c_n——第n次时脱硫废水氯离子浓度，mg/L；

c_min——脱硫废水氯离子浓度控制范围下限值，单位：mg/L；

c_m——工艺水氯离子浓度，单位：mg/L；

其中，当c_n<c_min时，V_n数值取0。

此种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统投入运行后，可实现精准、在线检测脱硫废水的Cl^-浓度，智能化的计算脱硫废水排放量，使脱硫废水Cl^-浓度维持在最优范围内，减少巡检人员和化验人员的工作量，提高机组的安全性和经济性。

通过上述描述可知，本发明提供的上述脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，由于包括连接至脱硫废水取样口的脱硫废水预沉装置，以及与脱硫废水预沉装置依次连接的稀释装置、过滤装置和检测计算装置，脱硫废水预沉装置用于对脱硫废水中的固体去除，稀释装置用于对脱硫废水进行稀释，过滤装置用于对脱硫废水进行过滤，检测计算装置用于检测脱硫废水中的Cl^-浓度并转换为电信号传输至与检测计算装置连接的DCS系统，还用于根据DCS系统中的Cl^-浓度计算出本次脱硫废水排放量，并转换为电信号传输至DCS系统，DCS系统用于根据本次脱硫废水排放量进行脱硫废水的智能排放控制，因此能够使电厂运行人员实时监控脱硫废水中的Cl^-浓度，帮助电厂运行人员计算最优的脱硫废水排放量，使脱硫废水中的Cl^-浓度维持在最优范围内，减少电厂巡检人员和化验人员的工作量，提高机组运行的经济性和安全性。

参考图2，图2为脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的一个具体实施例的示意图，在上述脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的一个具体实施例中，还可以包括安装于吸收塔入口烟道17的烟气分析仪18，用于检测吸收塔入口烟气氯化氢浓度然后转换为吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号并将吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号传输至与烟气分析仪18连接的DCS系统，上述检测计算装置用于从DCS系统中调取吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号并结合采集的脱硫废水氯离子浓度电信号、吸收塔入口烟气量电信号和吸收塔运行液位电信号计算脱硫废水下一次检测时间，进行脱硫废水的智能排放控制，也就是说，这种检测时间间隔是随着机组实时运行情况波动变化的，更加智能化。

具体的，上述脱硫废水的下一次检测时间的计算方式可以如下：

t_n+1——第n+1次脱硫废水氯离子浓度检测时间，单位：xx小时xx分钟；

t_n——第n次脱硫废水氯离子浓度检测时间，单位：xx小时xx分钟；

r——吸收塔半径，单位：m；

h_n——第n次检测时吸收塔运行液位，单位：m；

c_max——脱硫废水氯离子浓度控制范围上限值，单位：mg/L；

c_min——脱硫废水氯离子浓度控制范围下限值，单位：mg/L；

N_n——第n次检测吸收塔入口烟气量，单位：m³/h；

p_n——第n次检测时吸收塔入口烟气HCl浓度，单位：mg/m³；

V——吸收塔单位小时平均消耗工艺水量，单位：m³/h；

c_m——工艺水氯离子浓度，单位：mg/L。

在上述脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的另一个具体实施例中，继续参考图2，脱硫废水预沉装置101可以包括与脱硫废水取样口1连接的入口控制门以及与入口控制门连接的脱硫废水预沉槽5，作为优选，该入口控制门可以包括与脱硫废水取样口1连接的入口手动门2以及与入口手动门2的另一端连接的入口电动门3，如果电动门损坏或故障，人员可以第一时间赶到现场关闭手动门，保护仪器设备，从而提升安全性，脱硫废水预沉槽5可以通过出口电动门7连接至稀释装置11，脱硫废水预沉槽5的底部还具有排污电动门6，该排污电动门6可以与地沟相连，上部还具有液位计4。具体的，该脱硫废水预沉槽5的上面部分可以是圆柱体，内径优选为20cm，高度优选为120cm，下面部分是锥体，锥体高度优选为20cm，顶部有圆形盖子，所有材料都优选为钢化玻璃，壁厚优选为5mm，当然还可以根据实际需要选择其他尺寸和材质，此处并不限制。

在上述脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的又一个具体实施例中，稀释装置可以包括与出口电动门7连接的稀释槽11，稀释槽11的上部具有稀释水电动门，稀释水电动门10通过流量计9连接至稀释水手动门8，稀释槽11的下部具有稀释槽排污电动门12，其也可以与地沟相连。具体的，该稀释槽上部可以是圆柱体，内径优选为100cm，高度优选为25cm，下部是圆锥体，高度优选20cm。顶部有盖子，所有材料都可以是钢化玻璃，壁厚优选为5mm。

本领域技术人员可以理解的是，上述过滤装置可以优选为自清洗石英砂过滤器、机械过滤器或膜式过滤器，该图2中的过滤装置的标号为13。

继续参考图2，在上述脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的一个优选实施例中，检测计算装置可以包括与过滤装置13连接的测试水槽14以及与测试水槽14中的水连通的水质分析仪16，测试水槽14的下部具有测试水槽排污电动门15。该水质分析仪可以为多功能自吸式水质分析仪，其功能在于检测脱硫废水中的Cl^-浓度数值，水质分析仪底部与地沟相连接。其中，测试水槽14可以是圆柱体，内径优选为5cm，高度优选为10cm，顶部可以有盖子，所有材料都可以是钢化玻璃，壁厚优选为5mm。

在上述脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统的各个实施例中，脱硫废水取样口可以包括石膏旋流器溢流口、废水旋流器溢流、脱硫塔排污管道或脱硫塔溢流管道。也就是说，可以从这些地方进行脱硫废水取样，这都是可以根据实际需要来选择的，此处并不限制，当然还可以选择其他地方来取样，此处不再赘述。

上述系统的一个具体实施步骤可以如下：

(1)吸收塔浆液由浆液排出泵排出后，经脱硫废水取样口1、脱硫废水预沉槽5的入口手动门2、脱硫废水预沉槽5的入口电动门3，进入脱硫废水预沉槽5，液位计4检测高位信号关闭脱硫废水预沉槽5的入口电动门3，静置20min后，打开脱硫废水预沉槽5的出口电动门7，液位计4检测脱硫废水预沉槽5的液位下降16cm时，关闭脱硫废水预沉槽5的出口电动门7，开启脱硫废水预沉槽5的排污电动门6，完成脱硫废水的预沉淀步骤；

(2)开启稀释水电动门10，当流量计9检测通过体积为95L时，关闭稀释水电动门10，静置5min，完成脱硫废水的稀释步骤；

(3)静置结束后，自清洗石英砂过滤器13吸取稀释槽11中的水样，过滤后排至测试水槽14中，自清洗石英砂过滤器13工作5min后关闭并开始自清洗，开启稀释槽排污电动门12，完成脱硫废水的过滤步骤；

(4)水质分析仪16吸取测试水槽14中的水样，将检测结果乘以20倍转化为电信号传入DCS系统即为本次检测脱硫废水的真实浓度，然后开启测试水槽排污电动门15，完成脱硫废水检测步骤；

(5)若第n次检测时间为2021年5月5日下午14时，第n次检测时吸收塔液位为8m，第n次检测时吸收塔入口烟气量为1200000m³/h(干基)，第n次检测时吸收塔入口烟气HCl浓度为95mg/m³，第n次检测脱硫废水氯离子浓度为22000mg/L，吸收塔半径为6.5m，脱硫废水氯离子浓度控制范围上限值为24000mg/L，脱硫废水氯离子浓度控制范围下限值为20000mg/L，吸收塔单位小时平均消耗工艺水量为75m³/h，工艺水氯离子浓度为560mg/L，经脱硫废水智能排放控制系统计算后反馈给运行人员，第n次检测时建议脱硫废水排放量为99m³，第n+1次脱硫废水检测时间为2021年5月6日上午17时13分；

(6)等待下一次检测时间，重复上述操作步骤。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，其特征在于，包括连接至脱硫废水取样口的脱硫废水预沉装置，以及与所述脱硫废水预沉装置依次连接的稀释装置、过滤装置和检测计算装置，所述脱硫废水预沉装置用于对脱硫废水中的固体去除，所述稀释装置用于对所述脱硫废水进行稀释，所述过滤装置用于对所述脱硫废水进行过滤，所述检测计算装置用于检测所述脱硫废水中的Cl^-浓度并转换为电信号传输至与所述检测计算装置连接的DCS系统，还用于根据所述DCS系统中的Cl^-浓度计算出本次脱硫废水排放量，并转换为电信号传输至所述DCS系统，所述DCS系统用于根据所述本次脱硫废水排放量进行脱硫废水的智能排放控制；

还包括安装于吸收塔入口烟道的烟气分析仪，用于检测吸收塔入口烟气氯化氢浓度然后转换为吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号并将所述吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号传输至与所述烟气分析仪连接的所述DCS系统，所述检测计算装置用于从所述DCS系统中调取所述吸收塔入口烟气氯化氢浓度电信号并结合采集的脱硫废水氯离子浓度电信号、吸收塔入口烟气量电信号和吸收塔运行液位电信号计算脱硫废水下一次检测时间，进行脱硫废水的智能排放控制；

所述脱硫废水的下一次检测时间的计算方式如下：

t_n+1——第n+1次脱硫废水氯离子浓度检测时间，单位：xx小时xx分钟；

t_n——第n次脱硫废水氯离子浓度检测时间，单位：xx小时xx分钟；

r——吸收塔半径，单位：m；

h_n——第n次检测时吸收塔运行液位，单位：m；

c_max——脱硫废水氯离子浓度控制范围上限值，单位：mg/L；

c_min——脱硫废水氯离子浓度控制范围下限值，单位：mg/L；

N_n——第n次检测吸收塔入口烟气量，单位：m³/h；

p_n——第n次检测时吸收塔入口烟气HCl浓度，单位：mg/m³；

V——吸收塔单位小时平均消耗工艺水量，单位：m³/h；

c_m——工艺水氯离子浓度，单位：mg/L。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，其特征在于，所述脱硫废水预沉装置包括与所述脱硫废水取样口连接的入口控制门以及与所述入口控制门连接的脱硫废水预沉槽，所述脱硫废水预沉槽通过出口电动门连接至所述稀释装置，所述脱硫废水预沉槽的底部还具有排污电动门，上部还具有液位计。

3.根据权利要求2所述的脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，其特征在于，所述稀释装置包括与所述出口电动门连接的稀释槽，所述稀释槽的上部具有稀释水电动门，所述稀释水电动门通过流量计连接至稀释水手动门，所述稀释槽的下部具有稀释槽排污电动门。

4.根据权利要求1所述的脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，其特征在于，所述过滤装置为自清洗石英砂过滤器、机械过滤器或膜式过滤器。

5.根据权利要求1所述的脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，其特征在于，所述检测计算装置包括与所述过滤装置连接的测试水槽以及与所述测试水槽中的水连通的水质分析仪，所述测试水槽的下部具有测试水槽排污电动门。

6.根据权利要求2所述的脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，其特征在于，所述入口控制门包括与所述脱硫废水取样口连接的入口手动门以及与所述入口手动门的另一端连接的入口电动门。

7.根据权利要求1-6任一项所述的脱硫废水Cl^-在线检测及智能排放控制系统，其特征在于，所述脱硫废水取样口包括石膏旋流器溢流口、废水旋流器溢流、脱硫塔排污管道或脱硫塔溢流管道。