一种智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统技术方案

本发明专利技术属于环境保护技术领域，公开了一种智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统，包括：二氧化硫检测模块、氮氧化物检测模块、无线操作模块、单片机控制模块、氧气含量控制模块、除尘模块、氧化模块、喷淋模块、残液回收模块。本发明专利技术通过无线操作模块可以实现远程控制烟气处理操作，隔离了有害气体对工作人员的侵害，保障工作人员更加安全的对烟气进行脱硫脱硝处理；同时通过氧气含量控制模块提高脱硫脱硝效率，综合脱硫效率达到96％以上，综合脱硝效率达到85％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统
本专利技术属于环境保护
，尤其涉及一种智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：烟气是气体和烟尘的混合物，是污染居民区大气的主要原因。烟气的成分很复杂，气体中包括水蒸汽、二氧化硫、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关，对人体产生危害的多是直径小于10um的飘尘，尤其以1-2.5um的飘尘危害性最大。然而，现有烟气处理中烟气具有危害气体，工作人员在现场控制处理烟气，容易威胁人员身体健康；同时现有脱硫脱硝效率低，效果差。综上所述，现有技术存在的问题是：现有烟气处理中烟气具有危害气体，工作人员在现场控制处理烟气，容易威胁人员身体健康；同时现有脱硫脱硝效率低，效果差。现有危害气体检测准确度低，不能为合理治理提供依据。现有的烟气分离器的设计或选型还主要依靠经验数据，主观性较强，所选用的分离器往往达不到最佳的氧气分离效果的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统。本专利技术是这样实现的，一种智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统，所述智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统包括：二氧化硫检测模块，与单片机控制模块连接，用于对烟气中的二氧化硫含量进行检测；二氧化硫检测模块的检测方法包括：利用改进小波包算法对采集的二氧化硫含量信号进行小波包分解与重构，得到二氧化硫含量的单子带重构信号；提取信号特征参数；即从重构的二氧化硫含量单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数八个表示信号特征的参数；组成特征向量，利用主成分分析方法，从上述参数中选择三到八个能明显表示二氧化硫含量信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有异常发生；所述小波包去噪和小波包分解与重构包括：信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：消去单子带多余频率成分；将延拓后的信号与分解低通滤波器h0卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解高通滤波器g0卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下次采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子采用下式LF-cut-IF算子采用下式在HF-cut-IF算子公和LF-cut-IF算子公式中，x(n)为在2j尺度上小波包的系数，Nj表示在2j尺度上数据的长度，k＝0，1，…，Nj-1；n＝0，1，…，Nj-1；单子带信号重构：将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g1和低通重建滤波器h1卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号；氮氧化物检测模块，与单片机控制模块连接，用于对烟气中的氮氧化物含量进行检测；氮氧化物检测模块的检测信号y(t)表示为：y(t)＝x(t)+n(t)；其中，x(t)为数字调制信号，n(t)为服从标准SαS分布的脉冲噪声，x(t)的解析形式表示为：其中，N为采样点数，an为发送的信息符号，在MASK信号中，an＝0，1，2，…，M-1，M为调制阶数，an＝ej2πε/M，ε＝0,1,2,…,M-1，g(t)表示矩形成型脉冲，Tb表示符号周期，fc表示载波频率，载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数；无线操作模块，与单片机控制模块连接，用于通过无线发射器连接单片机控制模块进行远程控制；单片机控制模块，与二氧化硫检测模块、氮氧化物检测模块、无线操作模块、氧气含量控制模块、除尘模块、氧化模块、喷淋模块、残液回收模块连接，用于控制调度各个模块正常工作；氧气含量控制模块，与单片机控制模块连接，用于控制烟气中的氧气含量；步骤一、建立烟气分离器几何模型，包括确定模型几何尺寸、选取模型坐标和对模型进行网格划分；步骤二、选取数值模拟方法，在模拟过程中，模拟介质为烟气和氧气，湍流模型选用Realizablek-ε模型，多相流模型采用混合物模型，在Fluent软件中选用绝对稳定的二阶迎风格式作为控制方程的离散格式，在数值模拟过程中选用SIMPLE方法；步骤三、对烟气分离器进行数值模拟，对氧气分离效率进行统计。进一步，建立烟气分离器几何模型的步骤有：模型坐标的选取；建模过程中选用的坐标系为笛卡尔坐标系，轴向为坐标轴x，径向为坐标轴y、z，原点位于分离器左端截面的中心处，坐标轴的选取；模型的网格划分；在Gambit中采用自适应网格，为了保证网格划分的精度和适应性，网格的密度设置为2.5mm×2.5mm，整个计算区域包括483612个网格单元，其中分液管部分包括5149个网格单元；氧气分离过程的控制方程如下：(1)流动控制方程氧气分离流动的控制方程包括连续性方程和动量方程，对于湍流的不可压缩流体，其时均方程的张量形式如下：连续性方程：动量方程：式中Su、Sv、Sw——广义源项，Su＝Fx+sx、Sv＝Fy+sy、Sw＝Fz+sz；Fx、Fy、Fz——质量力；sx、sy、sz如下所示：式中μ——动力粘度(Pa·s)；λ——第二相动力粘度，通常取值为-2/3(Pa·s)；对于不可压缩流体，若其粘度为常数，sx＝sy＝sz＝0，动量方程化简为：(2)混合物模型基本控制方程烟气分离器内流体为烟气和氧气混合物的两相流，在模拟计算时采用Realizablek-ε混合湍流模型，其控制方程包括：混合物模型的连续性方程：式中——混合物的质量变化率；ρm——混合密度；——质量平均速度；αk——第k相的体积分数；混合物模型的动量方程：式中n——相数；——体积力；μm——混合物粘性；——第二相k的漂移速度；相对速度的形式：式中——第二相粒子的加速度；τqp——粒子的弛豫时间：τqp的形式如下：式中dp——第二相颗粒(或液滴或气泡)的直径；fdrag——曳力系数，其表达式如下：加速度的形式为：由第二相p的连续性方程得到第二相p的体积分数方程如下：进一步，所述智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统还包括：除尘模块，与单片机控制模块连接，用于对烟气进行除尘操作；氧化模块，与单片机控制模块连接，用于对除尘后的烟气流经混合器，向混合器内喷入过氧化氢溶液进行烟气预氧化，雾化后的过氧化氢溶液在混合器内与烟气充分混合，过氧化氢溶液将烟气中的部分SO2和NO分别氧化为易溶于水的SO3和NO2；喷淋模块，与单片机控制模块连接，用于对预氧化后的烟气进入氧化喷淋吸收塔，在喷淋吸收塔内用乙二胺合钴与碱性浆液混合液作为吸收液与烟气逆行进行脱硫脱硝处理；残液回收模块，与单片机控制模块连接，用于对烟气处理后的残液进行回收。进一步，氧气含量控制模块控制方法如下：在烟气进入脱硫塔端之前的烟道内温度为130～145℃的烟气段设置氧气调节装置，控制烟气中氧气含量在10～15vt％之间。进一步，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统，其特征在于，所述智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统包括：二氧化硫检测模块，与单片机控制模块连接，用于对烟气中的二氧化硫含量进行检测；二氧化硫检测模块的检测方法包括：利用改进小波包算法对采集的二氧化硫含量信号进行小波包分解与重构，得到二氧化硫含量的单子带重构信号；提取信号特征参数；即从重构的二氧化硫含量单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数八个表示信号特征的参数；组成特征向量，利用主成分分析方法，从上述参数中选择三到八个能明显表示二氧化硫含量信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有异常发生；所述小波包去噪和小波包分解与重构包括：信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：

【技术特征摘要】
1.一种智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统，其特征在于，所述智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统包括：二氧化硫检测模块，与单片机控制模块连接，用于对烟气中的二氧化硫含量进行检测；二氧化硫检测模块的检测方法包括：利用改进小波包算法对采集的二氧化硫含量信号进行小波包分解与重构，得到二氧化硫含量的单子带重构信号；提取信号特征参数；即从重构的二氧化硫含量单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数八个表示信号特征的参数；组成特征向量，利用主成分分析方法，从上述参数中选择三到八个能明显表示二氧化硫含量信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有异常发生；所述小波包去噪和小波包分解与重构包括：信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：消去单子带多余频率成分；将延拓后的信号与分解低通滤波器h0卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解高通滤波器g0卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下次采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子采用下式LF-cut-IF算子采用下式在HF-cut-IF算子公和LF-cut-IF算子公式中，x(n)为在2j尺度上小波包的系数，Nj表示在2j尺度上数据的长度，k＝0，1，…，Nj-1；n＝0，1，…，Nj-1；单子带信号重构：将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g1和低通重建滤波器h1卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号；氮氧化物检测模块，与单片机控制模块连接，用于对烟气中的氮氧化物含量进行检测；氮氧化物检测模块的检测信号y(t)表示为：y(t)＝x(t)+n(t)；其中，x(t)为数字调制信号，n(t)为服从标准SαS分布的脉冲噪声，x(t)的解析形式表示为：其中，N为采样点数，an为发送的信息符号，在MASK信号中，an＝0，1，2，…，M-1，M为调制阶数，an＝ej2πε/M，ε＝0,1,2,…,M-1，g(t)表示矩形成型脉冲，Tb表示符号周期，fc表示载波频率，载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数；无线操作模块，与单片机控制模块连接，用于通过无线发射器连接单片机控制模块进行远程控制；单片机控制模块，与二氧化硫检测模块、氮氧化物检测模块、无线操作模块、氧气含量控制模块、除尘模块、氧化模块、喷淋模块、残液回收模块连接，用于控制调度各个模块正常工作；氧气含量控制模块，与单片机控制模块连接，用于控制烟气中的氧气含量；步骤一、建立烟气分离器几何模型，包括确定模型几何尺寸、选取模型坐标和对模型进行网格划分；步骤二、选取数值模拟方法，在模拟过程中，模拟介质为烟气和氧气，湍流模型选用Realizablek-ε模型，多相流模型采用混合物模型，在Fluent软件中选用绝对稳定的二阶迎风格式作为控制方程的离散格式，在数值模拟过程中选用SIMPLE方法；步骤三、对烟气分离器进行数值模拟，对氧气分离效率进行统计。2.如权利要求1所述智能烟气处理中脱硫脱硝效果的控制系统，其特征在于，建立烟气分离器几何模型的步骤有：模型坐标的选取；建模过程中选用的坐标系为笛卡尔坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小平，刘松清，何文毅，李震，
申请(专利权)人：江西永源节能环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36