尿素水解产品气实时组分预测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种尿素水解产品气实时组分预测系统，与燃煤电站尿素催化水解系统连接，包括，温度传感模块、压力传感模块、浓度传感模块、核心计算模块和产品组分输出模块；本发明专利技术可以实现尿素水解产品气实时组分预测。发明专利技术可以实现尿素水解产品气实时组分预测。发明专利技术可以实现尿素水解产品气实时组分预测。

【技术实现步骤摘要】
尿素水解产品气实时组分预测系统


[0001]本专利技术涉及尿素水解产品气实时组分预测领域，尤其是涉及一种尿素水解产品气实时组分预测系统。

技术介绍

[0002]选择性催化还原脱硝技术是当前国内外燃煤锅炉主流的烟气脱硝技术，其反应机理为还原剂氨(NH3)与烟气中的NOx在合适烟温区间及催化剂的作用下发生氧化还原反应，进而生成无公害的氮气和水。SCR脱硝还原剂NH3的制备方法可大致分为液氨法和尿素分解法，液氨法系统成熟，但根据险化学品重大危险源辨识标准GB18218
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2009的有关要求，对于超过10吨的液氨储罐已属于重大危险源，存在较大的安全风险；尿素分解法制氨工艺包括热解和水解两种，其中尿素水解法在运行中采用低品质蒸汽作为加热源，在前期设备投资及运行维护等方法均优于尿素热解技术，具备更强的市场竞争力，已经在燃煤电站中得到了较为广泛的应用。
[0003]尿素水解系统组成复杂，水解过程易受尿素溶液浓度、反应器温度/压力等多种因素的影响。尿素水解反应器在实际运行中，水解工艺一般采用了定压或者滑压的运行方式，其温度、压力等参数会发生变化，而尿素水解率受温度等参数的变化非常敏感，故导致此时水解反应器的产品气组分变化较大。水解反应器顶部出口旁路抽取产品气进入气相色谱仪的方式能够实现对产品气组分的分析测量，但此测量手段不适用于现场较为恶劣的测量条件，亦不适合在线连续测量，目前尿素水解系统缺少产品气组分的实时在线监测系统，不利于后续氨的精准喷射。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种尿素水解产品气实时组分预测系统，旨在解决尿素水解产品气实时组分预测。
[0005]本专利技术提供一种尿素水解产品气实时组分预测系统，包括：
[0006]与燃煤电站尿素催化水解系统连接，包括，
[0007]温度传感模块、压力传感模块、浓度传感模块、核心计算模块和产品组分输出模块；
[0008]温度传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接反应器的实时温度信号；
[0009]压力传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接反应器的实时压力信号；
[0010]浓度传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接实时尿素供给量和稀释水量信号；
[0011]核心计算模块，与产品组分输出模块连接，用于预置反应器温度、压力及尿素溶液浓度与水解反应产品气组分之间的关系图集，建立预置反应器温度、压力及尿素溶液浓度
与反应气产品之间的函数关系；
[0012]产品组分输出模块，用于根据实时温度信号、实时压力信号和实时尿素供给量和稀释水量信号查找关系图集和函数关系得到尿素催化水解系统实时运行过程中产品气组分。
[0013]采用本专利技术实施例，可以实现尿素水解产品气实时组分预测。
[0014]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术实施例的尿素水解产品气实时组分预测系统的示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例的尿素水解产品气实时组分预测系统的反应器温度
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水解反应产品气产量关系示意图；
[0018]图3是本专利技术实施例的尿素水解产品气实时组分预测系统的尿素溶液浓度
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水解反应产品气产量示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]方法实施例
[0021]根据本专利技术实施例，提供了一种尿素水解产品气实时组分预测系统，图1是本专利技术实施例的尿素水解产品气实时组分预测系统的示意图，如图1所示，具体包括：
[0022]与燃煤电站尿素催化水解系统连接，包括，
[0023]温度传感模块、压力传感模块、浓度传感模块、核心计算模块和产品组分输出模块；
[0024]温度传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接反应器的实时温度信号；
[0025]压力传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接反应器的实时压力信号；
[0026]浓度传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接实时尿素供给量和稀释水量信号；
[0027]核心计算模块，与产品组分输出模块连接，用于预置反应器温度、压力及尿素溶液浓度与水解反应产品气组分之间的关系图集，建立预置反应器温度、压力及尿素溶液浓度
与反应气产品之间的函数关系；
[0028]产品组分输出模块，用于根据实时温度信号、实时压力信号和实时尿素供给量和稀释水量信号查找关系图集和函数关系得到尿素催化水解系统实时运行过程中产品气组分。
[0029]温度模块的温度范围为150～200℃。
[0030]压力传感器模块压力范围在0.5～1Mpa。
[0031]浓度传感器模块压力范围在20％～80％。
[0032]核心计算模块具体用于：预置反应器温度、压力及尿素溶液浓度与水解反应产品气之间的图集，反应器温度
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水解反应产品气产量函数关系通过指数函数拟合，反应器压力
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水解反应产品气产量的相关性通过恒定压力条件下温度与产品气产量间的函数关系反映，尿素溶液浓度
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水解反应产品气产量函数关系通过一次函数多项式拟合。
[0033]尿素水解产品气实时组分预测系统与燃煤电站尿素催化水解系统通过Modbus 485通讯协议连接。
[0034]本实施例的对象为某660MW燃煤机组SCR系统，该机组已完成液氨改尿素工程，采用安全性、经济型、适用性更高的尿素催化水解制氨技术方案，使用了和利时PLC及DCS系统；改造完成后新增的主要设备有尿素溶解罐、尿素溶液储罐以及尿素水解反应器等，尿素水解反应器出口的产品气直接通入下游的SCR反应器，中间未布置任何的产品气组分测量装置，直接导致尿素水解系统供氨的品质(只有产品气总的流量参数，无有意义NH3的实时组分参数)具有很大的不确定性。
[0035]本实施例中的一种尿素水解产品气实时组分预测系统，安装于外挂的dell服务器中，其中的传感模块与尿素水解系统PLC之间的数据传输基于Modbus 485通讯协议实现，反应器温度、反应器压力、尿素供给量、稀释水量信号依次接入温度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尿素水解产品气实时组分预测系统，其特征在于，与燃煤电站尿素催化水解系统连接，包括，温度传感模块、压力传感模块、浓度传感模块、核心计算模块和产品组分输出模块；温度传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接反应器的实时温度信号；压力传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接反应器的实时压力信号；浓度传感模块，与核心计算模块连接，用于获取尿素水解外接实时尿素供给量和稀释水量信号；核心计算模块，与产品组分输出模块连接，用于预置反应器温度、压力及尿素溶液浓度与水解反应产品气组分之间的关系图集，建立预置反应器温度、压力及尿素溶液浓度与反应气产品之间的函数关系；产品组分输出模块，用于根据实时温度信号、实时压力信号和实时尿素供给量和稀释水量信号查找关系图集和函数关系得到尿素催化水解系统实时运行过程中产品气组分。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晔，包文运，沈德魁，李光雷，张裕，刘国富，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：