刘阳 魏旭敏
杭州和利时自动化有限公司
摘要：随着科技的发展和社会的进步，工业自动化也在各个领域推动生产技术方面进行创新。与此同时，加强环保和节能减排也成为生产企业所追求的目标。工厂燃煤后排放的烟气占烟气污染的60%左右。排放的烟气中SO2是其主要成分,同时也是产生PM2.5的重要组成部分。因此推进烟气脱硫设备的安装和运行已成为我国一项严峻的任务。目前,国内对于烟气脱硫项目已经开始逐步受到重视 ,为了通过控制结果达到环保要求且兼顾经济效益,用自动控制结合数据处理设计性能优异、性价比高的烟气脱硫脱硝自动控制系统对工业生产的提高是具有非常重要意义的。
关键词：烟气脱硫；工业应用；节能环保
一、烟气脱硫简述与重要性分析
烟气脱硫即去除烟气中硫化合物的过程，主要指烟气中的SO，SO2，烟气中这些有害物质主要是燃煤发电、垃圾发电以及生物质发电和供热锅炉等生产过程中产生的。烟气中会包含多种有毒物质，直接向大气中排放，会影响破和坏周围环境，并且这类烟气也不符合大气排放标准。再者，还会由于烟气内含尘量较高，从而造成滚滚浓烟的现象，这样的烟气尽管会在排出烟囱后的一定范围内稀释消散，但有害物质仍会通过雨水等途径下降至地面，对于城市环境质量也会产生一定的影响。
二、烟气脱硫装置的工艺
（一）石灰石法脱硫
工作原理是：将粉状石灰石与水混合作为吸收剂，通过浆液泵进入吸收塔与塔内烟气充分混合接触，使浆液中的碳酸钙与烟气中的SO2以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出石膏。由于通过循环泵反复循环使吸收塔内吸收剂浆液与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。反应公式如下：
.png)
石膏法的优点是工艺成熟、适用于不同容量的机组，应用范围最广，脱硫剂利用充分，脱硫效率可达95%以上，对机组容量无限制。石膏法的脱硫剂来源丰富，价格较低，副产品石膏利用前景较好；不足之处是系统比较复杂，占地面积大，初投资及厂肜电较高，一般需进行废水处理。
（二）电子束法
工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子束照射和副产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气，经过除尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却。通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将一定的氨水、压缩空气和软水混合喷入，经过电子束照射后，SOx和NOx在自由基作用下生成中间生成物硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状微粒（硫酸氨(NH4）2SO4与硝酸氨NH4NO3的混合粉体）。这些粉状微粒沉淀到反应器底部，其余被副产品除尘器所分离和捕集，被送到副产品仓库储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。
三、PLC系统在脱硫脱硝控制中的应用
（一）燃煤电厂烟气脱硫处理
1、烟气脱硫机理
在实际生产当中，主要流程为锅炉/窑炉烟气—>除尘器—>引风机—>吸收塔—>烟囱。石灰石脱硝系统按照工艺一般分为如下几个系统：
.png)
2、具体应用
整个脱硫系统中设备较多，依靠PLC系统控制能够大大提升整个系统对需求响应的及时性，可以及时有效的对整个系统内的各个设备进行控制，已达到最有效果。例如使用和利时LK220系列PLC的DI（状态输入）和DO（继电器输出）点结合编写的程控程序，可以控制除雾器冲系统定期对吸收塔内的雾化喷淋层进行冲洗，有效增加吸收剂与烟气的接触面积，提高脱硫效率。
实现方法：
单体控制（单个设备的开/关控制）
.png)
程控控制
.png)
图中所实现功能为打开除雾器冲洗阀A1，等待冲洗，关闭冲洗阀A1，打开A2......依次打开每层的各个冲洗阀进行冲洗。在最后一个冲洗阀关闭后，除雾器冲洗程控结束，冲洗程序进入循环等待，等待时间可以由人工设定，除雾器冲洗程控程序会根据设定时间等待过后自动启动新一轮的冲洗步骤。在程控过程中如果出现某个冲洗阀故障，程控程序会跳过该故障阀门继续完成剩下冲洗阀的开关动作，直至冲洗程控结束，当故障阀门修复后会自动投入下一轮的程控冲洗过程中。
四、总结
工业生产对当今社会经济发起到了很大的推动作用，杭州和利时自动化有限公司针对工业生产烟气污染处理系统的分布式控制问题进行了研究分析，进而通过对PLC系统在脱硫脱硝控制中的应用的研究，具体借助LK和LE系列PLC的简便的部署和高效稳定的控制能力，最大限度发挥了整个烟气处理系统的能效，使得所排出的烟气符合节能环保排放标准，最终实现节能环保的目标，也减少对各类能源的消耗。
参考文献：
[1]王海东；翁洪康；周宁. 浅谈烟气脱硫脱硝技术的应用及重要性[J].城市建设理论研究,2015.
[2]马宜静.论火电厂脱硫对环境保护的重要意义[J].宁夏电力,2006,004(000):58-60.
[3]武旭阳. 1000MW燃煤锅炉烟气脱硝装置的仿真及运行特性分析[D].华北电力大学,2018.