基于多参数的氨法烟气脱硫效率预测方法研究--《东北电力大学》2013年硕士论文
基于多参数的氨法烟气脱硫效率预测方法研究
【摘要】：伴随着国民经济的发展和生活水平的提高，能源的需求量日益增长，化石燃料燃烧所释放的so2对环境的影响也日趋严重。烟气脱硫就成为解决我国当下空气污染与经济发展之间矛盾的重要方法之一。因此，选择一套技术先进、牛.产适用、经济合理且效率高并利于经济循环发展和资源循环利用的烟气脱硫工艺至关重要。氨法烟气脱硫技术因其脱硫高效、兼顾脱氮和副产品为高价值硫酸铵化肥等优点，在化工领域得到广泛应用，也越来越受到能源与电力企业的青睐。
本课题针对氨法烟气脱硫技术工艺的研究问题，利用氨法脱硫系统中烟气量、氨浓度、液气比、喷淋浆液密度、吸收液浓度、进口烟气温度、耗氨量、循环泵流量、及喷淋液pH值、预洗涤塔pH值、浓缩槽pH值等主要运行参数为输入变量，脱硫效率为输出量，做如下工作：（1)分别建立了偏最小二乘回归模型(PLS),粒子群优化的BP神经网络模型(PSO-BP)、模拟退火优化的支持向量机模型（SA-SVM)以及遗传优化的最小二乘支持向量机预测模型(GALS-SVM)。（2)再分别选取国内某电厂的20组实际监测数据对上述模型进行校验，检测其预测精度。（3)对其中的GALS-SVM模型另选一组数据，连续改变其中某一个参数，进行多次预测，观察此参数与脱硫效率间的关系。重新选取训练样本，（4)用上述四种人工智能计算模型分别对脱硫效率进行预测，比较它们的预测精度。结果表明：（1)以上四种人工智能技术模型均能对氨法烟气脱硫效率进行较高精度的预测，且预测精度没有明显的差异。（2)GALS-SVM模型能够应用于氨法烟气脱硫技术工艺的研究。
综上所述，人工智能技术模型可以应用在氨法烟气脱硫技术工艺的研究上，为氨法烟气脱硫技术工艺研究和运行参数优化提供参考。
【关键词】：
【学位授予单位】：东北电力大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：X701.3【目录】：
摘要6-7Abstract7-12第1章 绪论12-19 1.1 课题研究背景及意义12-14
1.1.1 国内SO_2排放与控制现状12-13
1.1.2 烟气脱硫的意义13
1.1.3 氨法烟气脱硫效率预测的目的13-14 1.2 烟气脱硫技术的研究与发展14-16
1.2.1 脱硫技术概述14
1.2.2 氨法脱硫技术的发展14-15
1.2.3 氨法脱硫工艺的研究发展15-16 1.3 人工智能计算模型的发展与应用16-17
1.3.1 PLS的发展与应用16
1.3.2 PSO-BP的发展与应用16-17
1.3.3 SA-SVM的发展与应用17
1.3.4 GALS-SVM的发展与应用17 1.4 本文的主要内容17-18 1.5 本章小节18-19第2章 脱硫系统与人工智能计算模型19-30 2.1 氨法烟气脱硫系统19-22
2.1.1 氨法脱硫的基本原理19-20
2.1.2 氨法脱硫工艺流程20-21
2.1.3 氨法脱硫中影响效率的因素21-22 2.2 人工智能计算模型22-29
2.2.1 PLS的计算原理22-23
2.2.2 BP的计算原理23-24
2.2.3 SVM与LS-SVM的计算原理24-29 2.3 本章小结29-30第3章 基于PLS的效率预测30-35 3.1 样本描述30 3.2 PLS的建模过程30-32 3.3 效率预测及结果分析32-34
3.3.1 效率预测32-33
3.3.2 结果分析33-34 3.4 本章小结34-35第4章 基PSO-BP的效率预测35-43 4.1 样本描述35 4.2 PSO-BP的建模过程35-38
4.2.1 BP网络模型拓扑结构35-37
4.2.2 PSO对BP网络的优化过程37-38 4.3 效率预测与分析38-42
4.3.1 效率预测38-41
4.3.2 误差分析41-42 4.4 本章小结42-43第5章 基于SA-SVM的效率预测43-49 5.1 样本描述及归一化43-44 5.2 SA-SVM的建模过程44-46
5.2.1 SA算法寻优过程44-45
5.2.2 核函数的选择45-46 5.3 效率预测与分析46-48
5.3.1 效率预测46-47
5.3.2 误差分析47-48 5.4 本章小结48-49第6章 基于GALS-SVM的效率预测49-58 6.1 样本描述49-50 6.2 GALS-SVM的建模过程50-52
6.2.1 GA算法寻优过程50-51
6.2.2 核函数的选择51-52 6.3 效率预测与分析52-55
6.3.1 效率预测52-53
6.3.2 误差分析53-55 6.4 方法验证55-57
6.4.1 液气比与效率的关系55-56
6.4.2 吸收液浓度与效率的关系56
6.4.3 偏差分析56-57 6.5 本章小结57-58第7章 模型性能比较与优化58-64 7.1 样本选择58-59 7.2 效率预测59-60 7.3 预测结果优化60-62 7.4 结果检验62-63 7.5 本章小结63-64结论64-65参考文献65-71攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文71-72致谢72
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氨法脱硫的硫酸铵结晶影响因素探究
2012年第23期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘 要 通过对影响氨法脱硫的硫酸铵结晶影响因素的分析，制定出在生产过程中应该采取的措施。中国论文网 /8/view-3859037.htm　　关键词 氨法脱硫；硫酸铵；结晶　　中图分类号O6 文献标识码A 文章编号 （2-01　　氨法脱硫技术作为新兴的脱硫技术，逐步得到了广泛的应用。氨法脱硫的副产品是硫酸铵，作为含氮含硫的肥料，具有广阔的市场需求。这也是氨法脱硫技术得到推广应用的重要优势。如何将回收的硫酸铵溶液进行浓缩结晶是氨法脱硫技术的重要环节。　　1 概述　　东滩矿电厂以煤泥为燃料，是集发电、供热为一体的资源综合利用电厂。该电厂采用氨法脱硫技术，由脱硫和回收两部分组织。其中，回收系统由三效蒸发器、离心机、干燥机组成。35%的硫酸铵溶液首先进入三效蒸发器进行浓缩，当浓度达到40%左右，溶液中有晶体产生并且晶体足够大时，由离心机实现固体与液体的分离，从而实现硫酸铵的回收。在生产过程中，经常出现晶体生成不稳定、晶体大小不稳定。结合结晶原理和其工艺特点，影响其结晶的因素主要由以下几点。　　2 影响因素分析　　2.1杂质的对结晶的影响　　由于氨法脱硫采用≤10%废氨水，氨水中含有大量的未知的阴阳离子。氨水经过与烟气反应，与系统设备接触后，可能会带有铁、铝、铜、铅、砷、氯等离子。这些离子吸附在硫酸铵晶体的表面，遮盖了结晶表面的活性区域，使晶体生长缓慢。金属离子对硫酸铵晶体的生长有较大的影响，尤其是铁离子影响最大。硫酸铵溶液的杂质还可导致一定的时间内三效蒸发器内晶体体积大量积累，而离心机无法对细小的晶体颗粒进行分类，造成溶液的过饱和度升高。在运行过程中，主要表现在三效蒸发器内细小晶体大量堆积，液位不停地升高，晶体却无法分离。　　2.2 pH值对结晶的影响　　溶液PH值对结晶的影响主要表现在两个方面：一是对结晶形状的影响，二是破坏结晶的正常生长条件。在一定条件下，随着溶液pH值的升高，溶液的介稳区减小，硫酸铵晶形由多面体颗粒变成细长的六角棱柱形，甚至针形。同时，母液黏度增大，硫酸铵分子扩散阻力增加，阻碍晶体的正常生长。当pH值为5-6时，硫酸铵晶体可生长为较大的圆形晶体。当溶液的PH值突然降低时，溶液中的细小晶体出现消失的现象，破坏了晶体正常的生长条件。　　2.3蒸发温度和真空度对结晶的影响　　三效蒸发器采用强制逆循环蒸发器，当温度越高，真空度越大时，蒸发器的蒸发量越大，可使得溶液过饱和度增加，从而成核速率增加，同时，加快增长晶体，有利于较大颗粒的形成。溶液中过早的出现的大颗粒的晶体，一方面，容易造成管道、泵叶轮堵塞，另一方面，颗粒的碰撞，使二次成核量增大，晶体增长速率减慢，晶体颗粒减小，不利于较大颗粒晶体形成。较低的温度和真空度，蒸发量较少，溶液过饱和度增加的慢，生产效率低。　　3控制措施　　首先要控制氨水质量，防止氨水中含有大量的杂质影响硫酸铵溶液的回收。同时，做好系统内设备的内衬防腐。由于脱硫系统中的溶液有较强的腐蚀性，与管道设备接触后，可携带大量的金属离子。可采用衬塑管道或玻璃钢材质管道，避免溶液与金属材质接触。　　在原有的工艺设计中，没有对硫酸铵溶液pH值的检测，仅仅有对溶液浓度的检测。对合格的硫酸铵溶液增加pH值检测。必要时，通过调节浓缩周期，控制硫酸铵pH值。　　合理控制温度和真空度。在三效蒸发器运行时，真空度一般较为稳定，主要控制温度，避免温度过高或过低。理论上，硫酸铵最佳的结晶温度为70℃左右。通过调节蒸汽阀，将二效分离器的温度控制在70℃。由于溶液中含有的亚硫酸铵分解或跑料的影响，造成三效蒸发器真空度降低。可通过升高温度，还获得蒸发量，提高系统内溶液的过饱和度，但形成的晶体颗粒较小。　　4结论　　在实际生产过程中，影响硫酸铵结晶因素不是单一的，可能是一种或几种因素在共同影响。甚至，工艺或人为操作都会影响硫酸铵的结晶。　　参考文献　　[1]冯国，蒲日军.浅析氨法脱硫工艺[J].内蒙古科技与经济，2009（S1）.　　[2]孙海波，刘新亚.氨法在乌石化化肥厂燃煤锅炉脱硫装置上的应用[J].科技创新导报，2010（9）.　　[3]次会玲，李达志，盖丽芳.烟道气氨法脱硫及其在氮肥企业的应用[J].河北化工，2009（8）.　　[4]张莉莉.锅炉烟气氨法脱硫技术的应用[J].城市公用事业，2005（4）.　　[5]金晶.火电厂烟气脱硫工艺的选择[J].电力环境保护，2001（1）.　　[6]陈智广.太原第一热电厂11号300MW机组烟气脱硫工程介绍[J].科技情报开发与经济，2008（8）.　　[7]EEK R A，HOOGENBOEZEM A J，BOSGRA O H.Design issues related to the control of puters&Chemical Engineering，1996.　　[8]Rauls M，Bartosch K，Kind M，et al.The influence of impurities on crystallization kinetics： a case study on ammonium sulfate.Journal of Crystal Growth，2000.
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氨法脱硫，是控制SO2排放技术。它不但脱除烟气中大量的SO2，而且生产出高附加值的硫酸氨化肥产品。该除尘器系统利用一定浓度（此处以28%为例）的氨水作为脱硫剂，生成的硫酸氨浆液，输送到化肥厂处理系
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