焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型、测量方法及系统

技术领域

本发明属于烟气处理系统技术领域，具体涉及一种焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型、测量方法及系统。

背景技术

随着社会经济的快速发展，我国城镇化进程不断加快，生活垃圾的产量急速增加，许多城市正面临着垃圾围城的困扰。在多种处理方式中，垃圾焚烧发电具有资源化、减量化、无害化等特点，垃圾焚烧发电是目前国内公认的最为妥当的垃圾处理方式。

现有的激光吸收光谱技术(TDLAS)可以实现对烟气处理系统进口氯化氢气体浓度的测量，但常规设备波长扫描范围仅覆盖氯化氢的吸收谱线，其测量值准确度受到烟气中含水量的影响。另外，烟气中含水量波动频繁，导致氯化氢浓度测量值不够稳定。并且，原烟气中氯化氢浓度是烟气自动控制系统的重要输入参数，其浓度值的偏差和不稳定性将降低自动控制系统的运行效率，造成烟气处理成本的上升，也会增加有害烟气过量排放损坏生态环境的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型、测量方法及系统，以提升激光吸收光谱技术测量焚烧烟气中氯化氢浓度的准确性。

本发明第一方面提供了焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型，包括：

其中

为标定补偿系数，/>

进一步的，所述标定补偿系数的计算方法为：

其中

其中，

本发明第二方面提供了一种焚烧烟气中氯化氢浓度测量方法，包括：同时测量烟气中氯化氢浓度和水蒸气浓度；通过如上所述的焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型获得补偿后的真实氯化氢浓度。

进一步的，所述同时测量烟气中氯化氢浓度和水蒸气浓度的方法包括：通过激光气体分析仪对烟气处理系统的省煤器出口至半干式吸收塔入口之间的烟气进行测量；以及所述激光气体分析仪的吸收谱线同时覆盖氯化氢目标谱线和水蒸气吸收线。

本发明第三方面提供了一种焚烧烟气中氯化氢浓度测量系统，其特征在于，包括：激光气体分析仪，对烟气处理系统的省煤器出口至半干式吸收塔入口之间的烟气进行测量，以同时获取烟气中氯化氢浓度和水蒸气浓度；处理模块，用于接收激光气体分析仪获取的氯化氢浓度和水蒸气浓度，通过如上所述的焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型计算补偿后的真实氯化氢浓度。

本发明第四方面一种焚烧烟气中氯化氢浓度测量用标定补偿系数的采集方法，包括：

设置氯化氢激光气体分析仪的温度和电流值，使激光器波长扫描范围同时覆盖氯化氢和水蒸气目标吸收谱线；

向加热气池内通入浓度为

利用配气仪生成浓度为

调整水蒸气标气浓度，记录通入浓度

计算标定补偿系数

本发明第五方面一种焚烧烟气中氯化氢浓度测量用标定补偿系数的采集系统，包括：

氯化氢激光器分析仪、加热气池和处理模块；

所述氯化氢激光气体分析仪包括：第二发射单元和第二接收单元；其中

所述第二发射单元设置在加热气池的一端，所述第二接收单元放置在加热气池的另一端；

所述加热气池的两端安装有窗口片，使激光束能够透射通过加热气池；

所述加热气池上设置有入口和出口，氯化氢和水蒸气的标准气体通过入口进入加热气池，通过出口排出，使被测气体均匀稳定的通过气池内部；

所述的第二接收单元用于采集加热气池内氯化氢和水蒸气的浓度值，并输送给处理模块；

所述处理模块用于计算标定补偿系数。

本发明的有益效果是，本发明的焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型、测量方法及系统通过在原位对氯化氢和水蒸气两种气体的同时测量，建立模型对氯化氢测量值进行动态修正和补偿，实现了对原烟气中氯化氢浓度的精准测量和稳定测量。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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。

图1为本发明的焚烧烟气中氯化氢浓度测量方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

如图1所示，示出了一种焚烧烟气中氯化氢浓度测量方法，其包括：同时测量烟气中氯化氢浓度和水蒸气浓度；通过焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型获得补偿后的真实氯化氢浓度。

在本实施例中，通过在原位对氯化氢和水蒸气两种气体的同时测量，建立模型对氯化氢测量值进行动态修正和补偿，实现了对原烟气中氯化氢浓度的精准测量和稳定测量。

具体的，所述焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型包括：

其中

为标定补偿系数，/>

进一步的，所述标定补偿系数的计算方法为：

其中

其中，

具体的，所述同时测量烟气中氯化氢浓度和水蒸气浓度的方法包括：通过激光气体分析仪对烟气处理系统的省煤器出口至半干式吸收塔入口之间的烟气进行测量；以及所述激光气体分析仪的吸收谱线同时覆盖氯化氢目标谱线和水蒸气吸收线。

在一种应用场景中，烟气处理系统的省煤器出口至半干式吸收塔入口烟气中含有氯化氢气体，浓度波动范围0～1000mg/m

在一实施例中，焚烧烟气中氯化氢浓度测量系统包括：激光气体分析仪，对烟气处理系统的省煤器出口至半干式吸收塔入口之间的烟气进行测量，以同时获取烟气中氯化氢浓度和水蒸气浓度；处理模块，用于接收激光气体分析仪获取的氯化氢浓度和水蒸气浓度，通过如上所述的焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型计算补偿后的真实氯化氢浓度。

具体的，所述激光气体分析仪包括：第一发射单元和第一接收单元；其中所述第一发射单元包括激光器、驱动电路和准直光学器件；所述驱动电路的输出端与激光器连接，用于调制激光器的输入电流和温度控制电流，使其发射出特定波长的激光，输入电流实现对激光器波长的粗调，温度控制实现对激光器输出波长的微调；所述驱动电路输出调制电流加载到激光器上，实现激光波长在中心位置两侧进行特定幅度的扫描，波长范围同时覆盖氯化氢目标谱线和水蒸气吸收线；所述的激光器发出的原始发散光束，经准直光学器件后形成平行的直准光束，当出射激光光束通过被测烟气，经待测气体吸收后，光强发生衰减，入射激光携带被测气体的光谱信号进入第一接收单元；以及所述第一接收单元包括光电探测器、信号放大电路、数据采集模块、浓度计算模块和外部接口电路；所述光电探测器接收携带被测气体的光谱信号的光束后，将光信号转换成电信号模拟量，该模拟量经过信号放大电路放大后，通过数据采集模块转换成数字量，输送至浓度计算模块；所述浓度计算模块用于计算出氯化氢和水蒸气的浓度值，计算结果通过外部接口电路输出至处理模块。

需要说明的是，测量时，可以根据原烟气中的工况参数，选择氯化氢气体吸收谱线以实现对气体光谱线号的探测，所述的吸收谱线满足：(a)吸收谱线的吸收强度满足应用对氯化氢气体检测精度的要求±1％FS；(b)在激光器气体分析仪的电流-波长扫描范围内，同时覆盖氯化氢目标谱线和水蒸气吸收线，满足激光气体分析仪同时测量水蒸气浓度的需求。

可选的，处理模块可以是PC机，用于接收激光气体分析仪输出的氯化氢和水蒸气的浓度值，根据焚烧烟气中氯化氢浓度补偿模型得出补偿后的真实氯化氢浓度。

在一实施例中，本申请还提供了一种焚烧烟气中氯化氢浓度测量用标定补偿系数的采集系统，包括：氯化氢激光器分析仪、加热气池和处理模块；所述氯化氢激光气体分析仪包括：第二发射单元和第二接收单元；其中所述第二发射单元设置在加热气池的一端，所述第二接收单元放置在加热气池的另一端；所述加热气池的两端安装有窗口片，使激光束能够透射通过加热气池；所述加热气池上设置有入口和出口，氯化氢和水蒸气的标准气体通过入口进入加热气池，通过出口排出，使被测气体均匀稳定的通过气池内部；所述的第二接收单元用于采集加热气池内氯化氢和水蒸气的浓度值，并输送给处理模块；所述处理模块用于计算标定补偿系数。

需要说明的是，氯化氢激光器分析仪可以是采用市面上采购的；氯化氢激光器分析仪可以是和PC机相连，通过PC机设置氯化氢激光气体分析仪的温度和电流值，使激光器波长扫描范围同时覆盖氯化氢和水蒸气目标吸收谱线；在所述加热气池内配有加热单元，该加热单元对加热气池内部气体进行加热；第二接收单元可以通过网线与PC机连接，通过PC机的客户端显示光谱信号以及读取氯化氢和水蒸气的浓度值。

在一实施例中，本申请还提供了一种焚烧烟气中氯化氢浓度测量用标定补偿系数的采集方法，包括：

设置氯化氢激光气体分析仪的温度和电流值，使激光器波长扫描范围同时覆盖氯化氢和水蒸气目标吸收谱线；

向加热气池内通入浓度为

利用配气仪生成浓度为

调整水蒸气标气浓度，记录通入浓度

计算标定补偿系数

具体的，所述标定补偿系数

计算每一个水蒸气标气浓度对应的补偿系数

设

计算平均补偿系统，即标定补偿系数

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。