[发明专利]一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统

权利要求书

1.一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法，其特征在于，包括：

获取反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，并根据回归模型拟合反应趋势曲线，得到反应参数的预测标准值；所述进水为含钙镁离子的灰水和含碳酸钠的脱氨合成气洗涤水，灰水和脱氨合成气洗涤水在反应器内经化学反应后得到结晶产物，所述出水为除硬后的灰水；

以投加的晶种经吸附结晶产物后增大速度最快为目标，根据化学反应后反应器内的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，修订预测标准值，得到实际标准值；

所述电动电位反映结晶产物的颗粒体积，所述结晶污泥浓度反映结晶产物的浓度，所述结晶污泥液位反映结晶产物所产生的污泥层与晶种悬浮层的重合度；晶种吸附结晶产物后，晶种体积增大，且达到一定重量后沉降到反应器底部以排出；

根据当前时刻的反应参数和实际标准值得到离子浓度偏差，根据离子浓度偏差反馈调节灰水和脱氨合成气洗涤水的进水流量、晶种投加速度以及晶种吸附结晶产物后的排出速度。

2.如权利要求1所述的一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法，其特征在于，所述回归模型采用广义回归神经网络，基于反应器内反应历史数据对广义回归神经网络进行训练，训练数据为历史的进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，以及历史的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，经训练后的广义回归神经网络拟合出的反应趋势曲线满足目标值，由此得到反应参数的预测标准值和修订后的实际标准值。

3.一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制装置，其特征在于，包括：

预测模块，被配置为获取反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，并根据回归模型拟合反应趋势曲线，得到反应参数的预测标准值；所述进水为含钙镁离子的灰水和含碳酸钠的脱氨合成气洗涤水，灰水和脱氨合成气洗涤水在反应器内经化学反应后得到结晶产物，所述出水为除硬后的灰水；

修订模块，被配置为以投加的晶种经吸附结晶产物后增大速度最快为目标，根据化学反应后反应器内的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，修订预测标准值，得到实际标准值；所述电动电位反映结晶产物的颗粒体积，所述结晶污泥浓度反映结晶产物的浓度，所述结晶污泥液位反映结晶产物所产生的污泥层与晶种悬浮层的重合度；晶种吸附结晶产物后，晶种体积增大，且达到一定重量后沉降到反应器底部以排出；

调节模块，被配置为根据当前时刻的反应参数和实际标准值得到离子浓度偏差，根据离子浓度偏差反馈调节灰水和脱氨合成气洗涤水的进水流量、晶种投加速度以及晶种吸附结晶产物后的排出速度。

4.一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制系统，其特征在于，包括：反应器、晶种投加装置、流量调节执行机构以及权利要求3所述的多变量控制装置；所述多变量控制装置根据反应器内进水和出水的钙镁离子浓度、pH值和总碳浓度，以及化学反应后的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位，采用权利要求1-2任一项所述的多变量控制方法，控制调节流量调节执行机构的进水流量、晶种投加装置的晶种投加速度以及晶种吸附结晶产物后的排出速度。

5.如权利要求4所述的一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制系统，其特征在于，所述流量调节执行机构包括灰水的进水泵和脱氨合成气洗涤水的进水泵；灰水和脱氨合成气洗涤水经过各自的进水泵输入至反应器内并发生化学反应，得到结晶产物；通过晶种投加装置投加晶种，结晶产物包裹在晶种上，使晶种体积增大，且增大到一定重量后沉降到反应器底部以排出。

6.如权利要求5所述的一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制系统，其特征在于，排出量与晶种投加量匹配。

7.如权利要求4所述的一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制系统，其特征在于，通过设置的钙离子传感器、镁离子传感器、pH传感器、碳浓度检测传感器、碱度传感器、电位传感器、污泥浓度仪和污泥液位计，检测反应器进水和出水的钙镁离子浓度、pH值、总碳浓度，以及化学反应后的电动电位、结晶污泥浓度和结晶污泥液位。