[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

说明书

本发明公开一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统，涉及调节或控制系统技术领域，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，得到反应参数的预测标准值；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；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，以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。实现灰水循环水高硬度、高悬浮物条件下诱导造粒突破，解决煤化工杂质含量较高的灰水循环水诱导除硬度造粒技术应用的空白。

技术领域

本发明涉及调节或控制系统技术领域，特别是涉及一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统。

背景技术

杂质含量较高的煤化工领域的灰水循环水，不同于常规的电厂循环水除硬系统，电厂循环水的硬度来源于补加的自来水携带的钙镁离子，煤化工领域的灰水循环水硬度来源于不仅是补加的自来水携带的钙镁离子，更为重要是来源于煤气化过程中，气化煤炭中携带的钙镁离子，体量远远大于常规循环水系统的硬度。

现有的化学结晶循环造粒流化床软化技术主要应用于水质的软化，主要应用范围是电厂循环水，目前该工艺是固定在某一个参数状态下，设计反应器的体积，采用商品化学药剂碳酸钠和氢氧化钠、硫酸，按照固定的配比浓度进行添加，反应器中的循环泵、进水泵流量也是固定的选型，没有设置变量控制。

而在实际运行过程中，进水水质硬度往往是在一定范围内波动，因而该技术为了得到较高的去除效率，其加药量是设定值110%-120%，反应完毕后，为了保证没有充分反应的碳酸钠溶液进入到后续循环系统中造成管壁结垢，于是又增加一级硫酸中和的工序。

因而可以看出，现有的煤化工灰水除硬工艺设计是固定参数，固定参数的工艺设计是在浪费10%-20%商品化学药剂的基础上，以固定参数的工艺设计出的固定不变的运行模式，不能适应大波动的水质，不能根据水质参数的波动而自适应调节加药量以及自适应调节灰水进水量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法、装置及系统，通过多变量参数智能控制下的诱导除硬度造粒精确监控技术，实现灰水循环水高硬度、高悬浮物条件下诱导造粒突破，解决煤化工杂质含量较高的灰水循环水诱导除硬度造粒技术应用的空白。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种煤化工灰水造粒除硬的多变量控制方法，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；

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。

作为可选择的实施方式，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。

作为可选择的实施方式，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。