一种链箅机-回转窑系统SNCR-SCR耦合脱硝系统的控制方法与流程

一种链箅机-回转窑系统sncr-scr耦合脱硝系统的控制方法
技术领域
1.本发明涉及链箅机-回转窑脱硝系统，具体涉及一种链箅机-回转窑系统sncr-scr耦合脱硝系统的控制方法，属于链箅机烟气处理技术领域。


背景技术：

2.国家产业结构调整指导目录(2019年本)明确提出鼓励类技术包括高炉高比例球团冶炼工艺技术，是由于球团生产过程能耗低、环境相对友好，且产品具有强度好、品位高、冶金性能好的优点，应用到高炉冶炼中可起到增产节焦、改善炼铁技术经济指标、降低生铁成本、提高经济效益的作用。2015年至2018年，我国球团矿产量由12800万吨增至15900万吨。我国球团生产以链箅机-回转窑工艺为主，其产量占球团总产量的60％以上。近年来，随着铁矿原料和燃料的日趋复杂，赤铁矿比例的提高(导致焙烧温度升高)、低品质燃料的规模利用、气基回转窑含氮焦炉煤气的应用等，使得不少企业球团生产过程nox排放浓度呈上升趋势；加之我国环保要求的日益严苛，2019年生态环境部发布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，明确要求球团焙烧烟气在基准含氧量18％条件下，nox小时均值排放浓度不高于 50mg/m3，如果氧含量高于18％，则nox浓度按折算到基准氧含量后的值进行考核。
3.虽然球团企业在环保方面做了大量的工作，除尘和脱硫得到了有效控制，能够满足排放要求，但是目前nox因脱除成本高、工艺复杂，给球团产业带来了新的挑战，部分企业因 nox超标不得不大量减产，甚至面临关停。从大多数的球团厂生产情况来看，nox一般排放浓度在100～300mg/m3，废气中的氧气含量17％-19％，如果能从源头和过程出发，减少nox 产生，从而能够满足排放要求，可以省去末端脱硝净化设备，对链箅机-回转窑球团生产意义重大，有利于进一步提高球团生产的生命力和竞争力。
4.现有脱除烟气中氮氧化物的方法主要有选择性催化还原技术(scr)和非选择性催化还原技术(sncr)。其中，scr脱硝技术的选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下， nh3优先和nox发生还原脱除反应，生成n2和h2o，而不和烟气中的氧进行氧化反应。对 sncr脱硝技术而言，环境温度起主导作用，一般认为温度范围为800℃～1100℃较为适宜。当温度过高时，nh3氧化生成no，会造成no的浓度升高，导致nox的脱除率降低；当温度过低时，nh3的反应速率下降，nox脱除率随之降低，同时nh3的逃逸量也会增加。在链箅机-回转窑生产过程中，通常预热二段(ph)的温度范围为850℃～1100℃，满足sncr脱硝技术的条件，但需要优化控制才能达到最佳的减排效果。
5.现有的链箅机-回转窑球团生产工艺中，链箅机分成鼓风干燥段(udd)、抽风干燥段 (ddd)、预热一段(tph)和预热二段(ph)，环冷机分成环冷一段(c1)、环冷二段(c2) 和环冷三段(c3)。其中，环冷一段(c1)的风直接进入回转窑(kiln)中焙烧球团矿，经预热二段(ph)加热预热球后鼓入到抽风干燥段(ddd)对生球进行抽风干燥，再经抽风干燥段(ddd)向外排放(排放之前经过烟气净化处理)；环冷二段(c2)的风进入预热一段(tph) 加热预热球后向外排放；环冷三段(c3)的风进入鼓风干燥段(udd)对生球进行鼓风干燥，从而实现链箅
机-回转窑-环冷机风流系统的闭路循环。
6.nox是形成光化学烟雾、酸雨、灰霾天气，加剧臭氧层破坏和促进温室效应的主要原因，对生态环境危害巨大。球团生产过程nox的产生主要源于燃料型和热力型两种形式，虽然可以通过降低球团矿产量，即减少煤气或煤粉喷入量，通过降低球团矿强度要求，即降低回转窑温度，通过采用较低nox的原料和燃料等措施来减少链箅机-回转窑球团生产过程nox的生成量，但是难以满足超低排放的环保要求。
7.为了满足链箅机-回转窑球团生产过程nox排放要求，响应国家的节能减排号召，必须从工艺流程本身出发，同时利用系统自身的特点，在不新增末端治理设备的前提下实现低nox 球团生产。因此，一种球团烟气超低nox排放的生产系统被提出。该系统在链箅机的预热二段设置sncr法脱nox的装置，降低球团烟气中nox的含量，同时在预热二段的底部风箱的出风口处增设scr系统，进一步降低烟气中nox的含量，从而实现球团烟气nox的超低排放，以此解决上述面临的技术难题，具有“节能、减排和超低nox生产”的特点。但是该系统控制机制有待优化。以降低sncr氨消耗量和scr催化剂使用寿命，进而降低脱硝成本。


技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本技术在一种球团烟气超低nox排放的生产系统的基础上，提出一种链箅机-回转窑系统sncr-scr耦合脱硝系统的控制方法，通过采用多指标试验的综合加权评分法，建立了源头、过程和末端控制耦合脱硝数学模型，综合考虑各技术(工艺参数、成本和技术经济指标等与最佳脱硝率)之间的匹配关系，形成一种球团耦合脱硝优化控制方法。采用此方法，可形成最佳的耦合超低nox排放技术，在降低sncr氨消耗量的前提下能够有效保证脱硝效率，同时还能延长scr脱硝催化剂寿命，明显降低系统脱硝运行成本和投资成本。
9.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下：
10.一种链箅机-回转窑系统sncr-scr耦合脱硝系统的控制方法，该方法包括如下步骤：
11.1)在链箅机-回转窑脱硝系统中，通过在预热二段和/或预热二段与回转窑之间的过渡段设置sncr脱硝系统。同时在预热二段出风口之后设置scr脱硝系统。建立sncr-scr耦合脱硝机制。
12.2)实时检测并采集sncr脱硝前的nox初始浓度、sncr喷氨的氨氮比、sncr喷氨的窗口温度、scr脱硝前的nox浓度、scr喷氨的氨氮比、scr催化剂床层数参数信息。
13.3)根据检测得到的参数信息建立了sncr-scr耦合脱硝数学模型。
14.4)根据sncr-scr耦合脱硝数学模型计算并调整控制sncr喷氨量最小且使得烟气中的nox含量满足排放条件。
15.作为优选，所述sncr-scr耦合脱硝数学模型如下：
16.y＝a
·
y
x
b
·
y
m
c
·
y
t
d
·
y
z
e
·
y
n
f
·
y
c
...式i。
17.式i中，y为sncr-scr耦合脱硝率。y
x
为基于sncr脱硝前的nox初始浓度的脱硝率。 y
m
为基于sncr喷氨的氨氮比的脱硝率。y
t
为基于sncr喷氨的窗口温度的脱硝率。y
z
为基于scr脱硝前的nox浓度的脱硝率。y
n
为基于scr喷氨的氨氮比的脱硝率。y
c
为基于scr 催化剂床层数的脱硝率。a为sncr脱硝前的nox初始浓度x的影响因子权重。b为sncr 喷氨的氨氮比
m的影响因子权重。c为sncr喷氨的窗口温度t的影响因子权重。d为scr 脱硝前的nox浓度z的影响因子权重。e为scr喷氨的氨氮比n的影响因子权重。f为scr 催化剂床层数c的影响因子权重。且a b c d e f＝1。
18.作为优选，a为0.02-0.4，优选为0.05-0.2。b为0.1-0.8，优选为0.2-0.5。c为0.05-0.5。优选为0.1-0.3。d为0.01-0.3，优选为0.02-0.2。e为0.05-0.4，优选为0.1-0.3。f为0.05-0.5，优选为0.1-0.4。
19.作为优选，所述基于sncr脱硝前的nox初始浓度的脱硝率y
x
为：
[0020][0021]
式ii中，x为sncr脱硝前的nox初始浓度，mg/m3。i为x的次方。0≤i≤n
x
。n
x
为x 的最高次方。a
xi
为x的第i次方的系数。
[0022]
作为优选，所述基于sncr喷氨的氨氮比的脱硝率y
m
为：
[0023][0024]
式iii中，m为sncr喷氨的氨氮比；β为m的次方。0≤β≤n
m
。n
m
为m的最高次方。 a
mβ
为m的第β次方的系数。
[0025]
作为优选，所述基于sncr喷氨的窗口温度的脱硝率y
t
为：
[0026][0027]
式ix中，t为sncr喷氨的窗口温度，℃。δ为t的次方。0≤δ≤n
t
。n
t
为t的最高次方。 a
tδ
为t的第δ次方的系数。
[0028]
作为优选，所述基于scr脱硝前的nox浓度的脱硝率y
z
为：
[0029][0030]
式v中，z为scr脱硝前的nox浓度，mg/m3。γ为z的次方。0≤γ≤n
z
。n
z
为z的最高次方。a
zγ
为z的第γ次方的系数。
[0031]
作为优选，所述基于scr喷氨的氨氮比的脱硝率y
n
为：
[0032][0033]
式vi中，n为scr喷氨的氨氮比。λ为n的次方。0≤λ≤n
n
。n
n
为n的最高次方。a
nλ
为n的第λ次方的系数。
[0034]
作为优选，所述基于scr催化剂床层数的脱硝率y
c
为：
[0035][0036]
式vii中，c为scr催化剂床层数。θ为c的次方。0≤θ≤n
c
。n
c
为c的最高次方。a
cθ
为c
脱硝前(预热二段和/或预热二段与回转窑之间的过渡段)的nox初始浓度(x)、sncr喷氨的氨氮比(m)以及sncr喷氨的窗口温度(t)对脱硝率的影响，然后经过数据分析和数据曲线拟合，确定sncr脱硝效率数学模型：
[0048]
首先，针对基于sncr脱硝前的nox初始浓度的脱硝率y
x
为：
[0049][0050]
式ii中，x为sncr脱硝前的nox初始浓度，mg/m3。i为x的次方。0≤i≤n
x
。n
x
为x 的最高次方。a
xi
为x的第i次方的系数。
[0051]
其次，针对基于sncr喷氨的氨氮比的脱硝率y
m
为：
[0052][0053]
式iii中，m为sncr喷氨的氨氮比。β为m的次方。0≤β≤n
m
。n
m
为m的最高次方。 a
mβ
为m的第β次方的系数。
[0054]
最后，针对基于sncr喷氨的窗口温度的脱硝率y
t
为：
[0055][0056]
式ix中，t为sncr喷氨的窗口温度，℃。δ为t的次方。0≤δ≤n
t
。n
t
为t的最高次方。 a
tδ
为t的第δ次方的系数。
[0057]
进一步地，结合权重分配得出sncr脱硝率公式如下：
[0058]
y
sncr
＝a1
·
y
x
b1
·
y
m
c1
·
y
t
...(1)。
[0059]
公式(1)进一步演化为：
[0060][0061]
公式(2)中，y
sncr
为sncr脱硝率；a1是仅考虑sncr脱硝时关键参数x的影响权重因子；b1是仅考虑sncr脱硝时关键参数m的影响权重因子；c1是仅考虑sncr脱硝时关键参数t的影响权重因子；a1 b1 c1＝1(a1、b1、c1的权重比例确定可根据实际工况进行合理调整分配)；i、β、δ分别为关键参数x、m、t的次方。n
x
、n
m
、n
t
分别为关键参数x、 m、t的最高次方。a
xi
、a
mβ
、a
tδ
分别为关键参数x、m、t各次方对应的系数。
[0062]
在仅考虑sncr脱硝时，通过采用单一变量形式，采用大数据拟合的方法获得各个关键参数(x、m、t)分别对sncr脱硝率的影响，然后再根据多指标试验的综合加权评分法从而建立了sncr脱硝数学模型。
[0063]
在本发明中，针对链箅机-回转窑ncr-scr耦合脱硝系统，第二步为：主要考虑多管后scr脱硝前的nox浓度(z)、scr喷氨的氨氮比(n)以及scr催化剂床层数(c)对脱硝率的影响，然后经过数据分析和数据曲线拟合，确定scr脱硝效率数学模型：
[0064]
首先，针对基于scr脱硝前的nox浓度的脱硝率y
z
为：
[0065][0066]
式v中，z为scr脱硝前的nox浓度，mg/m3。γ为z的次方。0≤γ≤n
z
。n
z
为z的最高次方。a
zγ
为z的第γ次方的系数。
[0067]
其次，针对基于scr喷氨的氨氮比的脱硝率y
n
为：
[0068][0069]
式vi中，n为scr喷氨的氨氮比。λ为n的次方。0≤λ≤n
n
。n
n
为n的最高次方。a
nλ
为n的第λ次方的系数。
[0070]
最后，针对基于scr催化剂床层数的脱硝率y
c
为：
[0071][0072]
式vii中，c为scr催化剂床层数。θ为c的次方。0≤θ≤n
c
。n
c
为c的最高次方。a
cθ
为c的第θ次方的系数。
[0073]
进一步地，结合权重分配得出scr脱硝率公式如下：
[0074]
y
scr
＝d1
·
y
z
e1
·
y
n
f1
·
y
c
...(3)。
[0075]
公式(3)进一步演化为：
[0076][0077]
公式(2)中，y
scr
为scr脱硝率；d1是仅考虑scr脱硝时关键参数z的影响权重因子； e1是仅考虑scr脱硝时关键参数n的影响权重因子；f1是仅考虑scr脱硝时关键参数c的影响权重因子；d1 e1 f1＝1(d1、e1、f1的权重比例确定可根据实际工况进行合理调整分配)；γ、λ、θ分别为关键参数z、n、c的次方。n
z
、n
n
、n
c
分别为关键参数z、n、c的最高次方。a
zγ
、a
nλ
、a
cθ
分别为关键参数z、n、c各次方对应的系数。
[0078]
在仅考虑scr脱硝时，通过采用单一变量形式，采用大数据拟合的方法获得各个关键参数(z、n、c)分别对scr脱硝率的影响，然后再根据多指标试验的综合加权评分法从而建立了scr脱硝数学模型。
[0079]
进一步地，基于试验研究和工程应用经验，采用多指标试验的综合加权评分法，建立了过程(sncr技术)和末端控制(scr技术)耦合脱硝数学模型，即sncr-scr耦合脱硝数学模型：
[0080]
y＝a
·
y
x
b
·
y
m
c
·
y
t
d
·
y
z
e
·
y
n
f
·
y
c
...式i。
[0081]
时i进一步演化为：
[0082][0083]
式viii中，a为sncr脱硝前的nox初始浓度x的影响因子权重。b为sncr喷氨的氨氮比m的影响因子权重。c为sncr喷氨的窗口温度t的影响因子权重。d为scr脱硝前的nox浓度z的影响因子权重。e为scr喷氨的氨氮比n的影响因子权重。f为scr催化剂床层数c的影响因
子权重。且a b c d e f＝1。其中a为0.02-0.4，优选为0.05-0.2。b 为0.1-0.8，优选为0.2-0.5。c为0.05-0.5。优选为0.1-0.3。d为0.01-0.3，优选为0.02-0.2。e 为0.05-0.4，优选为0.1-0.3。f为0.05-0.5，优选为0.1-0.4。x为sncr脱硝前的nox初始浓度，mg/m3。m为sncr喷氨的氨氮比。t为sncr喷氨的窗口温度，℃。z为scr脱硝前的 nox浓度，mg/m3。n为scr喷氨的氨氮比。c为scr催化剂床层数。i、β、δ、γ、λ、θ分别为脱硝关键参数x、m、t、z、n、c的次方。n
x
为x的最高次方。a
xi
为x的第i次方的系数。 n
m
为m的最高次方。a
mβ
为m的第β次方的系数。n
t
为t的最高次方。a
tδ
为t的第δ次方的系数。n
z
为z的最高次方。a
zγ
为z的第γ次方的系数。n
n
为n的最高次方。a
nλ
为n的第λ次方的系数。n
c
为c的最高次方。a
cθ
为c的第θ次方的系数。
[0084]
在本发明中，n
x
的取值范围为0-5，优选为1-3。n
m
的取值范围为0-5，优选为1-3。n
t
的取值范围为0-5，优选为1-3。n
z
的取值范围为0-5，优选为1-3。n
n
的取值范围为0-5，优选为1-3。n
c
的取值范围为0-5，优选为1-3。
[0085]
进一步地，式viii进一步转化即可获得sncr-scr耦合脱硝数学模型：
[0086]
y＝a
·
y
x
b
·
y
m
c
·
y
t
d
·
y
z
e
·
y
n
f
·
y
c
...式i。
[0087]
在本发明中，根据国家要求球团焙烧烟气在基准含氧量18％条件下，nox小时均值排放浓度不高于50mg/m3。如果氧含量高于18％，则nox浓度按折算到基准氧含量后的值进行考核。即需满足x
·
(1-y)≤50mg/m3这个条件的成本越低越好，经济价值越高。成本从两个方面体现，一是sncr喷氨量的多少。二是scr催化剂活性时长。在保证脱硝要求的情况下，喷氨量越少越经济，催化剂活性时长越长越好。
[0088]
当x
·
(1-y)≤50mg/m3时。降低m的值进行计算，计算步长为step
m
。即对式viii不断执行m＝m-step
m
的计算，直至刚好满足x(1-y)＞50mg/m3(即刚刚不满足x
·
(1-y)≤50mg/m3) 时，即为喷氨量最小临界点，为了安全起见，我们在此时的m值的基础上执行m＝m step
m
。以保证x
·
(1-y)≤50mg/m3条件，即为最经济的喷氨量。这个点既保证了sncr喷氨量最小，又能够最大程度的延长scr催化剂活性时长，同时也满足了nox超低排放条件，是最具经济性的选择。
[0089]
当x
·
(1-y)＞50mg/m3时。增加m的值进行计算，计算步长为step
m
。即对式viii不断执行m＝m step
m
的计算，直至刚好满足x
·
(1-y)≤50mg/m3。然后执行此时的m值。以保证 x
·
(1-y)≤50mg/m3条件，即为最经济的喷氨量。这个点既保证了sncr喷氨量最小，又能够最大程度的延长scr催化剂活性时长，同时也满足了nox超低排放条件，是最具经济性的选择。
[0090]
其中，步长step
m
的取值为0.01-0.5。优选为0.03-0.3。更优选为0.05-0.1。可以根据实际工况进行合理调整设计。
[0091]
与现有技术相比较，本发明的有益技术效果如下：
[0092]
1、首创了过程(sncr技术)和末端控制(scr技术)耦合脱硝数学模型；应用此模型，可优化脱硝工艺参数，降低球团厂脱硝的投资、运行和维护成本。
[0093]
2、本发明所述方法能够有效控制链箅机-回转窑sncr-scr脱硝系统达到最经济的喷氨量。保证了sncr喷氨量最小，又能够最大程度的延长scr催化剂活性时长，同时也满足了 nox超低排放条件，降低了投资和维护成本，显著地提高了经济效益。
[0094]
3、本发明所述控制方法操作简单，建立sncr-scr耦合脱硝数学模型的参数来源方便，不需额外增设大型控制设备和大量操作人员，具有很好的推广价值。
附图说明
[0095]
图1为链箅机-回转窑sncr-scr耦合脱硝系统结构图。
[0096]
图2为不同脱硝系统中催化剂活性使用年限曲线图。
[0097]
图3为不同脱硝工艺投资和维护成本对比表图。
[0098]
图4为本发明所述方法的控制流程图。
[0099]
图5为基于sncr脱硝前的nox初始浓度的脱硝率y
x
的经验方程拟合曲线图。
[0100]
图6为基于sncr喷氨的氨氮比的脱硝率y
m
的经验方程拟合曲线图。
[0101]
图7为基于sncr喷氨的窗口温度的脱硝率y
t
的经验方程拟合曲线图。
[0102]
图8为基于scr脱硝前的nox浓度的脱硝率y
z
的经验方程拟合曲线图。
[0103]
图9为基于scr喷氨的氨氮比的脱硝率y
n
的经验方程拟合曲线图。
[0104]
图10为基于scr催化剂床层数的脱硝率y
c
的经验方程拟合曲线图。
[0105]
附图标记：1：链箅机；2：回转窑；3：sncr脱硝系统；4：scr脱硝系统；udd：鼓风干燥段；ddd：抽风干燥段；tph：预热一段；ph：预热二段；c1：环冷一段；c2：环冷二段；c3：环冷三段。
具体实施方式
[0106]
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
[0107]
一种链箅机-回转窑系统sncr-scr耦合脱硝系统的控制方法，该方法包括如下步骤：
[0108]
1)在链箅机-回转窑脱硝系统中，通过在预热二段和/或预热二段与回转窑之间的过渡段设置sncr脱硝系统。同时在预热二段出风口之后设置scr脱硝系统。建立sncr-scr耦合脱硝机制。
[0109]
2)实时检测并采集sncr脱硝前的nox初始浓度、sncr喷氨的氨氮比、sncr喷氨的窗口温度、scr脱硝前的nox浓度、scr喷氨的氨氮比、scr催化剂床层数的参数信息。
[0110]
3)根据检测得到的参数信息建立了sncr-scr耦合脱硝数学模型。
[0111]
4)根据sncr-scr耦合脱硝数学模型计算并调整控制sncr喷氨量最小且使得烟气中的nox含量满足排放条件。
[0112]
作为优选，所述sncr-scr耦合脱硝数学模型如下：
[0113]
y＝a
·
y
x
b
·
y
m
c
·
y
t
d
·
y
z
e
·
y
n
f
·
y
c
...式i。
[0114]
式i中，y为sncr-scr耦合脱硝率。y
x
为基于sncr脱硝前的nox初始浓度的脱硝率。 y
m
为基于sncr喷氨的氨氮比的脱硝率。y
t
为基于sncr喷氨的窗口温度的脱硝率。y
z
为基于scr脱硝前的nox浓度的脱硝率。y
n
为基于scr喷氨的氨氮比的脱硝率。y
c
为基于scr 催化剂床层数的脱硝率。a为sncr脱硝前的nox初始浓度x的影响因子权重。b为sncr 喷氨的氨氮比m的影响因子权重。c为sncr喷氨的窗口温度t的影响因子权重。d为scr 脱硝前的nox浓度z的影响因子权重。e为scr喷氨的氨氮比n的影响因子权重。f为scr 催化剂床层数c的影响因子权重。且a b c d e f＝1。
[0115]
作为优选，a为0.02-0.4，优选为0.05-0.2。b为0.1-0.8，优选为0.2-0.5。c为0.05-0.5。优选为0.1-0.3。d为0.01-0.3，优选为0.02-0.2。e为0.05-0.4，优选为0.1-0.3。f为
0.05-0.5，优选为0.1-0.4。
[0116]
作为优选，所述基于sncr脱硝前的nox初始浓度的脱硝率y
x
为：
[0117][0118]
式ii中，x为sncr脱硝前的nox初始浓度，mg/m3。i为x的次方。0≤i≤n
x
。n
x
为x 的最高次方。a
xi
为x的第i次方的系数。
[0119]
作为优选，所述基于sncr喷氨的氨氮比的脱硝率y
m
为：
[0120][0121]
式iii中，m为sncr喷氨的氨氮比。β为m的次方。0≤β≤n
m
。n
m
为m的最高次方。 a
mβ
为m的第β次方的系数。
[0122]
作为优选，所述基于sncr喷氨的窗口温度的脱硝率y
t
为：
[0123][0124]
式ix中，t为sncr喷氨的窗口温度，℃。δ为t的次方。0≤δ≤n
t
。n
t
为t的最高次方。 a
tδ
为t的第δ次方的系数。
[0125]
作为优选，所述基于scr脱硝前的nox浓度的脱硝率y
z
为：
[0126][0127]
式v中，z为scr脱硝前的nox浓度，mg/m3。γ为z的次方。0≤γ≤n
z
。n
z
为z的最高次方。a
zγ
为z的第γ次方的系数。
[0128]
作为优选，所述基于scr喷氨的氨氮比的脱硝率y
n
为：
[0129][0130]
式vi中，n为scr喷氨的氨氮比。λ为n的次方。0≤λ≤n
n
。n
n
为n的最高次方。a
nλ
为n的第λ次方的系数。
[0131]
作为优选，所述基于scr催化剂床层数的脱硝率y
c
为：
[0132][0133]
式vii中，c为scr催化剂床层数。θ为c的次方。0≤θ≤n
c
。n
c
为c的最高次方。a
cθ
为c的第θ次方的系数。
[0134]
作为优选，将式ii-vii代入式i中，得：
[0135][0136]
作为优选，式viii进一步转化即可获得式i所述sncr-scr耦合脱硝数学模型。
[0137]
作为优选，步骤4)具体为：
[0138]
401)当x
·
(1-y)≤50mg/m3时。减小sncr喷氨的氨氮比，m’＝m-step
m
。按照式viii 进行迭代计算，直至刚好满足x
·
(1-y)＞50mg/m3；然后执行此时的m值。
[0139]
402)当x
·
(1-y)＞50mg/m3时。增大sncr喷氨的氨氮比，m’＝m step
m
；按照式viii 进行迭代计算，直至刚好满足x
·
(1-y)≤50mg/m3；然后执行此时的m’值；
[0140]
其中：m为当前计算时的sncr喷氨的氨氮比；m’为下一步迭代计算的sncr喷氨的氨氮比；step
m
的取值为0.01-0.5；优选为0.03-0.3；更优选为0.05-0.1。
[0141]
实施例1
[0142]
针对链箅机-回转窑脱硝系统所设置的sncr法脱nox系统，主要考虑sncr脱硝前nox 初始浓度(x)、sncr喷氨的氨氮比(m)及sncr喷氨的窗口温度(t)对脱硝率的影响，经过数据分析和数据曲线拟合，确定sncr脱硝效率公式：
[0143]
(1)确定基于sncr脱硝前的nox初始浓度的脱硝率y
x
为：
[0144][0145]
sncr脱硝前的nox初始浓度x，mg/m3脱硝率y
x
27026.30％40748.40％42459.00％67067.20％
[0146]
进行经验方程：通过经验方程拟合，得：
[0147]
y
x
＝-0.000003x2 0.0043x-0.6646。
[0148]
(2)确定基于sncr喷氨的氨氮比的脱硝率y
m
为：
[0149][0150][0151][0152]
进行经验方程：通过经验方程拟合，得：
[0153]
y
m
＝-0.118m2 0.8214m-0.5975。
[0154]
(3)确定基于sncr喷氨的窗口温度的脱硝率y
t
为：
[0155]
[0156]
sncr喷氨的窗口温度t，℃脱硝率y
t
100612.10％98010.70％92448.40％89071.30％83160.80％
[0157]
进行经验方程：通过经验方程拟合，得：
[0158]
y
t
＝-0.00003t2 0.043t-17.62。
[0159]
(4)确定基于scr脱硝前的nox浓度的脱硝率y
z
为：
[0160][0161]
scr脱硝前的nox浓度z，mg/m3脱硝率y
z
80089.00％70090.00％60091.00％50092.00％40093.00％30094.00％20095.00％
[0162]
进行经验方程：通过经验方程拟合，得：
[0163]
y
z
＝-0.0001z 0.97。
[0164]
(5)确定基于scr喷氨的氨氮比的脱硝率y
n
为：
[0165][0166][0167][0168]
进行经验方程：通过经验方程，得：
[0169]
y
n
＝0.1643n
2-0.5482n 1.3437。
[0170]
(6)确定基于scr催化剂床层数的脱硝率y
c
为：
[0171][0172]
scr催化剂床层数c脱硝率y
c
489.00％490.00％391.00％392.00％393.00％294.00％295.00％
[0173]
进行经验方程：通过经验方程拟合，得：
[0174]
y
c
＝0.9979*10-0.027c
。
[0175]
综合步骤(1)-(6)，式viii转换为：
[0176]
y＝a
·
(-0.000003x2 0.0043x-0.6446) b
·
(-0.118m2 0.8214m-0.5975) c
·
(-0.00003t2 0.043t-17.62) d
·
(-0.0001z 0.97) e
·
(0.1643n
2-0.5482n 1.3437) f
·
(0.9979e-0.027c
)。
[0177]
在本实施例中，各参数权重取值如下：a＝0.1，b＝0.25，c＝0.15，d＝0.15，e＝0.1，f＝0.25。则，拟合后得到的sncr-scr耦合脱硝率y的计算公式为：
[0178]
y＝0.1
·
(-0.000003x2 0.0043x-0.6446) 0.25
·
(-0.118m2 0.8214m-0.5975) 0.15
·
(-0.00003t2 0.043t-17.62) 0.15
·
(-0.0001z 0.97) 0.1
·
(0.1643n
2-0.5482n 1.3437) 0.25
·
(0.9979e-0.027c
)。
[0179]
(7)对各个参数设定一组初始基准值：x＝897mg/m3，m＝1.0，t＝924℃，z＝295mg/m3， n＝1.05，c＝2；此时，sncr技术的脱硝率为68.3％，scr技术的脱硝率为94.5％，耦合脱硝率为100％。
[0180]
(8)在链箅机-回转窑系统工况稳定的前提下，即sncr脱硝前的nox初始浓度x和 sncr喷氨的窗口温度t相对稳定的前提下，然后逐步降低sncr喷氨的氨氮比m，步长step
m
为0.1。通过拟合后得到的sncr-scr耦合脱硝率y的计算公式进行计算；
[0181][0182]
在上述基准参数的基础上，即使将sncr喷氨的氨氮比m由1.0降低到0.9后，nox排放浓度为48.92mg/m3＜50mg/m3。nox排放浓度任然符合国家超低排放标准。
[0183]
需要说明的是，当回转窑所用的煤粉中含n量增加，而保持当前燃烧状态不变，则尾气中nox的浓度升高，即sncr脱硝前的nox初始浓度x增大，对应的脱硝率会呈上升趋势，而sncr系统保持氨氮比m和sncr喷氨的窗口温度t不变时，脱硝率维持在66-67％，满足工艺要求。保持氨氮比m不变，烟气中的nox总量在增加，实际的喷氨量增加，脱硝成本相应会提高。
[0184][0185][0186]
进一步需要说明的是，当链箅机-回转窑系统工况发生变化，喷煤量增多，从而导致窑内温度升高，窑尾尾气温度升高，尾气中的nox含量升高，即sncr脱硝前的nox初始浓度x与sncr喷氨的窗口温度t同时增大。此时，sncr脱硝率随浓度x的增大而增大，随温度 t的
增大而减小，温度t的影响成为限制脱硝率的主要因素，应及时采取降低窗口温度的措施。 (一般为将温度t降低到到1000℃之内)
[0187][0188]
综合以上结果分析后的工艺建议为：
[0189]