本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理與廢氣凈化，尤其涉及一種焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法。
背景技術(shù)：
1、焦化廢水是煤制焦、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，具有成分復(fù)雜、鹽分高、氨氮濃度高、水質(zhì)波動(dòng)大等特點(diǎn)。在焦化生產(chǎn)過(guò)程中，焦?fàn)t尾氣需經(jīng)噴淋洗滌以去除其中的氨、硫化氫及顆粒物等污染物，噴淋液通常采用焦化廢水或其循環(huán)液，以實(shí)現(xiàn)以廢治廢的目的。
2、現(xiàn)有的焦化廢水噴霧凈化與殘液處理工藝通常采用一級(jí)噴淋塔-干化設(shè)備-二級(jí)噴淋塔的串聯(lián)流程，一級(jí)噴淋塔內(nèi)焦化廢水經(jīng)霧化后與焦?fàn)t尾氣逆流接觸完成尾氣初步凈化，塔底產(chǎn)生的殘液送入干化設(shè)備進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶或干燥處理得到雜鹽與冷凝水，一級(jí)噴淋塔出口尾氣進(jìn)入二級(jí)噴淋塔經(jīng)洗滌液進(jìn)一步凈化后外排。
3、然而，上述傳統(tǒng)工藝在實(shí)際運(yùn)行中存在以下不足：
4、第一：一級(jí)噴淋塔的操作參數(shù)通常依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定為固定值，不隨焦化廢水水質(zhì)波動(dòng)而調(diào)整；當(dāng)焦化廢水中氨含量升高時(shí)固定液氣比難以保證氨吸收效率，當(dāng)鹽分或氯化物含量升高時(shí)固定霧化粒徑易導(dǎo)致鹽霧夾帶與塔壁結(jié)鹽堵塞，從而導(dǎo)致凈化效率與設(shè)備穩(wěn)定性的矛盾難以兼顧；
5、第二，干化設(shè)備的進(jìn)料條件完全由一級(jí)噴淋塔的排液狀態(tài)決定，干化路徑單一且缺乏對(duì)殘液物性的識(shí)別與適配，不同水質(zhì)條件下產(chǎn)生的塔底殘液其濃縮過(guò)程中的析鹽穩(wěn)定性與黏附傾向差異顯著，析鹽不穩(wěn)定的殘液在直接蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)物呈粉狀、易吸潮返鹵；高黏殘液在干化設(shè)備內(nèi)易掛壁結(jié)焦，導(dǎo)致攪拌阻力激增甚至被迫停機(jī)；
6、第三，前端噴霧凈化與后端殘液資源化之間僅為物料串聯(lián)關(guān)系，缺乏信息反饋；而干化設(shè)備產(chǎn)出的雜鹽含濕率偏高或冷凝水氨殘留超標(biāo)，直接反映前端噴淋強(qiáng)度、排液時(shí)機(jī)或循環(huán)液品質(zhì)不當(dāng)，但傳統(tǒng)工藝無(wú)法將后端產(chǎn)物質(zhì)量信息反向傳遞至前端以觸發(fā)參數(shù)修正；
7、因此，亟需一種能夠根據(jù)焦化廢水水質(zhì)動(dòng)態(tài)調(diào)整噴霧模式、根據(jù)殘液物性自適應(yīng)切換干化路徑、并建立后端結(jié)果對(duì)前端操作閉環(huán)修正的協(xié)同控制方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為此，本發(fā)明提供一種焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法，用以針對(duì)現(xiàn)有焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化工藝中，前端噴淋操作參數(shù)固定不變、后端干化路徑單一、前后單元缺乏信息反饋的技術(shù)缺陷；通過(guò)在線檢測(cè)焦化廢水的鹽分、氯化物及氨含量動(dòng)態(tài)切換噴霧模式，依據(jù)干化產(chǎn)物堆積密度與休止角判定析鹽穩(wěn)定性，結(jié)合攪拌電流波動(dòng)評(píng)估黏壁風(fēng)險(xiǎn)并自適應(yīng)切換干化路徑，最終以后端雜鹽含濕率和冷凝水氨殘留反饋修正前端操作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了全流程閉環(huán)協(xié)同優(yōu)化。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法，包括：
3、步驟s1，獲取焦化廢水的物性特征數(shù)據(jù)以確定當(dāng)前焦化廢水的前端噴霧凈化模式；
4、其中，所述物性特征數(shù)據(jù)至少包括鹽分含量、氯化物含量及氨含量，所述前端噴霧凈化模式包括強(qiáng)化傳質(zhì)模式、防夾帶掛壁模式及分級(jí)差異模式；
5、步驟s2，控制一級(jí)噴淋塔霧化器執(zhí)行對(duì)應(yīng)前端噴霧凈化模式的設(shè)置參數(shù)，以使霧化液滴與焦?fàn)t尾氣接觸后產(chǎn)生塔底殘液；
6、步驟s3，將塔底殘液導(dǎo)入干化設(shè)備執(zhí)行初始干化路徑，獲取干化設(shè)備出口雜鹽的堆積密度與休止角以確定析鹽穩(wěn)定傾向；
7、步驟s4，響應(yīng)于所述析鹽穩(wěn)定傾向?yàn)殡[性穩(wěn)定傾向，基于干化進(jìn)程中的攪拌電機(jī)電流波動(dòng)幅值確定黏壁表征傾向；
8、步驟s5，根據(jù)所述黏壁表征傾向切換干化路徑，包括：
9、切換為分段蒸發(fā)干化路徑，或，切換為返混穩(wěn)態(tài)干化路徑；
10、步驟s6，獲取雜鹽產(chǎn)出物的含濕率反饋數(shù)據(jù)以及冷凝水回收單元的氨殘留反饋數(shù)據(jù)，以修正所述前端噴霧凈化模式的操作參數(shù)。
11、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s1中，確定當(dāng)前焦化廢水的前端噴霧凈化模式的過(guò)程包括：
12、響應(yīng)于氨含量不小于氨含量傳質(zhì)閾值，根據(jù)鹽分含量或氯化物含量確定所述前端噴霧凈化模式，其中：
13、根據(jù)鹽分含量和/或氯化物含量不小于對(duì)應(yīng)的結(jié)鹽風(fēng)險(xiǎn)閾值的判定結(jié)果，確定所述前端噴霧凈化模式為分級(jí)差異模式；
14、根據(jù)鹽分含量與氯化物含量均小于對(duì)應(yīng)的結(jié)鹽風(fēng)險(xiǎn)閾值的判定結(jié)果，確定所述前端噴霧凈化模式為強(qiáng)化傳質(zhì)模式；
15、響應(yīng)于氨含量小于氨含量傳質(zhì)閾值，根據(jù)鹽分含量或氯化物含量確定所述前端噴霧凈化模式，其中：
16、根據(jù)鹽分含量和/或氯化物含量不小于對(duì)應(yīng)的結(jié)鹽風(fēng)險(xiǎn)閾值的判定結(jié)果，確定所述前端噴霧凈化模式為防夾帶掛壁模式；
17、反之，保持所述前端噴霧凈化模式為默認(rèn)基準(zhǔn)模式。
18、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s3中，初始干化路徑為直接蒸發(fā)結(jié)晶干化路徑，包括將塔底殘液送入蒸發(fā)結(jié)晶器，并在默認(rèn)蒸發(fā)溫度與默認(rèn)真空度條件下進(jìn)行單段蒸發(fā)結(jié)晶得到雜鹽產(chǎn)出物與冷凝水。
19、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s3中，確定析鹽穩(wěn)定傾向的過(guò)程為：
20、在干化路徑執(zhí)行過(guò)程中周期性采集干化設(shè)備出口處雜鹽樣本的堆積密度與休止角；
21、響應(yīng)于所述堆積密度與休止角滿足成型條件，判定所述析鹽穩(wěn)定傾向?yàn)轱@性穩(wěn)定傾向；
22、響應(yīng)于所述堆積密度與休止角不滿足成型條件，判定所述析鹽穩(wěn)定傾向?yàn)殡[性穩(wěn)定傾向；
23、其中，所述成型條件為所述堆積密度不小于預(yù)設(shè)堆積密度且所述休止角不大于預(yù)設(shè)休止角。
24、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s3中，響應(yīng)于所述析鹽穩(wěn)定傾向?yàn)轱@性穩(wěn)定傾向，保持當(dāng)前的初始干化路徑。
25、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s4中，響應(yīng)于所述析鹽穩(wěn)定傾向?yàn)殡[性穩(wěn)定傾向，獲取干化進(jìn)程中的攪拌電機(jī)的電流采樣序列并計(jì)算所述電流采樣序列的峰峰值，將所述峰峰值記為電流波動(dòng)幅值，以及響應(yīng)于所述電流波動(dòng)幅值大于電流波動(dòng)基準(zhǔn)值，根據(jù)其與電流波動(dòng)閾值的大小關(guān)系確定黏壁表征傾向，包括：
26、基于所述電流波動(dòng)幅值不大于所述電流波動(dòng)閾值的判定結(jié)果，確定所述黏壁表征傾向?yàn)橹叙A向；
27、基于所述電流波動(dòng)幅值大于所述電流波動(dòng)閾值的判定結(jié)果，確定所述黏壁表征傾向?yàn)楦唣A向。
28、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s5中，根據(jù)所述黏壁表征傾向切換干化路徑，包括：
29、響應(yīng)于黏壁表征傾向?yàn)橹叙A向，將初始干化路徑切換為分段蒸發(fā)干化路徑；
30、響應(yīng)于黏壁表征傾向?yàn)楦唣A向，將初始干化路徑切換為返混穩(wěn)態(tài)干化路徑。
31、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s5中，分段蒸發(fā)干化路徑包括將塔底殘液依次送入預(yù)熱段、低溫蒸發(fā)段和高溫結(jié)晶段，各段之間設(shè)置中間停留緩沖罐以釋放黏度應(yīng)力；
32、所述返混穩(wěn)態(tài)干化路徑包括將塔底殘液與已完成干化的雜鹽干粉按預(yù)設(shè)返混比例預(yù)先混合，再將混合物料送入干化設(shè)備進(jìn)行接觸式干化。
33、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s6中，修正所述前端噴霧凈化模式的操作參數(shù)的過(guò)程包括：
34、基于含濕率反饋數(shù)據(jù)處于過(guò)濕區(qū)間的判定結(jié)果，生成排液時(shí)機(jī)提前修正指令并縮短一級(jí)噴淋塔塔底殘液的停留時(shí)間；
35、其中，所述排液時(shí)機(jī)提前修正指令包括降低一級(jí)噴淋塔塔底液位控制設(shè)定值或增大塔底排液閥的開(kāi)度；
36、其中，所述過(guò)濕區(qū)間為含濕率大于預(yù)設(shè)含濕率。
37、作為焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟s6中，修正所述前端噴霧凈化模式的操作參數(shù)的過(guò)程還包括：
38、基于氨殘留反饋數(shù)據(jù)處于超限區(qū)間的判定結(jié)果，生成液氣比降低修正指令；
39、其中，所述液氣比降低修正指令包括減少一級(jí)噴淋塔霧化器的進(jìn)液流量或維持焦?fàn)t尾氣流量不變；
40、其中，所述超限區(qū)間為氨殘留濃度大于預(yù)設(shè)氨殘留濃度。
41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供的焦化廢水噴霧凈化與殘液資源化協(xié)同控制方法通過(guò)在線獲取焦化廢水的鹽分、氯化物及氨含量，在傳質(zhì)需求與防堵需求之間自動(dòng)判定當(dāng)前最優(yōu)噴霧模式，解決了傳統(tǒng)固定參數(shù)無(wú)法兼顧高氨吸收與高鹽防堵的矛盾，提高了系統(tǒng)對(duì)來(lái)水波動(dòng)的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)了前端噴霧凈化與廢水物性的動(dòng)態(tài)適配；通過(guò)雜鹽堆積密度與休止角判定析鹽穩(wěn)定性，通過(guò)攪拌電流波動(dòng)幅值評(píng)估黏壁風(fēng)險(xiǎn)，在直接蒸發(fā)、分段蒸發(fā)與返混穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)切換最優(yōu)路徑，有效規(guī)避了殘液在高黏中間態(tài)引發(fā)的結(jié)壁堵料風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)干化設(shè)備連續(xù)運(yùn)行周期，實(shí)現(xiàn)了干化路徑與殘液物性的自適應(yīng)匹配；將雜鹽含濕率與冷凝水氨殘留作為反饋信號(hào)反向調(diào)節(jié)前端排液時(shí)機(jī)與液氣比，將傳統(tǒng)單向物料串聯(lián)升級(jí)為雙向信息協(xié)同，使焦化廢水廢氣處理工藝具備自診斷與自修正能力；
42、尤其，通過(guò)將氨含量與傳質(zhì)閾值、鹽分及氯化物與結(jié)鹽風(fēng)險(xiǎn)閾值進(jìn)行分層比對(duì)，實(shí)現(xiàn)了前端噴霧模式與焦化廢水水質(zhì)動(dòng)態(tài)特征的精確匹配：當(dāng)氨含量高而結(jié)鹽風(fēng)險(xiǎn)低時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入強(qiáng)化傳質(zhì)模式，通過(guò)優(yōu)化霧化參數(shù)提高氣液接觸效率，確保氨吸收效果；當(dāng)結(jié)鹽風(fēng)險(xiǎn)高而氨負(fù)荷低時(shí)，切換至防夾帶掛壁模式，通過(guò)調(diào)整霧滴粒徑抑制鹽霧夾帶與塔壁沉積；當(dāng)高氨與高結(jié)鹽風(fēng)險(xiǎn)并存時(shí)，啟用分級(jí)差異模式，在不同塔段分別側(cè)重吸收與攔截，化解傳質(zhì)需求與防堵需求之間的矛盾；確保了噴淋塔在不同水質(zhì)工況下均能兼顧凈化效率與運(yùn)行穩(wěn)定性，避免固定參數(shù)導(dǎo)致的處理效果波動(dòng)或設(shè)備故障；
43、尤其，通過(guò)采集干化設(shè)備出口雜鹽的堆積密度與休止角判定析鹽穩(wěn)定傾向，將產(chǎn)物物理形態(tài)作為殘液物性是否適宜直接蒸發(fā)的間接表征指標(biāo)：堆積密度高且休止角小表明鹽分以規(guī)整晶體有序析出，產(chǎn)物顆粒密實(shí)、流動(dòng)性好，此時(shí)維持初始直接蒸發(fā)路徑即可兼顧品質(zhì)與能耗；反之則說(shuō)明析鹽行為異常，產(chǎn)物呈粉狀或絮狀，需進(jìn)一步評(píng)估干預(yù)必要性；在析鹽不穩(wěn)定的前提下引入攪拌電機(jī)電流波動(dòng)幅值作為黏壁風(fēng)險(xiǎn)的分級(jí)依據(jù)，電流波動(dòng)幅值反映物料在濃縮過(guò)程中是否進(jìn)入高黏中間態(tài)并引發(fā)掛壁，通過(guò)設(shè)置電流波動(dòng)閾值區(qū)分中黏與高黏傾向，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的精準(zhǔn)識(shí)別；然后，根據(jù)黏壁傾向匹配差異化干預(yù)路徑：中黏傾向時(shí)切換至分段蒸發(fā)干化，利用多段溫區(qū)與中間停留緩沖使物料在高黏區(qū)間前釋放黏度應(yīng)力，避免一次性濃縮引發(fā)的黏度失控；高黏傾向時(shí)切換至返混穩(wěn)態(tài)干化，通過(guò)干粉與殘液預(yù)先混合將連續(xù)液相分割為顆粒表面液膜，從根源上抑制壁面結(jié)垢；既避免了直接蒸發(fā)時(shí)的掛壁堵料風(fēng)險(xiǎn)，又防止了對(duì)低風(fēng)險(xiǎn)工況的過(guò)度干預(yù)，在保障干化設(shè)備長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)兼顧了操作經(jīng)濟(jì)性與產(chǎn)物品質(zhì)；
44、尤其，通過(guò)將后端產(chǎn)物質(zhì)量指標(biāo)與前端操作參數(shù)建立閉環(huán)關(guān)聯(lián)，使焦化廢水廢氣處理過(guò)程具備運(yùn)行狀態(tài)的自感知與自校正能力：當(dāng)雜鹽含濕率過(guò)高時(shí)，表明干化設(shè)備進(jìn)料濃度偏高自動(dòng)提前排液時(shí)機(jī)以縮短殘液在塔底的停留時(shí)間，抑制自然濃縮效應(yīng)，從而降低干化負(fù)荷、改善產(chǎn)物干度；當(dāng)冷凝水氨殘留超標(biāo)時(shí)，意味著霧化細(xì)滴夾帶加劇或循環(huán)液氨累積通過(guò)降低液氣比減少細(xì)霧滴逃逸，有效阻斷氨向冷凝水遷移的路徑；這種反饋修正無(wú)需人工干預(yù)，將原本各自獨(dú)立的噴淋凈化單元與干化回收單元整合為信息聯(lián)動(dòng)的整體，既保障了雜鹽產(chǎn)物品質(zhì)與冷凝水回用可行性，又避免了因操作參數(shù)滯后調(diào)整導(dǎo)致的持續(xù)異常運(yùn)行。