超声法在线测量烟气脱硫浆液粒度分布、密度方法和装置

针对烟气脱硫工艺中石灰石/石膏浆液粒度、密度(浓度)在线测量需求,研究了基于超声衰减法的浆料多参数在线测量方法和装置。改进了一种自适应控制参数的差分进化算法用于颗粒粒径反演,模拟算例显示,改进差分进化算法求解精度更高;设计了非接触式测量管段,采用换能器一发一收模式,实现非接触式无损测量;开展了温度变化对声衰减影响实验,提出了声衰减量的温度修正方法。通过实验室结果验证,文中方法浓度测量结果与取样法浓度分析结果最大偏差为1.75%,最小偏差为0.59%。通过电厂测试结果验证,文中方法的粒度测量结果与显微镜图像法、激光粒度仪三者测量结果具有较好的一致性,最大偏差小于17%;密度测量结果与取样法吻合度高,最大重复性偏差仅为0.23%,单次测量结果与取样法最大偏差为0.26%,两项指标均优于差压密度计测量结果,可满足烟气脱硫工艺中石灰石/石膏浆液粒度、密度(浓度)在线测量需求。

非侵入式超声波浆料浓度测量技术研究

设计了一种基于非侵入式超声波透射衰减法的浆料浓度测量系统,根据超声传播衰减原理,建立超声衰减值与浆料浓度之间的关系。实验中采用生物显微镜和激光粒度仪对颗粒标称粒径进行验证,采用中心频率为200 kHz的超声波换能器,利用一发一收模式对超声波在有机玻璃管内的浆料进行非侵入式测量并分析透射波信号,对体积百分浓度小于25%、不同粒径的石英砂浆料进行测量,通过拟合方法获得浆料温度、体积百分浓度与声衰减对应的关系,并据此构造浓度求解方程,通过现场实时在线测量并与取样结果进行对比验证方程的准确性,结果显示,本方法可有效测量浆料浓度。

基于超声波衰减谱的石膏浆液粒度测量方法

为控制脱硫副产品石膏生成粒度,提高脱硫石膏的品质,有必要对石膏浆液的密度、浓度及粒度进行快速准确测量,为此设计了一种基于超声波衰减谱的非浸入式脱硫石膏浆液粒度测量方法(简称超声波法),并用该法对不同电厂6种石膏浆液进行对比测量。在ECAH理论模型的基础上,通过对超声脉冲时域信号进行快速傅立叶变换(FFT)获得超声波衰减谱,基于MATLAB语言编写不同的反演程序,分别用最优正则化算法(ORT)和投影算法(Projection)以及非独立的遗传算法(GA)计算得到石膏浆液粒度分布,并与常规测试方法进行比对分析,其中正则化算法所得偏差值在20%以内,证明了该算法的可靠性。所设计的脱硫石膏浆液粒度测试超声波法,可为后续开展脱硫石膏浆液粒度分布在线测量仪的研制提供借鉴。