1. 研究目的与意义
目前大多数烟气脱硫系统采用的是石灰石—石膏湿法脱硫技术，其中吸收塔是进行烟气脱硫的主要设备，但由于吸收塔本体结构的特殊性，被洗涤气体中携带了重金属离子，会使浆液被污染起泡，洗涤塔内部的浆液在水平面上呈非匀质分布，使得液面位置很难持续测量准确，无法使用当前主流的液位计进行直接测量。
为保证洗涤塔系统持续正常运行，必须控制洗涤塔内浆液的液位在合理的范围内。目前操作人员的应对方法是将浆液池液位位置尽量调低，避免液位测不准所引起的可能的超液位报警，但这样的副作用就是抽取泵的功耗增加和效率降低。因此我们有必要对环保洗涤塔非匀质液位精准测量进行研究。
本课题将设计一个智能洗涤塔液位测量系统，可以对洗涤塔中液位及液位上方泡沫位置的精准测量和感知，可将测量值向操作人员自动发送，并能根据所设的阈值向操作人员自动发送操作提醒。本方案可以降低泵的功耗并提升洗涤塔净化效率。
2. 课题关键问题和重难点
本课题将实现环保洗涤塔非匀质液位精准测量设计和应用，包括液位检测和应用两大部分：
液位检测：由传感器和主控完成。传感器的选择是关键。
对液位总高度的测量本设计采用的TOF200F激光测距传感器。若被测物体和传感器不处于相对平行位置则会导致测量结果出现较大误差，因此传感器的安装固定为实物搭建的难点。
3. 国内外研究现状（文献综述）
2021年3月15日,习近平主持召开中央财经委员会第九次会议,强调实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局[1]。
石灰石湿法烟气脱硫是目前燃煤电厂烟气脱硫的主要技术之一，对于落实国家环保战略发展目标具有重要意义。目前大多数烟气脱硫系统采用的是石灰石—石膏湿法脱硫技术，吸收塔液位对脱硫系统的安全可靠运行有着极其重要的作用，但由于吸收塔本体结构的特殊性，无法使用当前主流的液位计进行直接测量[2]。液位过低，一方面会增大循环泵电耗，降低脱硫系统运行经济性；另一方面不利于二氧化硫的吸收，易使浆液在吸收塔内氧化时间缩短，脱硫密度偏高，造成系统设备磨损加剧。相反，吸收塔高液位运行，不仅有利于二氧化硫的吸收与氧化反应的进行，提高脱硫效率、石膏品质和石膏利用率，还可以有效降低脱硫系统的能耗。然而，液位过高易引起浆液溢流，使得脱硫效率降低、系统能耗增加。因此，实际运行中，需要实时监测吸收塔液位[3]。
目前，在湿法烟气脱硫吸收塔中广泛采用基于压力及密度测量原理的液位计算方法。密度小的泡沫会上浮到塔的上部，而密度较大的固液混合物就会下降到塔的底部，在动态过程中得到泡沫与液体的分离界面[4]。然而，该方法存在如下不足：一方面，由于吸收塔内浆液密度不均，加之运行中可能出现浆液起泡溢流，即所谓“虚假液位”现象，难以保证可靠的液位测量精度；另一方面，吸收塔内烟气压力分布不均及烟气横向流动、喷淋浆液、氧化空气以及搅拌器等会造成液位时空波动，而传统的液位测量方法不能表征液位空间分布，造成液位调控不及时，严重影响脱硫系统正常安全运行。因此，亟需研究适用于湿法脱硫吸收塔内烟气及浆液环境的非接触式液位测量方法及系统。
4. 研究方案
环保洗涤塔非匀质液位精准测量设计和应用总体方案如以功能结构图所示。
5. 工作计划
2022-2023-1学期：
第15-16周：完成选题，查阅相关中英文资料。
第17周：与导师沟通进行课题总体规划。
