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innoCon 6800P在线pH计在湿法脱硫系统中的应用及解决方案

2018-05-14

随着经济和社会不断发展,人们对环境保护认识日益深刻。烟气湿法脱硫系统也是也来越多的应用到各地的电厂中,pH值是湿法脱硫脱硫装置中的主要检测数据。本文通过脱硫pH值对脱硫系统的影响,指出pH测量的重要性。并结合工程经验进行综合分析,提出解决方案,解决pH计实际测量中受冲刷、热浸泡、洁净、积垢、碱腐蚀,出现pH测量值漂移量大、测量不准确、电极无法冲洗,电极易损坏等普遍问题,以及运行维护注意事项。

 

一、工艺介绍

湿法脱硫主要有石灰石-石膏法脱硫工艺、氨吸收法脱硫工艺等,以石灰石-石膏法脱硫工艺为例,介绍湿法脱硫的原理:

石灰石-石膏法脱硫工艺的脱硫过程主要是首先石灰石在在设备中被加工成粉末,粉末吸收工艺水,制成石灰石浆液,作为脱硫剂备用;脱硫剂在泵的作用下注入吸收塔的顶部,底部在引风机的作用下通入锅炉烟道气,在气液逆流接触过程中,脱硫剂吸收烟道气中的二氧化硫。在吸收二氧化硫之前,为提高烟道气和浆液充分接触而添加的空气喷嘴会源源不断的向吸收塔内注入强制空气,溶解在水中的二氧化硫在空气中的作用下被氧化,由HSO3-氧化成H+SO42-。浆液在酸性条件下会溶解生成钙离子,Ca2+SO42-接触会生成CaSO4沉淀,然后将生成的产物用作建筑材料,通大量浆液接触的烟气经过吸收塔后水蒸气达到饱和状态,然后经过下游的烟气加热系统加热升温后排空。从而完成对烟道气中硫的脱除和利用。 
维持PH值的稳定是脱硫过程的关键,是为了保持脱硫过程稳定有效进行,也是为了使石膏的质量达到生产的要求。根据工厂的实际生产和工程设计要求,一般维持塔内PH值在5.2-5.6之间。不仅可以维持石膏的纯度,也可以实现规定的脱硫率。如果PH值出现异常,就要采取必要的措施。例如:PH降低,需要增加石灰石浆液的输入量,PH值升高时,就应该减少石灰石浆液的输入量。因此,一般采取控制措施通过控制石灰浆液的输入量或者浓度来实现对于吸收塔内PH的控制。

 

二、运行中常见问题

2.1 电极磨损

电极磨损的主要原因,是由于流经玻璃电极的浆液流速高,直接造成对电极的冲刷磨蚀,特别是吸收塔浆液浓度高时,对电极磨蚀会加剧。运行维护过程中,发现电极磨损后,应对电极进行标定,以判断电极是否损坏。若标定后,数值显示准确则可继续使用。若电极在标准溶液中无法标定则说明电极已损坏,应立即更换电极。

2.2电极结垢

pH计脱硫系统测量中,管路设计介质流速过快会导致电解液渗透难,不易形成盐桥,测量的准确度会下降;同样由于石膏的的粘附性很强,会出现电极结垢现象,会导致电极严重污染,引起测量值误差较大。

电极结垢时,应将电极进入5%盐酸中,然后用水反复冲洗几遍,将电极上的垢彻底清除,然后进行校准标定。运行过程中,应避免长期高pH值运行,否则很容易造成电极结垢,另外应该定期进行pH清洗。

 

三、运行中常见问题的解决方案

3.1 选用脱硫pH专用电极

JENSPRIMA(杰普)innoSens系列工业电极专门设计用于恶劣的工程过程在线pH检测。它结构牢固,采用双阶参比电极设计,耐污染能力强。电极自带螺纹(顶端和底部均配有3/4英寸的螺牙),安装方式灵活;电极体材质为耐腐蚀的Ryton;参比隔膜为多孔Teflon或陶瓷。用户可选带温度探头,带接地线,标配玻璃头保护罩,以免打碎玻璃薄膜。相对于常规的的pH电极,抗冲刷、污染、结垢能力更强。


脱硫pH专用电极 innoSens 120T

脱硫pH专用电极 innoSens 125T

脱硫pH专用电极 innoSens 130

 

但是根据以往的经验,很多脱硫项目现场是不具备定期进行pH清洗的条件。JENSPRIMA(杰普)针对这一情况,为用户提供了两套解决方案:空气自清洗系统和超声波自清洗系统。

带自清洗管路插拔式护套

 

3.2 pH计安装方式分析

目前国内所运行的湿法脱硫系统中,pH计所采用的的安装方式大同小异,但主要可以分为插入式、管道式和浸入式。下面简单分析几种不同安装方式的利与弊:

 

方式一:主管路插入式。
pH电极直接插入石膏浆液的主管道。这种安装方式的优缺点是:

优点:在线测量,能保证测量值的实时性,在线可冲洗;

缺点:测量精度下降,电极易磨损,长年运行,维护费用高昂(经常更换电极),定期人工标定,维护工作量大。

插入式:用法兰固定在主管道上

 

 

方式二:支管道管道式。
将石膏浆液引入支管道上,将pH电极固定在支管道上。这种安装方式的优缺点是:

优点:在线可冲洗,电极磨损相对减少;

缺点:测量精度稳定性下降,测量支路易堵塞,需定期人工标定,维护工作量大。

管道式:插拔式用法兰固定在支管道上

 

方式三:浆液池浸入式。
将石膏浆液引入浆液池,将pH电极浸入式浆液池。这种安装方式的优缺点是:

优点:在线可冲洗,测量精度稳定性相对稳定,电极磨损极小;

缺点:需定期人工标定,维护工作量大,浆液池检测实时性较差。



JENSPRIMA(杰普)电极安装示意图

 

四、脱硫系统pH计日常维护要点

4.1 电极需定期进行清洗和校准,由于脱硫系统浆液的特殊性、易腐蚀、易结垢等,建议每个月进行一次清洗和校准。去掉电极上覆盖的积垢,然后使用两点校准法校准电极,能够大大的延长电极的使用寿命和提高测量精度。

4.2 停止使用时,应当保证pH电极接触浆液、水或溶液。电极需要长期保持湿润,否则玻璃泡上的玻璃薄膜会老化易造成响应速度下降、灵敏度降低、甚至损坏。

4.3 应当注意控制支管道浆液流量。流量过低容易造成支管道堵塞,流量过高会加快电极磨损,缩短pH电极的寿命。

4.4 应当注意温度对pH测量值的影响。由于温度变化对pH值有影响,通常温度降低10°C,升高0.4pH,所以条件允许的条件下,优先选用带温补的pH电极。

 

五、总结

浆液pH值对于脱硫过程控制至关重要,必须要加强脱硫pH计的日常维护,特别是冲洗和校准,提高pH的测量精度,从而保证脱硫系统的安全、可靠运行,同时提高脱硫控制的经济性。

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