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淺析某火電廠煙氣脫硫的pH測量存在的問題
發(fā)布時間:2021-03-10 09:00:44

目前火電廠煙氣脫硫的pH測量儀表多使用直讀式在線表,由復(fù)合電極和溫度傳感器組成測量傳感器,變送器連接專用測量電纜,將測量結(jié)果傳輸至DCS。

本電廠脫硫系統(tǒng)的處理煙氣量為2.8×106Nm3/h,SO2濃度不大于1923mg/Nm3,設(shè)計脫硫率大于95%,鈣硫比1.05。吸收塔內(nèi)pH值控制在5.6±0.3范圍內(nèi),這個pH范圍需要嚴(yán)格控制,維持較低pH氛圍(酸性)可以減少塔內(nèi)晶體析出和結(jié)垢,同時又必須達到脫硫效率所要求的吸收推動力(堿性)。吸收塔內(nèi)pH是由石灰石漿液的輸入量和石膏的輸出量控制的。當(dāng)pH值低時,增加石灰石漿液的輸入量;pH值高時,減少石灰石漿液的輸入,石膏的輸出則根據(jù)石灰石漿液的輸入量按比例變化。

為了應(yīng)對系統(tǒng)參數(shù)的滯后性,本廠的石灰石漿液的輸入和石膏漿液的輸出,首先依據(jù)機組負(fù)荷參數(shù),進行前饋控制。正常運行時機組負(fù)荷控制大于360MW,結(jié)合實時的pH參數(shù)調(diào)節(jié)石灰石漿液進口流量閥門。這種控制方法的優(yōu)點是可以在工況改變前做出預(yù)判控制,缺點是當(dāng)系統(tǒng)不穩(wěn)定時,擾動較大,補漿量有一定偏差。

為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定,保證脫硫率,還要通過DCS根據(jù)pH值和煙氣流量、SO2濃度計算獲得石灰石漿液的輸入量,并根據(jù)塔內(nèi)pH信息實時修正,運行人員通過DCS調(diào)整石灰石漿液閥門開度,準(zhǔn)確控制石灰石漿液量的輸入量;另一方面,根據(jù)pH值和漿液密度判斷循環(huán)漿液的輸出量,調(diào)節(jié)石膏排出泵,控制輸出漿液的流量。由此可見pH值是系統(tǒng)運行的關(guān)鍵性參數(shù)。

本廠pH測量傳感器安裝在吸收塔的導(dǎo)出測量池中,在線監(jiān)測循環(huán)漿液的pH值。電位法測量pH是十分成熟的分析方法,儀器很穩(wěn)定。但是在脫硫吸收塔的循環(huán)漿液測量中,測量條件十分惡劣。吸收塔的循環(huán)漿液主要成分為亞硫酸、硫酸、氯離子、金屬離子和有機物等各種溶解性物質(zhì),還有大量的亞硫酸鈣、硫酸鈣、石灰石、飛灰等固體物質(zhì),存在以下問題。

pH電極的玻璃膜被快速流動的漿液磨損。吸收塔內(nèi)循環(huán)漿液是固液混合物,固體物質(zhì)含量在4%~50%,大量的未反應(yīng)完的石灰石和反應(yīng)生成的亞硫酸鈣以固體形式存在,漿液流速在1.2~3m/s,pH電極的敏感元件玻璃膜在這種環(huán)境中磨損嚴(yán)重,壽命快速降低,測量值不準(zhǔn)確。

電極表面被漿液中的固體和油覆蓋。pH計測量的是液體中的H+的活度,吸收塔中循環(huán)漿液含大量固體物質(zhì),這些固體粘在pH電極的玻璃膜表面,阻礙了玻璃膜與漿液的接觸,不能得到準(zhǔn)確的電位。另外,煙氣中飛灰經(jīng)過吸收區(qū)后進入了漿液,由于飛灰的比重和表面張力,飛灰一般浮在循環(huán)漿液的上層,經(jīng)過曝氣等環(huán)節(jié),有時會使循環(huán)漿液起泡,使電極與漿液接觸不良。有時循環(huán)漿液中會含有浮油,可能來自于煙氣中的氣態(tài)有機物,或者吸收過程中添加的增效劑,這些“油”會覆蓋在電極敏感膜表面,隔絕玻璃膜與漿液的接觸,而且這層油膜很難去除。

測量條件與標(biāo)定用的標(biāo)準(zhǔn)溶液差距很大。pH電位分析法測量的是H+的活度,與溶液的離子強度有關(guān),當(dāng)離子強度很低時,濃度等于活度,當(dāng)離子強度較高時濃度不等于活度。標(biāo)定用的標(biāo)準(zhǔn)溶液與循環(huán)漿液的離子強度相差很遠,所以這種測量方法是存在誤差的,只是相對于上述兩種問題這個誤差可以忽略。


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