[发明专利]一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置及其工作方法，属于环保工业设备技术领域。为了解决现有装置不能实时、真实反映吸收塔内石膏浆液的pH值，且部件磨损大、维护费用高的问题。本发明包括脱硫吸收塔、底座、pH电极、手动隔膜球阀、一号信号传递电缆、pH二次仪表、二号信号传递电缆和DCS设备；底座与脱硫吸收塔固定且连通，手动隔膜球阀设置在底座上，pH电极拆卸式固定在底座上；底座通过一号信号传递电缆与pH二次仪表连接，pH二次仪表通过二号信号传递电缆与DCS设备连接。本发明具有准确、实时、磨损小、可在线更换的特点，能够提高脱硫效率、延长设备的使用寿命，减少人工操作，减小维修工作量，显著降低维护费用。

技术领域

本发明涉及一种pH值在线测量装置及方法，特别涉及一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置及其工作方法。适用于以煤、石油天然气、生物质、垃圾等为燃料，需要除去烟气中的SO₂等酸性物质的企业使用。属于环保工业设备技术领域。

背景技术

目前，在环保日益要求高标准的情况下，烟气脱硫是必不可少的核心环节。SO₂吸收塔是采用石灰湿法进行脱硫的系统的关键设备，该系统运行时，先在吸收塔内注入一定量的石灰浆液。通入烟气后，烟气中的SO₂和石灰浆液进行化学反应，SO₂在吸收塔中被石灰浆液吸收，产生脱硫副产品石膏。石膏浆液为酸性，处于吸收塔的下部。随着SO₂的不断被吸收，吸收塔石膏浆液池内的酸性不断增加，pH值不断降低。当石膏浆液酸性增加到一定值，即pH值达到一定值后，吸收塔内的浆液吸收SO₂的能力达到饱和，石灰浆液失去脱硫能力。此时若需要继续脱除烟气中的SO₂，则需要排出吸收塔内失效的石膏浆液，注入新的石灰浆液。衡量吸收塔内石灰浆液是否失效及失效程度的指标即为石膏浆液的pH值，因此控制吸收塔内的pH值是保证石灰湿法脱硫系统脱硫效率的重要手段。

受设备制造和工艺水平的限制，目前石灰湿法脱硫系统中吸收塔内石膏浆液pH值的测量一直存在着不能实时、真实反映pH值且测量装置磨损大、维护费用高的问题，制约着脱硫效率，如申请号为201621443849.7的中国专利。

以当前普遍采用的石灰湿法脱硫吸收塔石膏浆液pH值测量方式为例说明（参见图2）：

图中，吸收塔内的石膏浆液由石膏排出泵抽出，经输送管送至石膏旋流器，进入脱水系统进行处理。在靠近石膏旋流器前的管道上设计了旁路管，该旁路管的管径较主管道小约1/3，pH计就安装在旁路管道上，使用工艺水作为管道和pH计冲洗水。

存在的主要问题：

（1）不能全程测量。按照石灰湿法脱硫工艺流程，当吸收塔内中生成的石膏浆液达到一定浓度时，石膏浆液排出泵才启动，属于间歇式运行。pH计安装在石膏排出泵输送管上，通过测量排出的石膏浆液的pH值来间接反映吸收塔内石膏浆液的pH值，是一种间接测量法。当石膏浆液排出泵未运行时，pH计就不能测量石膏浆液的pH值，因此不能全程实时反映吸收塔内石膏浆液的pH值。

（2）磨损严重。吸收塔内的浆液中不仅含有石灰石颗粒，还含有烟气中的SO₂和石灰浆液化学反应后生成的粗颗粒的石膏晶体，以及烟气携带的灰尘颗粒等其它杂质。这些颗粒在石膏浆液排出泵运行时高速流动，对安装在浆液流经的旁路管道上的pH计电极进行强烈冲刷。即使采用进口的带有高耐磨材料外壳的pH计，也频繁地被磨穿，甚至破碎，不能使用。一般情况下，新电极更换后一周左右即被冲刷磨穿，无法使用。

（3）堵塞严重。石膏浆液具有高浓度和高粘度特性。石膏浆液排出泵停运时，若浆液输送管道未及时冲洗，石膏浆液就沉积在管道底部结成很坚硬的垢。特别是安装有阀门、测量元件的管径较小的旁路管道，不需多久就会堵塞得死死的，只能更换。而这部分管道为了防磨的需要，均采用衬胶管，费用比普通管道高很多。