在線pH計在濕法脫硫系統中的應用及解決方案

隨著經濟和社會不斷發展，人們對環境保護認識日益深刻。煙氣濕法脫硫系統也是也來越多的應用到各地的電廠中，pH值是濕法脫硫脫硫裝置中的主要檢測數據。本文通過脫硫pH值對脫硫系統的影響，指出pH測量的重要性。并結合工程經驗進行綜合分析，提出解決方案，解決pH計實際測量中受沖刷、熱浸泡、潔凈、積垢、堿腐蝕，出現pH測量值漂移量大、測量不準確、電極無法沖洗，電極易損壞等普遍問題，以及運行維護注意事項。

一、工藝介紹

濕法脫硫主要有石灰石-石膏法脫硫工藝、氨吸收法脫硫工藝等，以石灰石-石膏法脫硫工藝為例，介紹濕法脫硫的原理：

石灰石-石膏法脫硫工藝的脫硫過程主要是首先石灰石在在設備中被加工成粉末，粉末吸收工藝水，制成石灰石漿液，作為脫硫劑備用；脫硫劑在泵的作用下注入吸收塔的頂部，底部在引風機的作用下通入鍋爐煙道氣，在氣液逆流接觸過程中，脫硫劑吸收煙道氣中的二氧化硫。在吸收二氧化硫之前，為提高煙道氣和漿液充分接觸而添加的空氣噴嘴會*的向吸收塔內注入強制空氣，溶解在水中的二氧化硫在空氣中的作用下被氧化，由HSO3-氧化成H+和SO42-。漿液在酸性條件下會溶解生成鈣離子，Ca2+和SO42-接觸會生成CaSO4沉淀，然后將生成的產物用作建筑材料，通大量漿液接觸的煙氣經過吸收塔后水蒸氣達到飽和狀態，然后經過下游的煙氣加熱系統加熱升溫后排空。從而完成對煙道氣中硫的脫除和利用。 
維持PH值的穩定是脫硫過程的關鍵，是為了保持脫硫過程穩定有效進行，也是為了使石膏的質量達到生產的要求。根據工廠的實際生產和工程設計要求，一般維持塔內PH值在5.2-5.6之間。不僅可以維持石膏的純度，也可以實現規定的脫硫率。如果PH值出現異常，就要采取必要的措施。例如：PH降低，需要增加石灰石漿液的輸入量，PH值升高時，就應該減少石灰石漿液的輸入量。因此，一般采取控制措施通過控制石灰漿液的輸入量或者濃度來實現對于吸收塔內PH的控制。

二、運行中常見問題

2.1 電極磨損

電極磨損的主要原因，是由于流經玻璃電極的漿液流速高，直接造成對電極的沖刷磨蝕，特別是吸收塔漿液濃度高時，對電極磨蝕會加劇。運行維護過程中，發現電極磨損后，應對電極進行標定，以判斷電極是否損壞。若標定后，數值顯示準確則可繼續使用。若電極在標準溶液中無法標定則說明電極已損壞，應立即更換電極。

2.2電極結垢

pH計脫硫系統測量中，管路設計介質流速過快會導致電解液滲透難，不易形成鹽橋，測量的準確度會下降；同樣由于石膏的的粘附性很強，會出現電極結垢現象，會導致電極嚴重污染，引起測量值誤差較大。

電極結垢時，應將電極進入5%鹽酸中，然后用水反復沖洗幾遍，將電極上的垢*清除，然后進行校準標定。運行過程中，應避免長期高pH值運行，否則很容易造成電極結垢，另外應該定期進行pH清洗。

三、運行中常見問題的解決方案

3.1 選用脫硫pH電極

JENSPRIMA（杰普）innoSens系列工業電極專門設計用于惡劣的工程過程在線pH檢測。它結構牢固，采用雙階參比電極設計，耐污染能力強。電極自帶螺紋（頂端和底部均配有3/4英寸的螺牙），安裝方式靈活；電極體材質為耐腐蝕的Ryton；參比隔膜為多孔Teflon或陶瓷。用戶可選帶溫度探頭，帶接地線，標配玻璃頭保護罩，以免打碎玻璃薄膜。相對于常規的的pH電極，抗沖刷、污染、結垢能力更強。

脫硫pH電極 innoSens 120T

脫硫pH電極 innoSens 125T

脫硫pH電極 innoSens 130

但是根據以往的經驗，很多脫硫項目現場是不具備定期進行pH清洗的條件。JENSPRIMA（杰普）針對這一情況，為用戶提供了兩套解決方案：空氣自清洗系統和超聲波自清洗系統。

3.2 pH計安裝方式分析

目前國內所運行的濕法脫硫系統中，pH計所采用的的安裝方式大同小異，但主要可以分為插入式、管道式和浸入式。下面簡單分析幾種不同安裝方式的利與弊：

方式一：主管路插入式。
將pH電極直接插入石膏漿液的主管道。這種安裝方式的優缺點是：

優點：在線測量，能保證測量值的實時性，在線可沖洗；

缺點：測量精度下降，電極易磨損，長年運行，維護費用高昂（經常更換電極），定期人工標定，維護工作量大。

方式二：支管道管道式。
將石膏漿液引入支管道上，將pH電極固定在支管道上。這種安裝方式的優缺點是：

優點：在線可沖洗，電極磨損相對減少；

缺點：測量精度穩定性下降，測量支路易堵塞，需定期人工標定，維護工作量大。

方式三：漿液池浸入式。
將石膏漿液引入漿液池，將pH電極浸入式漿液池。這種安裝方式的優缺點是：

優點：在線可沖洗，測量精度穩定性相對穩定，電極磨損極小；

缺點：需定期人工標定，維護工作量大，漿液池檢測實時性較差。 

四、脫硫系統pH計日常維護要點

4.1 電極需定期進行清洗和校準，由于脫硫系統漿液的特殊性、易腐蝕、易結垢等，建議每個月進行一次清洗和校準。去掉電極上覆蓋的積垢，然后使用兩點校準法校準電極，能夠大大的延長電極的使用壽命和提高測量精度。

4.2 停止使用時，應當保證pH電極接觸漿液、水或溶液。電極需要長期保持濕潤，否則玻璃泡上的玻璃薄膜會老化易造成響應速度下降、靈敏度降低、甚至損壞。

4.3 應當注意控制支管道漿液流量。流量過低容易造成支管道堵塞，流量過高會加快電極磨損，縮短pH電極的壽命。

4.4 應當注意溫度對pH測量值的影響。由于溫度變化對pH值有影響，通常溫度降低10°C，升高0.4pH，所以條件允許的條件下，優先選用帶溫補的pH電極。

五、總結

漿液pH值對于脫硫過程控制至關重要，必須要加強脫硫pH計的日常維護，特別是沖洗和校準，提高pH的測量精度，從而保證脫硫系統的安全、可靠運行，同時提高脫硫控制的經濟性。