楊龍

摘要：闡述了在濕式鈣法燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫系統(tǒng)中pH值檢測(cè)裝置的重要性，改進(jìn)了pH計(jì)檢測(cè)裝置及檢測(cè)方式，對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)中pH計(jì)探頭存在磨損、結(jié)垢等常見(jiàn)問(wèn)題，提出了新的解決方案。

Abstract： This paper expounds the significance of pH meter measurement in wet-calcium FGD for the sinter machine. Improves the pH meter detecting device and change the measurement of pH meter installation， solves the common problems of， such as abrasion， fouling and so on， wet -calcium FGD.

關(guān)鍵詞：濕式鈣法煙氣脫硫;燒結(jié)機(jī);pH計(jì);檢測(cè)裝置;改進(jìn)

Key words： wet-calcium FGD;sinter machine;pH meter;detecting device;improvement

中圖分類(lèi)號(hào)：X701.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）12-0162-02

1? 概述

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視，對(duì)鋼廠燒結(jié)煙氣中的污染物二氧化硫排放控制地越來(lái)越嚴(yán)格。環(huán)保在線檢測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，對(duì)燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。濕式鈣法煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行要求對(duì)吸收塔內(nèi)漿液pH值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)檢測(cè)，塔內(nèi)漿液pH值是控制脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，影響到吸收劑的加入時(shí)間和加入量，影響到吸收塔內(nèi)漿液對(duì)二氧化硫的吸收效率，影響到吸收塔內(nèi)副產(chǎn)物石膏的結(jié)晶成型。pH計(jì)被廣泛應(yīng)用在濕式鈣法煙氣脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液pH值的檢測(cè)上，pH計(jì)能否長(zhǎng)期、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的檢測(cè)漿液pH值，是整個(gè)煙氣脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

目前，燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫系統(tǒng)通常采用漿液引出塔外利用pH計(jì)探頭管道式安裝結(jié)構(gòu)對(duì)吸收塔漿液進(jìn)行pH值檢測(cè)。由于吸收塔漿液成分復(fù)雜，含有CaSO4·2H2O、CaSO3·1/2H2O晶體以及未溶解的石灰（石）顆粒等，漿液濃度高、粘度大，易附著于管道和pH計(jì)電極上結(jié)垢，需對(duì)pH計(jì)反復(fù)沖洗，造成電極磨損較為嚴(yán)重，縮短了pH計(jì)的使用壽命。由于吸收塔漿液區(qū)范圍較大，各區(qū)域漿液存在不均勻現(xiàn)象，為了能夠準(zhǔn)確測(cè)量吸收塔內(nèi)參與吸收SO2反應(yīng)的漿液pH值，合理選擇采樣點(diǎn)位置也成為影響pH檢測(cè)精度的因素。

本文對(duì)傳統(tǒng)安裝方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較，通過(guò)改進(jìn)pH計(jì)安裝方式和采用點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)pH值檢測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2? 濕式鈣法煙氣脫硫工藝簡(jiǎn)介

燒結(jié)煙氣中的SO2為酸性氣體，可通過(guò)與適量的堿性溶液反應(yīng)脫除煙氣中SO2氣體。濕式鈣法煙氣脫硫工藝中參與吸收反應(yīng)的堿性物質(zhì)是CaO或CaCO3。

如圖1所示，漿液池中的漿液通過(guò)循環(huán)泵送至噴淋層噴嘴，噴嘴將漿液霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷面。這些液滴與塔內(nèi)燒結(jié)煙氣逆流接觸，發(fā)生氣液傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2被漿液吸收生成亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣，SO2吸收產(chǎn)物在吸收塔底部的氧化區(qū)完成氧化和中和反應(yīng)并最終生成石膏，石膏漿液經(jīng)排漿泵送至真空帶式脫水機(jī)脫水。脫除SO2的氣體經(jīng)吸收塔上部除霧器去除攜帶的液滴后，通過(guò)塔頂直排煙道排放至大氣中。

在不同脫硫工藝中漿液pH值控制范圍區(qū)別不大，一般控制在5.0～6.0之間。pH值低于5.0時(shí)，漿液中堿性物質(zhì)不足，漿液對(duì)煙氣中SO2的吸收效率降低，造成部分SO2氣體從吸收塔逃逸，不能滿足《鋼鐵燒結(jié)、燒結(jié)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》煙氣排放限值規(guī)定;pH值高于6.0時(shí)，可以提高對(duì)煙氣中SO2的吸收效率，但霧化液滴比表面積大小和液氣比與SO2的吸收效率的線性關(guān)系更強(qiáng)，pH值增高堿性物質(zhì)溶解性降低，易附于在物體表面結(jié)垢，導(dǎo)致噴頭堵塞和循環(huán)漿液管道直徑變小。噴頭結(jié)垢后霧化效果降低后，液滴比表面積降低;管道結(jié)垢后，循環(huán)泵送至噴淋層的漿液量減少，噴淋區(qū)域液氣比降低，因此，pH值升高后，反而降低了對(duì)SO2氣體的吸收效率。

為了維持吸收塔內(nèi)漿液的pH值在5.0～6.0之間，pH計(jì)將檢測(cè)到的漿液pH值連續(xù)傳輸至PLC系統(tǒng)，PLC根據(jù)pH值的變化控制漿液泵調(diào)整吸收液補(bǔ)漿量，吸收液被攪拌器和吸收塔內(nèi)氧化氣體不停地?cái)噭?dòng)，以加快吸收液在漿液中的均布和溶解，從而使吸收塔漿液的pH值保證在設(shè)定范圍內(nèi)。

3? pH計(jì)采樣點(diǎn)選取的分析

目前，燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫系統(tǒng)一般選用探頭直讀式pH計(jì)，采用管道安裝方式。pH計(jì)傳統(tǒng)安裝方式一般直接選擇在吸收塔塔壁位置靠近攪拌器區(qū)域（如圖2所示），由塔內(nèi)引出漿液至外部，檢測(cè)后漿液排放至地溝。

傳統(tǒng)檢測(cè)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且操作方便，但是存在以下不足：①由于pH計(jì)需連續(xù)檢測(cè)，長(zhǎng)時(shí)間外排塔內(nèi)漿液，會(huì)造成脫硫劑浪費(fèi);②地溝中會(huì)沉積大量淤泥造成地溝堵塞;③引流管道管徑較小，且閥門(mén)開(kāi)度小，漿液依靠塔內(nèi)壓力流出，流速慢，易導(dǎo)致引流管道和pH計(jì)電極結(jié)垢，造成pH計(jì)檢測(cè)值與實(shí)際值存在較大偏差;④攪拌區(qū)域與循環(huán)泵中參與吸收反應(yīng)的漿液分屬不同區(qū)域，此方式采樣檢測(cè)的pH值與實(shí)際發(fā)生吸收反應(yīng)的漿液pH值存在偏差;⑤防止結(jié)垢需頻繁對(duì)引流管道和pH計(jì)探頭電極進(jìn)行沖洗，對(duì)pH計(jì)電極損傷較大，縮短了儀表使用壽命。

為了檢測(cè)到更接近實(shí)際發(fā)生吸收反應(yīng)的漿液pH值，應(yīng)將pH計(jì)采樣位置改為循環(huán)泵進(jìn)口管路位置，直接對(duì)進(jìn)入循環(huán)泵的漿液進(jìn)行檢測(cè)。

4? pH計(jì)采樣裝置改進(jìn)

為了改進(jìn)pH計(jì)傳統(tǒng)采樣檢測(cè)裝置的不足，現(xiàn)設(shè)計(jì)了一套新型pH計(jì)檢測(cè)裝置，如圖3所示。

新型pH檢測(cè)裝置由脫硫塔漿液引出管、pH檢測(cè)罐、漿液回流管、進(jìn)口蝶閥、出口蝶閥、檢測(cè)裝置沖洗球閥、外部取樣球閥、檢測(cè)罐端蓋等零件組成。

檢測(cè)罐采用玻璃鋼材質(zhì)，具有防腐耐磨、制作簡(jiǎn)單、加工周期短、成本低、重量輕，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

吸收塔鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中預(yù)留出pH檢測(cè)裝置入口管道接口，循環(huán)泵進(jìn)口漿液管制作時(shí)預(yù)留出pH檢測(cè)漿液回流接口。新型檢測(cè)裝置在實(shí)際應(yīng)用中，可再設(shè)置三個(gè)（或四個(gè)）出口，檢測(cè)罐出口連接至其余兩臺(tái)（或3臺(tái)）循環(huán)泵進(jìn)口管路，避免因某臺(tái)循環(huán)泵停機(jī)或檢修影響連續(xù)檢測(cè)pH值的需求。pH檢測(cè)罐上設(shè)置pH儀表安裝口、檢測(cè)裝置沖洗口、外部取樣排放口，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)pH計(jì)更換、維修、沖洗和人工采樣校核精度的需求。

利用循環(huán)泵進(jìn)口運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓，吸收塔漿液沿檢測(cè)罐進(jìn)口管路至pH檢測(cè)罐，通過(guò)進(jìn)口閥的開(kāi)度對(duì)管道內(nèi)漿液流速進(jìn)行調(diào)節(jié)，pH計(jì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流動(dòng)態(tài)的吸收塔塔內(nèi)循環(huán)漿液pH值，檢測(cè)后的塔內(nèi)漿液經(jīng)漿液回流管并入循環(huán)泵進(jìn)口管路，經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入吸收塔噴淋系統(tǒng)。

新型pH計(jì)檢測(cè)裝置很好的解決了pH計(jì)傳統(tǒng)安裝方式存在的問(wèn)題，具備以下優(yōu)點(diǎn)：①新型pH計(jì)檢測(cè)裝置不產(chǎn)生外排漿液，不存在脫硫劑浪費(fèi)現(xiàn)象;②由于新型pH計(jì)檢測(cè)裝置內(nèi)漿液流速可調(diào)，可以避免漿液在管道和pH計(jì)電極產(chǎn)生結(jié)構(gòu)現(xiàn)象;檢測(cè)管路可以選用較大直徑管材，也避免了管道易堵塞的現(xiàn)象;③沖洗新型pH計(jì)檢測(cè)裝置時(shí)可關(guān)閉檢測(cè)罐出口閥門(mén)，打開(kāi)沖洗口閥門(mén)用工藝水沖洗檢測(cè)裝置，罐體內(nèi)部空間可以對(duì)沖洗水起到緩沖的作用，避免了對(duì)pH計(jì)探頭電極的直接沖擊，起到了保護(hù)電極的作用;④需要校核pH計(jì)精度時(shí)，可在取樣口直接取樣，不影響系統(tǒng)運(yùn)行;⑤pH儀表需要維修或更換時(shí)關(guān)閉檢測(cè)罐進(jìn)出口閥門(mén)即可快速維修或更換;⑥系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，如果吸收塔檢修排空，可以關(guān)閉檢測(cè)罐進(jìn)出口閥門(mén)，使檢測(cè)罐內(nèi)留存漿液，不必將pH計(jì)拆下保養(yǎng)維護(hù)（pH計(jì)電極長(zhǎng)時(shí)間放置在空氣中將導(dǎo)致儀表?yè)p壞）。

新型pH計(jì)檢測(cè)裝置可以滿足脫硫系統(tǒng)對(duì)pH值檢測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的需求。

5? 結(jié)語(yǔ)

新型pH計(jì)檢測(cè)裝置解決了電極磨損和結(jié)垢的問(wèn)題，具有良好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，此裝置檢測(cè)的數(shù)值真實(shí)反映了吸收塔內(nèi)參與吸收SO2反應(yīng)的漿液pH值，為煙氣脫硫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。該裝置已在安鋼集團(tuán)閩源特鋼有限公司120m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫項(xiàng)目、北滿特鋼有限公司72m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫項(xiàng)目等工程案例中成功應(yīng)用，并受到用戶一致好評(píng)。

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