PH計在燒結(jié)脫硫吸收塔的應(yīng)用與分析

譚戈

摘 要：本文介紹了在重鋼新區(qū)1、3#燒結(jié)脫硫石灰石/石膏濕法脫硫工藝生產(chǎn)過程中，應(yīng)用PH計的情況及原理分析。在不斷的使用、操作和現(xiàn)場維護，逐漸摸索出針對生產(chǎn)過程中PH計的維護及注意事項，為燒結(jié)脫硫生產(chǎn)提供有力保障。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)；石灰石/石膏濕法脫硫；PH計；維護保養(yǎng)

中圖分類號：X701.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0029-01

1 前言

燒結(jié)脫硫石灰石/石膏濕法脫硫工藝生產(chǎn)過程中，鈣/硫比、脫硫效率、石膏的品質(zhì)以及石灰石的利用率都需要通過嚴(yán)格控制PH值來實現(xiàn)，通過動態(tài)調(diào)節(jié)石灰石下料量來滿足和適應(yīng)吸收塔內(nèi)漿液濃度和工藝變化的需要，所以PH值的精確控制在脫硫系統(tǒng)中的作用尤為顯著。

脫硫吸收塔的PH值控制必須控制在指定范圍內(nèi)，PH值越高，脫硫效率越好，有利于SO2的吸收，但并意味著PH值越高越好，過高的PH值會增加石灰石消耗，并增加石膏中碳酸鈣含量、降低石膏純度，導(dǎo)致結(jié)垢堵塞的嚴(yán)重后果。[1]相反，PH值過低將導(dǎo)致漿液吸收能力變?nèi)?，一方面SO2的排放量顯著提高，難以達到排放標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，設(shè)備腐蝕也會顯著加劇，不能保證設(shè)備和運行安全，因此選擇合適的PH值運行是非常重要的。

2 PH計的簡要介紹

2.1 PH計測量原理

數(shù)學(xué)上定義pH值為氫離子濃度的常用對數(shù)負(fù)值。即pH=-log[H+]。pH值越趨向于0表示溶液酸性越強，反之，越趨向于14表示溶液堿性越強，在常溫下，pH=7的溶液為中性溶液。

離子活度是電解質(zhì)溶液中參與電化學(xué)反應(yīng)的離子的有效濃度的表示。公式為α=γc，其中α為離子的活度；γ為離子的活度系數(shù)；c為離子的濃度。γ通常小于1，當(dāng)溶液最大化稀時離子間相互作用趨近于零，此時活度系數(shù)趨近于1，活度等于溶液的實際濃度。日常生活中，水溶液H離子的濃度非常小，所以H離子的活度基本等同于濃度。根據(jù)能斯特方程，離子活度與電極電位成正比，此時測定了電位，即可確定離子活度。

能斯特方程：

其中E為電位，E0為電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓，T為絕對溫度，F(xiàn)為法拉弟常數(shù)，n為被測離子的化合價，ln（aH3O+）為離子活度a（H3O+）的對數(shù)[2]。

2.2 PH計的結(jié)構(gòu)及分類

PH計由復(fù)合電極和電流計組成，其中復(fù)合電極包含指示電極和參比電極，大部分PH指示電極為玻璃電極。玻璃電極由玻璃支桿、玻璃膜、內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液、電線、電極帽等構(gòu)成。參比電極可以提供恒定的電位，作為偏離電位的參照。玻璃電極對溶液中的氫離子敏感，通過氫離子的變化及時反映出電位差。玻璃電極的電位取決于被測溶液的PH值，只要測出電位的變化值，就可以得出溶液的PH值。

電流計用來測量整體電位，可以在含有極大電阻的電路中捕捉微小的電位變化，并在二次表中顯示出來。

PH計的分類：

（1）根據(jù)應(yīng)用場合分類有筆式PH計；便攜式PH計；實驗室PH計；工業(yè)PH計。（2）據(jù)儀器精度分類有0.2級、0.1級、0.02級、0.01級和0.001級，數(shù)字越小，精度越高。（3）根據(jù)讀數(shù)指示分類為指針式和數(shù)字顯示式二種。（4）根據(jù)元器件類型分類有晶體管式、集成電路式和單片機微電腦式。

3 PH計在脫硫中的應(yīng)用

重鋼1#燒結(jié)脫硫PH計安裝位置由吸收塔高度2m處的DN80的取樣管引出，經(jīng)電動閥門到垂直PH計緩沖管（pH計緩沖管尺寸：直徑為80mm高為500mm），PH計緩沖管的作用是降低漿液經(jīng)過PH計流速并減少PH計磨損，漿液經(jīng)過PH計緩沖管的溢流管排至地溝，在吸收塔取樣管至PH計緩沖管道上開孔增加反沖洗水電動閥。電動閥可調(diào)整并保證進入PH計緩沖管的流量始終保持溢流管有漿液排入地溝；當(dāng)反沖洗時關(guān)閉吸收塔取樣管電動閥，開啟沖洗水管電動閥。見圖1。

通過該PH現(xiàn)場安裝方式降低了PH計電極的漿液流速，減少了PH計電極磨損，降低了設(shè)備和維護成本的同時，也讓測量更加準(zhǔn)確，確保了脫硫系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行，達到了連續(xù)監(jiān)測的效果。[3]

4 PH計的維護及注意事項

在長期的使用維護過程中，必須通過定期校驗才能滿足測量的精度要求。校驗通過配置pH4和pH7兩種標(biāo)定液，然后取下PH計探頭，清洗后分別放入標(biāo)定液中進行。

校驗開始后，通過操作PH計二次表，進入菜單，選擇Calibrate（校準(zhǔn)），先按Enter進入校準(zhǔn)的下一個菜單，對Sensor進行校準(zhǔn)，然后按Enter鍵進入2 pointBuffer，就可以進行PH4和PH7的校準(zhǔn)工作。當(dāng)屏幕顯示2 point buffer pleasewait時，將探頭插入標(biāo)定液中，就會自動校準(zhǔn)PH值。

進行第一種標(biāo)定液的校驗時，屏幕顯示PT1=7.00PH，信號穩(wěn)定5秒鐘，就會出現(xiàn)2 point Buffer in 2nd solution，將探頭從第一種標(biāo)定液中取出用水清洗后，再將探頭放入第二種標(biāo)定液中，當(dāng)2 point bufferpleasewait出現(xiàn)時，表示探頭正在校準(zhǔn)，當(dāng)讀數(shù)不再發(fā)生變化后，按Enter鍵進行確認(rèn)。

屏幕出現(xiàn)“A PH Slope XX.XmV/PH”，表示的是測量探頭的性能斜率值，（介于54和62之間），達到該區(qū)間后，按Enter鍵結(jié)束校準(zhǔn)步驟。

PH計在因為在高阻抗的條件下運行過程中，、日常維護工作的好壞會對PH計產(chǎn)生直接影響，為此在維護時必須做到以下幾點：

（1）不能倒置玻璃電極，電極內(nèi)管不能有氣泡，否則必須拆下進行清洗；（2）保證玻璃接線柱、引線的清潔狀況，不能沾染油膩、受潮，容易導(dǎo)致檢測誤差；（3）在安裝拆卸PH計探頭時，務(wù)必防止玻璃電極球泡的碰撞，并做到定時清洗。（4）PH計還要注意電纜的受潮情況，一旦電纜受潮，會導(dǎo)致二次表不能采集電極的高阻低壓信號。

5 結(jié)語

面對環(huán)保法日益嚴(yán)厲的現(xiàn)狀，企業(yè)達到及時準(zhǔn)確有效進行脫硫工藝操作的目的，一定要定期維護好測量儀表，只有當(dāng)PH計測量準(zhǔn)確，控制好吸收塔中漿液的PH值，隨時監(jiān)控SO2排量的變化，才能保證生產(chǎn)連續(xù)性和設(shè)備完好性，從長遠利益來看，也為企業(yè)降低了成本打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]胡銘.探討煙氣脫硫中pH值測量系統(tǒng)的幾種方案[J].工業(yè)控制計算機，2017，30（7）：161-161.

[2]田繼遠.pH計原理及有效操作[J].啤酒科技，2005，（5）：57-58.

[3]董勇衛(wèi).脫硫石膏漿液pH值測量裝置改進[J].設(shè)備管理與維修，2012，（10）：62-62.endprint