用于连续地测量物质中的二元酸浓度的二元酸传感器和方法技术

本发明专利技术提供用于连续地测量物质中的二元酸浓度的二元酸传感器和方法。具体而言，提供了一种用于测量气体清洁过程中的物质中的二元酸浓度的方法，该方法包括以下步骤：通过第一电极(21)和第二电极(30)穿过该物质发送多个电压脉冲，该第一和第二电极(21,30)与该物质接触；接收通过该多个电压脉冲生成的电流响应；和使用多变量数据分析来分析该电流响应，以用于计算该物质中的二元酸浓度。还提供用于执行此种方法的二元酸传感器(10,202)、控制单元(50,202a)和分析单元(60,202b)。

For binary sensor and method for continuously measuring the concentration of a substance in the dicarboxylic acid

The invention provides a method for acid sensor and continuously measuring the concentration of a substance in the dicarboxylic acid. Specifically, a method for measuring the concentration of acid gas cleaning in the material are provided, the method comprises the following steps: (21) through the first electrode and the second electrode (30) through the material transmitting a plurality of voltage pulses, the first and second electrodes (21,30) in contact with the material receiving generation; the current response of the pulse through the plurality of voltage; and the use of multivariate data analysis to analyze the current response, used to calculate the concentration of the substance in dicarboxylic acid. Also provides for the implementation of such methods of dibasic acid sensor (10202), the control unit (50202a) and analysis unit (60202b).

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及二元酸传感器，该二元酸传感器操作以用于连续地测量在气体清洁装置中使用的物质中的二元酸浓度。本公开还涉及用于连续地测量在气体清洁装置中使用的物质中的二元酸浓度的方法。
技术介绍
在许多工业过程中生成含有酸性气体的过程气体。此种工业过程可为燃料诸如煤、油、泥煤、废物、或类似的可燃物在燃烧设备诸如发电站中的燃烧，由此热过程气体或“烟道气体”生成，其含有包括酸性气体的污染物。生成的过程气体需要处理，以用于在将过程气体释放到大气中之前移除其中存在的酸性气体的至少一部分。此种过程气体处理可在湿式洗涤器中提供，诸如在EP 0 162 536中公开的。公开的湿式洗涤器包括吸收液体，该吸收液体与过程气体接触，以用于吸收来自过程气体的酸性气体的至少一部分。与过程气体接触的吸收液体可通过喷嘴而雾化，以与过程气体反应。二元酸(DBA)为脂肪族二元酸产品，其主要含有戊二酸、琥珀酸和己二酸，它们是能够从诸如INVISTA(Koch Industries的全资子公司)(Wichita, Kansas, USA)和Sigma-Aldrich Corporation(St. Louis, Missouri, USA)的公司商业地获得的。DBA为在湿烟道气体脱硫(WFGD)系统内使用来改善二氧化硫移除效率的物质。DBA用作WFGD系统中的缓冲剂，以提高吸收液体吸收二氧化硫的有效性，从而在吸收液体的减小的pH水平下降的情况下从过程气体移除二氧化硫。因此，DBA增大吸收液体的碱性，而不改变吸收液体的pH。因为DBA的使用提高从过程气体移除二氧化硫的效率，故DBA的使用是非常合乎需要的。令人遗憾的是，DBA在WFGD系统中的使用是相对昂贵的。此外，吸收液体中的DBA的过老化(overage)或过量(overdosing)可导致废水处理难度和与其相关的额外花费。因此，为了使WFGD系统操作费用最小化且避免废水处理难度和与其相关的花费，DBA浓度维持为足以实现期望的WFGD系统效率而不使其过量的水平是合乎需要的。因此，需要连续地测量气体清洁装置中的物质中的DBA浓度，以用于过程气体清洁处理过程控制。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种二元酸(DBA)传感器，其操作以连续地测量在气体清洁装置中使用的物质中存在的DBA的浓度，且提供用于连续地测量在气体清洁装置中使用的物质中存在的DBA的浓度的方法。以上目的通过连续地测量在气体清洁过程中使用的物质中存在的DBA浓度的方法实现，该方法包括：通过第一电极和第二电极穿过该物质发送多个电压脉冲，该第一和第二电极与该物质接触；接收通过该多个电压脉冲生成的电流响应；和使用多变量数据分析来分析生成的电流响应来计算存在于该物质中的DBA浓度，以获得计算的DBA浓度。该方法的优点是，可连续地“测量”该物质内的DBA浓度。此外，通过本专利技术，甚至可以以相对较高的准确性来连续地测量相对低的DBA浓度。另外，连续地测量存在于物质内的DBA浓度允许以相对高的准确性进行DBA浓度控制。例如，如果该物质为容纳在将石灰岩用作吸收液体的湿式烟道气体脱硫(WFDG)系统的湿式洗涤器内的吸收液体，则本专利技术提供了存在于吸收液体中的DBA浓度的连续测量，从而控制存在于吸收剂液体内的DBA浓度以用于提高湿式洗涤器SO2移除效率，而没有DBA过量。出于此目的，本方法使用伏安方法来用于测量存在于吸收液体中的DBA浓度。该伏安方法使用通过布置在吸收液体中的DBA传感器的第一和第二电极发送的电压脉冲。第二电极可为大的金属件。第二电极可具有为第一电极的面积的至少20倍大的面积。然后使用多变量数据分析和来自具有已知的二元酸浓度的样本的数学模型来分析通过电压脉冲生成的电流响应，以产生预测模型，该预测模型可用于确定存在于吸收液体中的二元酸浓度来用于其控制。本公开聚焦于连续地测量存在于物质中的DBA浓度。然而，可连续地测量和控制存在于物质中，诸如在容纳在WFGD系统的湿式洗涤器内的石灰岩吸收液体中存在的其他成分，如在本文种针对DBA描述的那样。例如，如在本文中针对DBA公开的那样，可使用硫化物传感器连续地测量用于汞控制的硫化物诸如S2-，该硫化物传感器测量存在于吸收液体内的硫化物浓度，从而控制存在于吸收液体内的硫化物的浓度，以实现期望的汞移除效率。取决于存在于吸收液体内的硫化物的浓度，控制对吸收液体的硫化物添加剂的剂量速率，以实现期望的硫化物浓度且因此实现期望的汞移除效率。作为另一个实例，如在本文中针对DBA公开的那样，可使用亚硫酸盐传感器连续地测量亚硫酸盐如SO32-，该亚硫酸盐传感器测量存在于吸收液体中的亚硫酸盐浓度，从而控制存在于吸收液体内的亚硫酸盐的浓度。取决于在吸收液体内存在的亚硫酸盐的浓度，增多、维持或减少吸收液体的氧化作用。此外，可连续地测量和控制存在于物质中，诸如在容纳在WFGD系统的湿式洗涤器内的石灰岩吸收液体中存在的其他成分，诸如在本文中针对DBA描述的那样。例如，如在本文中针对DBA公开的那样，可分别使用氯化物传感器、溴化物传感器、镁传感器、钠传感器、硝酸盐传感器和亚硝酸盐传感器来测量氯化物Cl-、溴化物Br-、镁Mg2+、钠Na+、硝酸盐NO32-、和亚硝酸盐NO22-，这些传感器分别测量存在于吸收液体中的氯化物、溴化物、镁、钠、硝酸盐、和亚硝酸盐浓度，从而控制存在于其在吸收液体内的浓度，以允许其控制。因此，取决于在吸收液体内存在的氯化物、溴化物、镁、钠、硝酸盐和/或亚硝酸盐的浓度，可增大、维持或减小从湿式洗涤器释放或放出的吸收液体，以实现其期望的浓度，以控制处理效率。更进一步，使用单个传感器如在本文中针对DBA描述的那样连续地测量和控制存在于物质中，如在容纳在WFGD系统的湿式洗涤器内的石灰岩吸收液体中存在的DBA和其他成分。因此，单个传感器如上文所述地被编程以用于连续地测量存在于吸收液体中的第一成分的浓度，且还如上文所述地被编程以用于连续地测量存在于吸收液体中的一种或更多种附加组分的浓度来用于其控制。例如，如上文公开的那样，为了连续地测量DBA的浓度，使用伏安方法的单个传感器通过布置在物质中的多成分传感器的第一电极和第二电极发送脉冲，以测量存在于物质中的第一成分的浓度。第二电极可为大的金属件。第二电极可具有为第一电极的面积的至少20倍大的面积。然后使用多变量数据分析和来自具有已知的第一成分浓度的样本的数学模型来分析通过电压脉冲生成的电流响应，以产生预测模型，该预测模型可用于确定存在于物质中的第一成分浓度来用于其控制。然后，使用伏安方法的同一多成分传感器通过布置在该物质中的第一和第二电极发送脉冲，以测量存在于该物质中的第二成分的浓度。然后使用多变量数据分析和来自具有已知的第二成分浓度的样本的数学模型来分析通过电压脉冲生成的电流响应，以产生预测模型，该预测模型可用于确定存在于该物质中的第二成分浓度来用于其控制。一旦多成分传感器被如此编程，则该单个多成分传感器可用于连续地测量从由以下成分构成的集合中选择的存在于该物质中的两种或更多种成分的浓度以允许其控制：DBA、硫化物、亚硫酸盐、氯化物、溴化物、镁、钠、硝酸盐、和亚硝酸盐。尽管可如本文中公开的那样编程和使用单个传感器以连续地测量存在于物质中的一种或更多种成分的浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量气体清洁过程中的物质中的二元酸浓度的方法(90)，所述方法包括以下步骤：通过第一电极(21)和第二电极(30)穿过所述物质发送(92)多个电压脉冲，所述第一和第二电极(21, 30)与所述物质接触，接收(94)通过所述多个电压脉冲生成的电流响应，和使用多变量数据分析来分析(96)所述电流响应，以用于计算所述物质中的二元酸浓度。

【技术特征摘要】
2015.06.12 EP 15171963.01.一种用于测量气体清洁过程中的物质中的二元酸浓度的方法(90)，所述方法包括以下步骤：通过第一电极(21)和第二电极(30)穿过所述物质发送(92)多个电压脉冲，所述第一和第二电极(21, 30)与所述物质接触，接收(94)通过所述多个电压脉冲生成的电流响应，和使用多变量数据分析来分析(96)所述电流响应，以用于计算所述物质中的二元酸浓度。2.根据权利要求1所述的方法(90)，还包括通过以下来测量存在于所述物质中的至少一种成分的浓度：通过第一电极(21)和第二电极(30)穿过所述物质发送(92)多个电压脉冲，所述第一和第二电极(21, 30)与所述物质接触，接收(94)通过所述多个电压脉冲生成的电流响应，和使用多变量数据分析来分析(96)所述电流响应，以用于计算存在于所述物质中的所述至少一种成分的浓度。3.根据权利要求1所述的方法(90)，其中，发送多个电压脉冲的步骤(92)包括串行地发送所述多个电压脉冲，从而逐步地增大和/或减小电压水平。4.根据权利要求1所述的方法(90)，其中，分析所述电流响应的步骤(96)包括使用多变量数据分析来分析所述电流响应的峰值。5.根据权利要求1所述的方法(90)，其中，穿过所述物质发送的各电压脉冲的量比紧前的电压脉冲高或低0.02-1.0 V。6.根据权利要求2所述的方法(90)...

【专利技术属性】
技术研发人员：R哈肯森，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH