一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术包括脱硫吸收塔、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。本发明专利技术具有准确、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。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置及其工作方法
本专利技术涉及一种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

技术介绍
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。（4）pH值经常在某一固定值左右，基本不变化。pH装置安装在石膏浆液排出主管道的旁路管上，管径较小。为防止管道堵塞，不得不增加了管道水冲洗系统，为此又增加了一些电动门和手动门。这些阀门既增加了运行维护费用，而且由于阀门的节流特性，又增加了一些堵塞点。管道堵塞导致需测量的浆液无法进到pH计测量区，pH计测量的只是残存的冲洗水或浆液的pH值，该值的特点就是某一固定值，不变化。造成的后果：（1）pH电极及保护套管经常被磨损、破裂，无法使用。（2）由于管道频繁堵塞，为了不影响对脱硫效率的控制，运行人员只好增加管道冲洗。每个班次至少要冲洗4～5次，这样运行人员劳动强度大大增加。（3）由于不能及时真实地反映吸收塔内石膏浆液的实时pH值，运行人员只得每隔1个小时就在人工取样口进行人工取样，再送到化学实验室化验，以尽量掌握吸收塔内石膏浆液的当前pH值。这样既增加了运行人员的劳动强度，又增加了实验室化验的费用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不能实时、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，提供一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置及其工作方法。该装置测量具有准确、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，减少许多繁琐的人工操作，减小维修工作量，显著降低维护费用。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置，包括脱硫吸收塔，其特征在于，还包括底座、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；所述底座为中空的结构，所述底座与脱硫吸收塔固定，且底座与脱硫吸收塔连通；所述手动隔膜球阀设置在底座上，所述pH电极拆卸式固定在底座上，且pH电极位于脱硫吸收塔与手动隔膜球阀之间；所述底座通过一号信号传递电缆与pH二次仪表连接，所述pH二次仪表通过二号信号传递电缆与DCS设备连接。进一步而言，所述脱硫吸收塔内盛装有脱硫浆液，所述pH电极与脱硫浆液接触。进一步而言，所述底座固定在脱硫吸收塔的下部。进一步而言，所述脱硫吸收塔上固定有多个底座，多个底座布置在脱硫吸收塔的不同位置；所述pH二次仪表设置有多台，或者，所述pH二次仪表设置有多个通道。上述的脱硫石膏浆液pH值在线测量装置的工作方法如下：石灰浆液在浆液输入泵的作用下进入脱硫吸收塔备用，烟气中的SO2与脱硫吸收塔内的石灰浆液反应生成酸性石膏浆液，pH电极测量混合浆液的pH值，通过一号信号传递电缆将测得的pH值传送到pH二次仪表，经pH二次仪表处理后通过二号信号传递电缆传送到DCS设备；手动隔膜球阀用以确保检修时隔离浆液，防止脱硫吸收塔内的浆液渗出；当脱硫吸收塔内浆液的pH值达到规定值时，此时，脱硫吸收塔内浆液大部分为石膏浆液，启动浆液排出泵将脱硫吸收塔内浆液排出；之后，向脱硫吸收塔注入石灰浆液，继续脱除烟气中的SO2。进一步而言，在脱硫吸收塔的底部、浆液输入泵和浆液排出泵之间距离脱硫吸收塔底部2m的高位置，开Φ133的孔，固定pH电极；pH电极直接浸入石膏浆液中，实现在线测量；pH电极始终和脱硫吸收塔内的浆液接触，实现全程实时测量，而且测量稳定可靠，不需要运行人员手工取样测量。进一步而言，所述脱硫石膏浆液pH值在线测量装置在保证测量精度的前提下，安装在距离脱硫吸收塔的搅拌器1.5m的位置，由于该位置处浆液旋转速度不快，能有效避免搅拌器搅动的浆液高速旋转所造成的pH电极磨损。进一步而言，在所述脱硫吸收塔上同一安装高度处，相隔约1m～1.2m的地方安装两支或多支脱硫石膏浆液pH值在线测量装置，实现脱硫PH测量值的比对及交替维护。采用该方法安装的PH测量装置，可以相互之间进行比对、互换，还可以在DCS设备中进行多路测量信号组合处理，有效地提高了PH测量值的准确度。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：通过安装在脱硫吸收塔上的pH组合测量装置将pH电极直接插入脱硫吸收塔内石膏浆液中，既提高了pH值的测量精度，又保证了测量的在线实时性。采用手动隔膜球阀，实现了在不影响工艺运行状态下的在线插拔、维护电极。本专利技术中底座采用高耐磨性的特种合金材料，安装在浆液流动性较小的位置。同时在相隔不远本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置，包括脱硫吸收塔，其特征在于，还包括底座、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；所述底座为中空的结构，所述底座与脱硫吸收塔固定，且底座与脱硫吸收塔连通；所述手动隔膜球阀设置在底座上，所述pH电极拆卸式固定在底座上，且pH电极位于脱硫吸收塔与手动隔膜球阀之间；所述底座通过一号信号传递电缆与pH二次仪表连接，所述pH二次仪表通过二号信号传递电缆与DCS设备连接。

【技术特征摘要】
1.一种脱硫石膏浆液pH值在线测量装置，包括脱硫吸收塔，其特征在于，还包括底座、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；所述底座为中空的结构，所述底座与脱硫吸收塔固定，且底座与脱硫吸收塔连通；所述手动隔膜球阀设置在底座上，所述pH电极拆卸式固定在底座上，且pH电极位于脱硫吸收塔与手动隔膜球阀之间；所述底座通过一号信号传递电缆与pH二次仪表连接，所述pH二次仪表通过二号信号传递电缆与DCS设备连接。2.根据权利要求1所述的脱硫石膏浆液pH值在线测量装置，其特征在于，所述脱硫吸收塔内盛装有脱硫浆液，所述pH电极与脱硫浆液接触。3.根据权利要求1所述的脱硫石膏浆液pH值在线测量装置，其特征在于，所述底座固定在脱硫吸收塔的下部。4.根据权利要求1所述的脱硫石膏浆液pH值在线测量装置，其特征在于，所述脱硫吸收塔上固定有多个底座，多个底座布置在脱硫吸收塔的不同位置；所述pH二次仪表设置有多台，或者，所述pH二次仪表设置有多个通道。5.一种如权利要求1-4中任一项权利要求所述的脱硫石膏浆液pH值在线测量装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：石灰浆液在浆液输入泵的作用下进入脱硫吸收塔备用，烟气中的SO2与脱硫吸收塔内的石灰浆液反应生成酸性石膏浆液，pH电极测量混合浆液的pH值，通过一号信号传递...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳长海，刘林波，蔚伟，董霖，田雨升，马亮，张锷，李振梁，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33