PH計在燒結脫硫吸收塔的應用與分析

譚戈

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

關鍵詞：燒結；石灰石/石膏濕法脫硫；PH計；維護保養

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

1 前言

燒結脫硫石灰石/石膏濕法脫硫工藝生產過程中，鈣/硫比、脫硫效率、石膏的品質以及石灰石的利用率都需要通過嚴格控制PH值來實現，通過動態調節石灰石下料量來滿足和適應吸收塔內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，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，導致結垢堵塞的嚴重后果。[1]相反，PH值過低將導致漿液吸收能力變弱，一方面SO2的排放量顯著提高，難以達到排放標準；另一方面，設備腐蝕也會顯著加劇，不能保證設備和運行安全，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

數學上定義pH值為氫離子濃度的常用對數負值。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。

離子活度是電解質溶液中參與電化學反應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；c為離子的濃度。γ通常小于1，當溶液最大化稀時離子間相互作用趨近于零，此時活度系數趨近于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為電極的標準電壓，T為絕對溫度，F為法拉弟常數，n為被測離子的化合價，ln（aH3O+）為離子活度a（H3O+）的對數[2]。

2.2 PH計的結構及分類

PH計由復合電極和電流計組成，其中復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、內參比電極、內參比溶液、電線、電極帽等構成。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）根據應用場合分類有筆式PH計；便攜式PH計；實驗室PH計；工業PH計。（2）據儀器精度分類有0.2級、0.1級、0.02級、0.01級和0.001級，數字越小，精度越高。（3）根據讀數指示分類為指針式和數字顯示式二種。（4）根據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計在脫硫中的應用

重鋼1#燒結脫硫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過PH計流速并減少PH計磨損，漿液經過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；當反沖洗時關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，降低了設備和維護成本的同時，也讓測量更加準確，確保了脫硫系統安全、穩定、高效運行，達到了連續監測的效果。[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pH7兩種標定液，然后取下PH計探頭，清洗后分別放入標定液中進行。

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

進行第一種標定液的校驗時，屏幕顯示PT1=7.00PH，信號穩定5秒鐘，就會出現2 point Buffer in 2nd solution，將探頭從第一種標定液中取出用水清洗后，再將探頭放入第二種標定液中，當2 point bufferpleasewait出現時，表示探頭正在校準，當讀數不再發生變化后，按Enter鍵進行確認。

屏幕出現“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），達到該區間后，按Enter鍵結束校準步驟。

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，容易導致檢測誤差；（3）在安裝拆卸PH計探頭時，務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，會導致二次表不能采集電極的高阻低壓信號。

5 結語

面對環保法日益嚴厲的現狀，企業達到及時準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PH計測量準確，控制好吸收塔中漿液的PH值，隨時監控SO2排量的變化，才能保證生產連續性和設備完好性，從長遠利益來看，也為企業降低了成本打下了堅實的基礎。

參考文獻

[1]胡銘.探討煙氣脫硫中pH值測量系統的幾種方案[J].工業控制計算機，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.脫硫石膏漿液pH值測量裝置改進[J].設備管理與維修，2012，（10）：62-62.endprint