CN105467954B - 一种石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明尤其涉及一种石灰石石膏法脱硫浆液ORP与pH双控制的方法及装置。首先通过石灰石浆液循环量将pH调节在适宜脱硫系统运行的范围内，随后在当前pH条件下，测得的样品槽和对比槽内脱硫浆液的pH、ORP、DO值，以及HSO₃ ^﹣和SO₄ ^2‑的含量数据发送至运算中心进行分析，计算样品槽内和完全氧化状态下脱硫浆液的信号偏差，通过信号偏差确定脱硫浆液的氧化情况和需氧量，并将该信号发送至氧化风机对氧化风量进行控制，从理论深度精确控制脱硫浆液的氧化，控制石膏的成核及结晶情况，有利于生产高品质的石膏，降低氧化风机电耗，节约脱硫系统运行成本。本发明通过实时ORP与pH在线监控调整，可实现脱硫系统最优化。

Description

一种石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的方法及装置

技术领域

本发明属于化工技术领域，特别涉及一种石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的方法及装置。

背景技术

石灰石-石膏湿法作为燃煤锅炉主要烟气脱硫技术，具有一系列优点，目前在国际上应用已相当广泛。脱硫的机理是将烟气引入吸收塔，烟气中的SO₂与喷淋浆液中的石灰石(主要成分是CaCO₃)反应，再被空气氧化，副产品为石膏(CaSO₄·2H₂O)晶体。石膏浆液的主要品质指标是氧化程度和pH。目前的湿法脱硫技术中，由于酸性石膏腐蚀性强，碱性石膏粘结力低并影响结晶，pH要求小于7并接近中性，一般控制在4.6～5.9为宜。氧化程度为亚硫酸盐氧化至硫酸盐的程度，要求高于98％。亚硫酸盐作为一种晶体污染物，含量高时会引起系统结垢，并影响建材质量，含量过高还会引起石灰石闭塞，危及系统安全运行。为了保证氧化程度，氧化风量必须能够满足系统要求。如果氧化空气不足，氧化不充分，会导致生成硫代硫酸盐，增加浆液COD；石灰石浆液中二价汞会以零价汞再释放到烟气中；石膏浆液中亚硫酸盐会超标，无法生成合格的石膏晶体，吸收塔内会结垢严重；此外，亚硫酸钙颗粒粒度小，使石膏脱水变得很困难，严重影响石膏品质。但是，过量的氧气鼓入也会导致一系列问题，比如浆液中的部分重金属价态会提高，其溶解度下降(比如锰离子)，毒性增强(比如铬离子)，增加鼓风机能耗；过氧化产生的氧化性物种会导致后续脱硫废水处理变得更为困难，等等。

为了解决湿法脱硫工艺中石灰石浆液氧化控制问题，近年来，国内外的研究人员进行了一系列的研究，公开号为CN 103768902 A的中国发明专利公开了一种湿法烟气脱硫工艺中亚硫酸浆液氧化方法及其设备；公开号为CN204044133 U的中国实用新型专利，公开了一种浆液品质测量监控装置；公开号为CN 1698930 A的发明专利，公开了一种烟道气脱硫方法和烟道气脱硫体系；公开号为CN 1090045 C的发明专利，公开了一种控制烟道气脱硫方法中亚硫酸盐氧化的方法。这些方法普遍都认识到石灰石浆液氧化程度难以控制的问题，设计专门的亚硫酸盐测定装置，分析浆液中亚硫酸盐含量，或者利用放电装置将氧化风转化为含有臭氧和原子氧等活性物质的活性气体后，注入到浆液池氧化亚硫酸盐，这种方法尽管活性物质的利用效率较高，但是放电系统属于增设的能耗设备，能耗增加。公开号为JP 1090045 C的日本发明专利，采用ORP(氧化还原电位)控制亚硫酸盐的氧化程度，但其脱硫系统既包含SO₂气体的吸收，又包括亚硫酸盐的后续氧化，是一个连续复杂的工况，因此单独考虑ORP控制是不合理的，需要将ORP与pH两个指标综合起来，寻找SO₂气体的吸收和氧化速率的完美结合点。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的方法及装置。

一种石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的装置，所述装置包括脱硫塔1、循环泵4和氧化风机8，原烟气2入口位于脱硫塔1的中下部，洁净烟气3的出口位于脱硫塔1的顶部，循环泵4连接在脱硫塔1的石灰石浆液循环侧线上，脱硫塔1底部的石膏排出口通过石膏排出泵5与脱水系统6相连，脱硫塔1的氧化段布置有采样点，采样点通过进液管道11与测量系统9相连，测量系统9连接至运算中心10，运算中心10与氧化风机8相连；

所述测量系统9包括测量槽14和硫酸根离子在线测定仪，所述测量槽14由样品槽12和对比槽13组成，样品槽12和对比槽13分别与进液管道11连通，样品槽12内安装有样品槽pH电极15Y、样品槽ORP电极16Y和样品槽溶解氧电极17Y，对比槽13内安装有对比槽pH电极15D、对比槽ORP电极16D和对比槽溶解氧电极17D，对比槽13内布置曝气装置20，曝气装置20与风机19相连；样品槽12和对比槽13分别与硫酸根离子在线测定仪连接。

优选地，所述测量槽14底部为锥形，锥形尖部设进液口与进液管道11连通；测量槽14的中间，对应进液管道11的位置由隔板隔开，分成左右并列的样品槽12和对比槽13，隔板底端与测量槽14的底部之间形成开口，采用底端进液方式，使石灰石浆液分流进入样品槽12和对比槽13内，保证进液不分层、不沉淀，被测溶液均一。

优选地，所述脱硫塔1的氧化段上中下各均匀布置2-6个采样点，采样点分别连接至进液管道11，用以对不同位置的石灰石浆液进行测量。同高度的2-6个采样点用于平行试验，上中下三个高度的采样点的布置可解决石灰石浆液不均匀的问题。

所述氧化风机8为变频风机，根据不同工况和运算中心10的控制指示进行调频。

所述样品槽12和对比槽13内安装电极自冲洗设备，所述电极自冲洗设备包括溶液喷淋装置22，溶液喷淋装置22安装在电极附近，在采样测量的间歇期对各电极喷射盐酸水溶液，通过冲刷或溶解进行清洗。对电极的清洗可防止电极堵塞，保证数据的准确性，同时延长了电极的使用寿命。

所述盐酸水溶液的浓度为0.05～0.2mol/L。

优选地，所述电机自冲洗设备还包括样品槽12内设置在各电极附近的样品槽超声波发生器18Y和对比槽13内设置在各电极附近的对比槽超声波发生器18D，样品槽超声波发生器18Y和对比槽超声波发生器18D分别发出超声波，采用超声波清洗和溶液喷射清洗组合的方法对样品槽12和对比槽13内的各电极进行自动清洗，清洗效果更好。超声波的强弱通过调节超声波的振荡频率进行调节。

进一步优选地，样品槽12内的样品槽超声波发生器18Y和对比槽13内的对比槽超声波发生器18D，均采取纵向安装方式，即超声波探头安装在电极的下方。

采用上述装置进行石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的方法，包括以下步骤：

1)循环泵4对脱硫塔1内的石灰石浆液进行循环，通过调节石灰石浆液循环量控制塔内的pH值；

2)将脱硫塔1中的石灰石浆液通过进液管道11分别收集在样品槽12和对比槽13中；

3)风机19通过曝气装置20对对比槽13的石灰石浆液进行鼓风，使对比槽13的石灰石浆液保持在完全氧化状态；样品槽pH电极15Y、样品槽ORP电极16Y和样品槽溶解氧电极17Y分别测定样品槽12内石灰石浆液的pH、ORP和DO值；对比槽pH电极15D、对比槽ORP电极16D和对比槽溶解氧电极17D分别测定对比槽13内完全氧化状态下石灰石浆液的pH、ORP和DO值；同时，硫酸根离子在线测定仪分别测定样品槽12和对比槽13内石灰石浆液中HSO₃ ^﹣和SO₄ ^2-的含量；

4)将测得的样品槽12和对比槽13内石灰石浆液的pH、ORP、DO值，以及HSO₃ ^﹣和SO₄ ^2-的含量数据发送至运算中心10，运算中心10的微分处理器进行分析，计算样品槽12内和对比槽13内石灰石浆液的信号偏差，通过信号偏差确定石灰石浆液的氧化情况和需氧量，并将该信号发送至氧化风机8，通过控制氧化风机8的运行数目、调频转速和/或风管阀门开度对氧化风量进行控制。

(1)pH控制原理

在水中，气相SO₂被吸收并生成H₂SO₃：

SO₂(g)→SO₂(l)

SO₂(l)+H₂O(l)→HSO₃ ^﹣+H⁺

HSO₃ ^﹣→H⁺+SO₃ ^2﹣

产生的H⁺促进了CaCO₃的溶解，生成了一定浓度的Ca²⁺：

H⁺+CaCO₃→HCO₃ ^﹣+Ca²⁺

Ca²⁺与SO₃ ^2-或HSO₃ ^﹣结合，生成CaSO₃和Ca(HSO₃)₂：

Ca²⁺+SO₃ ^2-→CaSO₃

Ca²⁺+2HSO₃ ^﹣→Ca(HSO₃)₂，

因此，脱硫反应的基础是溶液中H⁺的生成，只有H⁺的存在才能促进Ca²⁺的生成，故吸收速率主要取决于溶液的pH值。但是低pH抑制SO₂的吸收，当pH降到4.5以下时，抑制作用加剧，脱硫效率大大降低，并且加剧了脱硫系统的金属腐蚀；高pH值意味着浆液中石灰石的浓度较高，并且利于SO₂的吸收，但是随着石灰石浆液pH的升高，石灰石的消溶速率急剧降低，消溶时间延长，活性降低，这样又降低了脱硫速率。除此之外，高pH值的脱硫产物为半水硫酸钙，其溶解度更低，大量的过饱和半水硫酸钙结晶析出，造成结垢和脱水困难。因此，控制合理的pH是保证脱硫效率的关键。

(2)ORP控制原理

ORP是指以氧化还原电极的平衡电极电位表示溶液的氧化能力强弱的量，ORP值越大，氧化力越强。系统的氧化还原电位是多种氧化物和还原物进行氧化还原反应的综合结果，对脱硫系统而言，ORP是反应整个系统氧化还原状态的综合指标。

石灰石浆液的氧化方程是：2CaSO₃+O₂→2CaSO₄，其本质上是一个氧化还原反应，在pH＝4-5的条件下，SO₂溶于水主要以HSO₃ ^﹣形式存在，因此可以写成如下两个半反应：

负极：2HSO₃ ^﹣+2H₂O→2SO₄ ^2-+6H⁺+4e^-

正极：O₂+4H⁺+4e^-→2H₂O

总反应方程式：

化简得(2)式：

由于进入石灰石浆液中的SO₂主要以HSO₃ ^﹣形式存在，[HSO₃ ^﹣]近似等于进入体系中SO₂含量与转化成氧化态[SO₄ ^2-]的差值，即C_in(SO₂)-C_out(SO₂)-[SO₄ ^2-]。

氧化风量不足导致亚硫酸盐氧化不充分，石膏中亚硫酸钙含量较高，不仅降低了石膏品质，并且不利于石膏的后续脱水问题。但在石灰石浆液体系氧气含量并不是越高越好，一方面较高的氧含量代表着较高的氧化风机能耗，增加了脱硫成本；另一方面对于石灰石浆液中的其他物种也带来影响，比如促进了Se⁴⁺向Se⁶⁺转化，而Se⁶⁺难于生成沉淀或发生沉降；过氧化同样导致了硫向高价态物种的转化，生成的S₂O₆ ^2-(连二硫酸根离子)，导致脱硫废水的COD值升高，而且生成的S₂O₈ ^2-(过二硫酸根离子)氧化性极强。由能斯特方程我们知道，石灰石浆液体系的ORP与氧气含量的对数呈正相关：氧气含量越高，ORP值也越高。因此ORP控制可实现亚硫酸盐的精确氧化。

(3)pH与ORP双控制的原理

石灰石浆液的氧化是一个复杂的反应体系，既需要pH进行调控，又需要ORP的控制，因此建立ORP与pH之间的耦合，即燃煤电厂湿法烟气石灰石-石膏法脱硫中，石灰石浆液的ORP与pH双控制极为重要。本发明在pH控制的基础上引进ORP指标，旨在提出湿法脱硫中，石灰石浆液制备石膏过程控制的新型方案，即采用ORP与pH双控制的策略。从能斯特方程也可以看出，ORP是多个变量的函数，其中包括pH，而pH又影响了HSO₃ ^﹣/SO₃ ^2-的分布系数，进而对ORP产生影响。图3为理想状态下S(IV)-S(VI)-H₂O体系的ORP-pH图。不同pH条件下，H₂SO₃、HSO₃ ^﹣和SO₃ ^2-有不同的分布系数，其组分往往是混合物。因此，绘制图3时做了如下定义：若H₂SO₃、HSO₃ ^﹣和SO₃ ^2-中的某一组分含量超过50％，就将这一优势组分看做此体系的唯一组分，同时SO₄ ^2-和HSO₃ ^﹣的浓度统一定义为0.01mol/L。图3中，①、②、③分别为四价硫氧酸向六价硫酸盐转化的ORP-pH图，④、⑤分别表示亚硫酸的解离常数pK_a1、pK_a2分别对应的pH值。a代表氢线，b代表氧线，低于a线发生析氢反应，高于b线发生析氧反应，a、b之间的区域为常压下水的稳定区域。从图中不难发现，在水的稳定区域，H₂SO₃、HSO₃ ^﹣、SO₃ ^2-和SO₄ ^2-四者均可以稳定存在，但在特定的pH条件下，不同的氧化还原电位E可以决定S物种是以四价还是六价形式存在，即是否可以将四价硫氧化为六价硫。在实际的石灰石浆液氧化调控过程中，首先通过石灰石浆液循环量将pH调节在适宜脱硫系统运行的范围内，随后在当前pH条件下，通过调节氧化风机的氧化风量，将ORP的值调节在S(IV)与S(VI)的临界值之上，使之发生S(IV)向S(VI)的转化反应。通过实时ORP与pH在线监控调整，实现脱硫系统最优化。

本发明的有益效果为：

本发明提出了湿法脱硫中，石灰石浆液制备石膏过程控制的新型方案，首次引进ORP控制手段，建立ORP与pH、DO、SO₄ ^2-的含量，以及HSO₃ ^﹣的含量之间的耦合关系模型，从理论深度精确控制石灰石浆液的氧化。ORP作为石膏生成过程的重要指标，利用ORP与pH双控制，根据石灰石浆液内部的实际氧化状况进行氧化风量的控制，精确控制石膏的成核及结晶情况，有利于生产高品质的石膏，降低氧化风机电耗，节约脱硫系统运行成本；通过双控制严格控制石膏排除泵的运行情况，防止过氧化现象的发生，可有效降低废水COD值，减少废水处理成本，同时降低浆液起泡给石膏排除系统带来的危害。

本发明采用ORP与pH双控制的策略，实时ORP与pH在线监控和精确控制，使亚硫酸盐彻底氧化，且氧化速率保持在较高水平，最大限度的影响石膏成核效果，实现脱硫系统最优化。在严格控制石灰石浆液氧化的基础之上，实现了在线连续测定，节约了大量的人力和财力。本发明还提供了实施该方案的装置，可广泛应用于各电厂脱硫系统氧化控制单元，实现精确控制氧化空气的加入量以及生产高品质的石膏。本发明的实施可为企业带来显著经济效益，并具有良好的环境与社会效益。

附图说明

图1为石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制氧化单元示意图；

图2为测量系统及电极自冲洗设备示意图；

图3为S(IV)-S(VI)-H₂O体系的电位-pH图；

图4为实施例2中亚硫酸钙氧化过程ORP变化曲线。

标号说明：1-脱硫塔；2-原烟气；3-洁净烟气；4-浆液循环泵；5-石膏排出泵；6-脱水系统；7-氧化风机阀门；8-氧化风机；9-测量系统；10-运算中心；11-进液管道；12-样品槽；13-对比槽；14-测量槽；15D-对比槽pH电极；15Y-样品槽pH电极；16D-对比槽ORP电极；16Y-样品槽ORP电极；17D-对比槽溶解氧电极；17Y-样品槽溶解氧电极；18D-对比槽的超声波发生器；18Y-样品槽的超声波发生器；19-风机；20-曝气装置；22-溶液喷淋装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

实施例1

下面是ORP与pH双控制对脱硫系统进行具体调控过程的说明：

如图1所示，燃烧除尘后原烟气2从底部进入脱硫塔1，洁净烟气3从塔顶排出。循环泵4对脱硫系统的石灰石浆液进行循环，吸收SO₂的石灰石浆液转化为亚硫酸钙，通过氧化风机8为脱硫塔1的氧化段提供氧化空气发生氧化，生成的石膏由石膏排出泵5进入脱水系统6。在脱硫塔1氧化段的上中下各均匀布置4个采样点，采样点所采石灰石浆液通过进液管道11进入测量系统9，测量系统9对石灰石浆液进行各项指标的检测，发送至运算中心10对pH和氧化风机8进行控制。

以下是根据测量系统的反馈数据进行具体调控的说明：

如图2所示，测量槽14底部为锥形，锥形尖部设进液口与进液管道11连通；测量槽14的中间，对应进液管道11的位置由隔板隔开，分成左右并列的样品槽12和对比槽13，隔板底端与测量槽14的底部之间形成开口。脱硫塔1采样点所采石灰石浆液通过进液管道11从底部进入测量槽14，使石灰石浆液分流进入样品槽12和对比槽13内进行检测。样品槽12内安装有样品槽pH电极15Y、样品槽ORP电极16Y和样品槽溶解氧电极17Y，对比槽13内安装有对比槽pH电极15D、对比槽ORP电极16D和对比槽溶解氧电极17D，对比槽13内还布置曝气装置20，曝气装置20与风机19相连，风机19通过曝气装置20对对比槽13的浆液进行鼓风，使对比槽13的浆液保持在完全氧化状态。此时，对比槽pH电极15D、对比槽ORP电极16D和对比槽溶解氧电极17D分别测定对比槽13中完全氧化状态下石灰石浆液的pH、ORP和DO值，样品槽pH电极15Y、样品槽ORP电极16Y和样品槽溶解氧电极17Y分别测定样品槽12内石灰石浆液的的pH、ORP和DO值，同时硫酸根离子在线测定仪分别测定样品槽12和对比槽13内石灰石浆液中HSO₃ ^﹣和SO₄ ^2-的含量；将上述测量数据反馈到与测量系统9相连接的运算中心10，计算出样品槽12内石灰石浆液和对比槽13内完全氧化状态下石灰石浆液的信号偏差。运算中心10是根据经典Nernst方程，结合实时在线监测石灰石浆液参数建立的ORP-需氧量变化模型，通过信号偏差对氧化风机8发出控制信号，为石灰石浆液的氧化进行调控，使石灰石浆液维持在完全氧化状态水平。通过pH和ORP双控制达到精确控制石灰石浆液氧化的目的，氧化风机8能耗降低30％，废水COD降至20mg/L以下。

在样品槽12和对比槽13内安装电极自冲洗设备，电极自冲洗设备包括溶液喷淋装置22，溶液喷淋装置22安装在电极附近，在采样测量的间歇期对各电极喷射0.1mol/L的盐酸水溶液进行清洗，溶液的喷射由程序控制器控制。同时，样品槽超声波发生器18Y和对比槽超声波发生器18D分别发出超声波，采用超声波清洗和溶液喷射清洗组合的方法对各电极进行自动清洗。

实施例2

根据脱硫机理和能斯特方程可知，脱硫反应的ORP与DO、pH、[HSO₃ ^﹣]和[SO₄ ^2﹣]有关。

ORP和pH双控制下的亚硫酸钙氧化的初步试验：实验过程中，底物为亚硫酸钙溶液，浓度为30mmol/L，调节溶液pH为6，试验温度为36℃。

底物浓度和初始pH保持一致，采用不同的空气流量对亚硫酸钙溶液进行氧化研究，结果图4所示。可以看出，亚硫酸钙氧化过程中，ORP发生了变化，其变化大致分为四个阶段：初期上升阶段、中间平稳下降阶段、稳定阶段和缓慢回升阶段。在初期上升阶段，亚硫酸钙缓慢溶解在溶液中，随着空气的通入，浆液中溶解氧含量上升，且氧的通入量远远大于亚硫酸钙氧化成硫酸钙的耗氧量，因此浆液中的溶解氧得到积累。由于氧含量与电位成正相关，因此电位表现为上升；在平稳下降阶段，随着溶解态的亚硫酸钙逐渐被消耗，未消解的亚硫酸钙开始溶解，以补充消耗掉的亚硫酸钙，在这个过程中，氧气大量被消耗，因此电位开始平稳下降；浆液中的氧的通入与氧的消耗达到一个动态平衡，使得浆液中的溶解氧维持在一个恒定的水平，即图4中的稳定阶段；最后亚硫酸钙大部分得到氧化，氧气不再消耗，浆液中的溶解氧得到积累，因此电位发生了缓慢回升。

可见，溶解氧在整个氧化过程中扮演的重要作用，可根据ORP的变化来判断石灰石浆液的需氧情况，从而有的放矢，有针对性的增加或降低通氧量，通过对ORP的控制实现了精确氧化的目的，不仅利于氧化风机8的运行优化与节能，并且可以将氧化速率保持在较高的水平，提高工作效率。

Claims (7)

1.一种石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的装置，所述装置包括脱硫塔(1)、循环泵(4)和氧化风机(8)，原烟气(2)入口位于脱硫塔(1)的中下部，洁净烟气(3)的出口位于脱硫塔(1)的顶部，循环泵(4)连接在脱硫塔(1)的石灰石浆液循环侧线上，脱硫塔(1)底部的石膏排出口通过石膏排出泵(5)与脱水系统(6)相连，其特征在于，脱硫塔(1)的氧化段布置有采样点，采样点通过进液管道(11)与测量系统(9)相连，测量系统(9)连接至运算中心(10)，运算中心(10)与氧化风机(8)相连；

所述测量系统(9)包括测量槽(14)和硫酸根离子在线测定仪，所述测量槽(14)由样品槽(12)和对比槽(13)组成，样品槽(12)和对比槽(13)分别与进液管道(11)连通，样品槽(12)内安装有样品槽pH电极(15Y)、样品槽ORP电极(16Y)和样品槽溶解氧电极(17Y)，对比槽13内安装有对比槽pH电极(15D)、对比槽ORP电极(16D)和对比槽溶解氧电极(17D)，对比槽(13)内还布置曝气装置(20)，曝气装置(20)与风机(19)相连；样品槽(12)和对比槽(13)分别与硫酸根离子在线测定仪连接；

样品槽(12)和对比槽(13)内安装电极自冲洗设备，所述电极自冲洗设备包括溶液喷淋装置(22)，在采样测量的间歇期，溶液喷淋装置(22)的喷嘴对各电极喷射盐酸水溶液进行清洗；所述盐酸水溶液的浓度为0.05～0.2mol/L；

将测得的样品槽(12)和对比槽(13)内石灰石浆液的pH、ORP、溶解氧值，以及HSO₃ ^﹣和SO₄ ^2-的含量数据发送至运算中心(10)进行分析，计算样品槽(12)内和对比槽(13)内石灰石浆液的信号偏差，通过信号偏差确定石灰石浆液的氧化情况和需氧量，并将该信号发送至氧化风机(8)，通过控制氧化风机(8)的运行数目、调频转速和/或风管阀门开度对氧化风量进行控制。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量槽(14)底部为锥形，锥形尖部设进液口与进液管道(11)连通；测量槽(14)的中间，对应进液管道(11)的位置由隔板隔开，分成左右并列的样品槽(12)和对比槽(13)，隔板底端与测量槽(14)的底部之间形成开口，采用底端进液方式，使石灰石浆液分流进入样品槽(12)和对比槽(13)内。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱硫塔(1)的氧化段上中下各均匀布置2-6个采样点，采样点分别连接至进液管道(11)，用以对不同位置的石灰石浆液进行测量。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氧化风机(8)为变频风机，根据不同工况和运算中心(10)的控制指示进行调频。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极自冲洗设备还包括样品槽(12)内设置的样品槽超声波发生器(18Y)和对比槽(13)内设置的对比槽超声波发生器(18D)，样品槽超声波发生器(18Y)和对比槽超声波发生器(18D)分别发出超声波，采用超声波清洗和溶液喷射清洗组合的方法对样品槽(12)和对比槽(13)内的各电极进行自动清洗。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，样品槽(12)内的样品槽超声波发生器(18Y)和对比槽(13)内的对比槽超声波发生器(18D)，均采取纵向安装方式，即超声波探头安装在电极的下方。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述装置进行石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)循环泵(4)对脱硫塔(1)内的石灰石浆液进行循环，通过调节石灰石浆液循环量控制塔内的pH值；

2)将脱硫塔(1)中的石灰石浆液通过进液管道(11)分别收集在样品槽(12)和对比槽(13)中；

3)风机(19)通过曝气装置(20)对对比槽(13)的石灰石浆液进行鼓风，使对比槽(13)的石灰石浆液保持在完全氧化状态；样品槽pH电极(15Y)、样品槽ORP电极(16Y)和样品槽溶解氧电极(17Y)分别测定样品槽(12)内石灰石浆液的pH、ORP和DO值；对比槽pH电极(15D)、对比槽ORP电极(16D)和对比槽溶解氧电极(17D)分别测定对比槽(13)内完全氧化状态下石灰石浆液的pH、ORP和DO值；同时，硫酸根离子在线测定仪分别测定样品槽(12)和对比槽(13)内石灰石浆液中HSO₃ ^﹣和SO₄ ^2-的含量；

4)将测得的样品槽(12)和对比槽(13)内石灰石浆液的pH、ORP、DO值，以及HSO₃ ^﹣和SO₄ ^2-的含量数据发送至运算中心(10)进行分析，计算样品槽(12)内和对比槽(13)内石灰石浆液的信号偏差，通过信号偏差确定石灰石浆液的氧化情况和需氧量，并将该信号发送至氧化风机(8)，通过控制氧化风机(8)的运行数目、调频转速和/或风管阀门开度对氧化风量进行控制。