CN112649480A - 一种脱硫浆液pH监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硫浆液pH监测系统，包括进样管、固液分离装置、恒温装置、测量装置、清液管和控制系统，所述进样管的输出端与固液分离装置的输入端连通，所述固液分离装置、恒温装置和测量装置通过管道依次连通，所述清液管与所述测量装置连通，致使所述清液管内的清洗液能够对测量装置内的pH测量端进行清洗，所述固液分离装置、恒温装置和测量装置均电连接控制系统。本发明的优点在于，提高pH测量的及时性，还能够降低pH测量端的更换频率，降低维护成本，消除温度对pH测量的影响，提高pH测量数值准确性，取消了将pH测量端取出的工序，不仅减少了维护工作和安全隐患，还保证了pH测量端状态满足准确测量要求。

Description

一种脱硫浆液pH监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及湿法脱硫技术领域，具体为一种脱硫浆液pH监测系统及监测方法。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，在燃煤发电厂大气污染治理之烟气脱硫技术领域，大部分机组采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术。吸收塔是湿法脱硫工艺的核心设备，塔内浆液pH值是控制脱硫系统运行的关键数据，浆液的pH值直接影响烟气脱硫(FGD)系统的脱硫效率、石灰石的溶解、亚硫酸盐的氧化、石膏的结晶以及脱硫系统的腐蚀。目前火电厂石灰湿法脱硫系统吸收塔内浆液pH值测量采用的方式包括直插式、自流式以及石膏排放泵出口管道加装式等几种，这些测量方式主要存在以下问题：

(1)浆液温度过高，一方面影响pH复合电极寿命；另一方面会造成测量偏差，无法反应真实的浆液pH，影响运行参数的控制；

(2)浆液中含有石灰石颗粒、晶体以及细小粉末等杂质，这些杂质会对pH复合电极玻璃膜造成冲刷破坏，导致pH复合电极频繁更换，即影响在线监测的及时性，又增加了维护成本；

(3)pH定期校准时，需要将电极取出，不仅加大了运行人员的维护工作量，而且存在浆液伤人等安全隐患。

另外，例如中国实用新型专利公开号为CN211292788U公开了一种脱硫塔pH检测系统，虽然通过喷射泵将脱硫浆液抽出后再进行pH检测，一定程度上保证了pH计监测的数值准确性，但是还是会存在上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何保证pH测量数值准确性、及时性以及减少维护工作和安全隐患。

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种能够提高安全系数和提高锅炉燃烧效果的燃煤锅炉系统，以解决现有燃煤锅炉系统安全系数较低和锅炉燃烧效果差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种脱硫浆液pH监测系统，包括进样管、固液分离装置、恒温装置、测量装置、清液管和控制系统，所述进样管的输出端与固液分离装置的输入端连通，所述固液分离装置、恒温装置和测量装置通过管道依次连通，高温脱硫浆液通过进样管进入固液分离装置进行固液分离，固液分离的脱硫浆液通过恒温装置致使脱硫浆液温度稳定，并进入测量装置进行pH测量，所述清液管与所述测量装置连通，致使所述清液管内的清洗液能够对测量装置内的pH测量端进行清洗，所述固液分离装置、恒温装置和测量装置均电连接控制系统。

通过固液分离装置对脱硫浆液进行固液分离，不仅大大减少了脱硫浆液中的石灰石颗粒、固体杂质和细小颗粒对测量装置内pH测量端的冲刷破坏，提高pH测量的及时性，还能够降低pH测量端的更换频率，降低维护成本。

由于脱硫浆液温度较高，通过恒温装置有效的控制浆液温度，消除温度对pH测量的影响，提高pH测量数值准确性。

pH测量完成后，通过清液管内的清洗液直接对测量装置内的pH测量端进行清洗，取消了将pH测量端取出的工序，避免了损坏pH测量端、造成连接电路接触不良以及高温浆液伤人等问题，不仅减少了维护工作和安全隐患，还保证了pH测量端状态满足准确测量要求。

优选地，所述进样管的输出端、清液管的输出端以及管道上分别设置有第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀电连接控制系统。

优选地，所述固液分离装置包括分离箱、滤膜、排渣管、第一排液管和第四电磁阀，所述分离箱内部设置有滤膜并将分离箱内部一分为二，致使所述分离箱内部分为杂质区和清液区，所述进样管的输出端与杂质区连通，所述清液区的输出端通过管道与恒温装置输入端连通，所述杂质区底部的分离箱上设置排渣管，所述清液区底部的分离箱上设置第一排液管，所述排渣管和第一排液管上均设置有与控制系统电连接的第四电磁阀。

优选地，所述杂质区顶部的分离箱上设置有与清液管连通的第一清液支管，所述清液区顶部的分离箱上设置有与清液管连通的第二清液支管，所述第一清液支管和第二清液支管上均设置有与控制系统电连接的第五电磁阀。

优选地，所述恒温装置包括恒温设备和恒温电极，所述恒温设备的输入端和输出端分别通过管道与固液分离装置的输出端和测量装置输入端连通，所述恒温设备的输出端设置有与控制系统电连接的恒温电极。

优选地，所述恒温设备的温度控制为25±2℃。

优选地，所述测量装置包括流通池、标准溶液容器、第二排液管、pH复合电极、第六电磁阀和第七电磁阀，所述流通池的输入端通过管道与所述恒温装置输出端连通，所述流通池至少设置有两组与流通池连通的标准溶液容器，所述流通池的底部设置有第二排液管，所述流通池内还设有与控制系统电连接的pH复合电极，所述标准溶液容器的输出端和第二排液管上分别设置有与控制系统电连接的第六电磁阀和第七电磁阀，所述清液管的输出端与所述流通池连通。

优选地，所述流通池的输入端设置有溢流管，所述溢流管上设置有与控制系统电连接的第八电磁阀。

优选地，所述标准溶液容器为顶部铰接有防尘盖的圆柱形或者漏斗形容器。

优选地，本发明还提供一种脱硫浆液pH监测系统的监测方法，包括如下步骤：

步骤1：高温脱硫浆液通过进样管进入固液分离装置进行固液分离。

步骤2：固液分离的脱硫浆液再进入恒温装置，并通过控制系统控制恒温装置进行降温控制，最终保持硫浆温度稳定。

步骤3：测量装置对脱硫浆液pH测量前，通过清液管内的清洗液对测量装置内的pH测量端进行清洗。

步骤4：pH测量端清洗后，浆液进入测量装置，并通过控制系统控制测量装置对脱硫浆液进行pH测量。

步骤5：测量装置对脱硫浆液pH测量完成后，再通过清液管内的清洗液对测量装置内的pH测量端进行清洗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过固液分离装置对脱硫浆液进行固液分离，不仅大大减少了脱硫浆液中的石灰石颗粒、固体杂质和细小颗粒对测量装置内pH测量端的冲刷破坏，提高pH测量的及时性，还能够降低pH测量端的更换频率，降低维护成本。

由于脱硫浆液温度较高，通过恒温装置有效的控制浆液温度，消除温度对pH测量的影响，提高pH测量数值准确性。

pH测量完成后，通过清液管内的清洗液直接对测量装置内的pH测量端进行清洗，取消了将pH测量端取出的工序，避免了损坏pH测量端、造成连接电路接触不良以及高温浆液伤人等问题，不仅减少了维护工作和安全隐患，还保证了pH测量端状态满足准确测量要求。

附图说明

图1为本发明实施例的一种脱硫浆液pH监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1，本实施例公开了一种脱硫浆液pH监测系统，包括进样管1、固液分离装置2、恒温装置3、测量装置4、清液管5、第一电磁阀6、第二电磁阀7和第三电磁阀8和控制系统9，所述进样管1的输出端与固液分离装置2的输入端连通，所述固液分离装置2、恒温装置3和测量装置4通过管道(图中未标注)依次连通，所述清液管5与所述测量装置4连通，致使所述清液管5内的清洗液能够对测量装置4内的pH测量端进行清洗，所述进样管1的输出端、清液管5的输出端以及管道上分别设置有第一电磁阀6、第二电磁阀7和第三电磁阀8，所述固液分离装置2、恒温装置3和测量装置4以及第一电磁阀6、第二电磁阀7和第三电磁阀8电连接控制系统，通过控制系统6控制其运作。

具体的，高温的脱硫浆液通过进样管进入固液分离装置2进行固液分离，固液分离的脱硫浆液再进入恒温装置3，并通过控制系统9控制恒温装置3进行降温控制，最终保持硫浆温度稳定后浆液进测量装置4，并通过控制系统6控制测量装置4对脱硫浆液进行pH测量，测量完成后，通过清液管5内的清洗液对测量装置4内的pH测量端进行清洗。

通过固液分离装置2对脱硫浆液进行固液分离，不仅大大减少了脱硫浆液中的石灰石颗粒、固体杂质和细小颗粒对测量装置4内pH测量端的冲刷破坏，提高pH测量的及时性，还能够降低pH测量端的更换频率，降低维护成本。

由于脱硫浆液温度较高，通过恒温装置3有效的控制浆液温度，消除温度对pH测量的影响，提高pH测量数值准确性。

pH测量完成后，通过清液管5内的清洗液直接对测量装置4内的pH测量端进行清洗，取消了将pH测量端取出的工序，避免了损坏pH测量端、造成连接电路接触不良以及高温浆液伤人等问题，不仅减少了维护工作和安全隐患，还保证了pH测量端状态满足准确测量要求。

所述固液分离装置2包括分离箱21、滤膜22、排渣管23、第一排液管24、第四电磁阀25、第一清液支管26、第二清液支管27和第五电磁阀28，所述分离箱21内部设置有滤膜22并将分离箱21内部一分为二，致使所述分离箱内部分为杂质区211和清液区212，所述进样管1的输出端与杂质区211连通，所述清液区212的输出端通过管道与恒温装置3输入端连通，所述杂质区211底部的分离箱21上设置排渣管23，所述清液区212底部的分离箱21上设置第一排液管24，所述排渣管23和第一排液管24上均设置有与控制系统9电连接的第四电磁阀25，所述杂质区211顶部的分离箱21上设置有与清液管1连通的第一清液支管26，所述清液区212顶部的分离箱21上设置有与清液管1连通的第二清液支管27，所述第一清液支管26和第二清液支管27上均设置有与控制系统9电连接的第五电磁阀28。

具体的，打开第一电磁阀6，脱硫浆液从进样管1进入杂质区211内，脱硫浆液中的石灰石颗粒、固体杂质和细小颗粒经过滤膜22进行过滤，杂质落入杂质区211底部，浆液进入清液区212，实现固液分离，进而再进入恒温装置3中；随着杂质区211固体杂质逐渐堆积影响浆液pH值的正常测量，因此需要定期排泥，通过关闭第一电磁阀6以及打开排渣管23上的第四电磁阀25，对杂质区211内杂质进行排出。

而且随着运行时间延长，滤膜22也会不可避免的出现堵塞，影响过滤效果，因此需要对滤膜22进行清洗。具体清洗时，关闭第一电磁阀6，打开第一清液支管26上的第五电磁阀28以及第一排液管24上的第四电磁阀25，通过与清液管5连通的第一清液支管26内的清洗液对滤膜22进行正洗，同时滤膜22上的杂质由第一排液管24排出；正洗结束后，关闭第一清液支管26上的第五电磁阀28，打开第二清液支管27上的第五电磁阀28以及排渣管23上的第四电磁阀25，通过与清液管5连通的第二清液支管27内的清洗液对滤膜22进行反洗，同时滤膜22上的杂质由排渣管23排出，完成对滤膜22的清洗。

另外，滤膜22清洗按照上述过程通过控制系统9顺控实现，在本实施例中，清洗周期为7d自动启动或运行异常时手动启动；杂质区211排泥以及清液区排液时间控制为1h，以保证排空效果；正洗时间为0.25h，反洗时间为0.25h。

所述恒温装置3包括恒温设备31和恒温电极32，所述恒温设备32的输入端和输出端分别通过管道与清液区212的输出端和测量装置4输入端连通，所述恒温设备31的输出端设置有与控制系统9电连接的恒温电极32，通过控制系统9接收恒温电极32的温度信号，并根据信号控制恒温设备31内温度控制范围，在本实施例中，所述恒温设备31的温度控制为25±2℃。

所述测量装置4包括流通池41、标准溶液容器42、第二排液管43、pH复合电极44、第六电磁阀45、第七电磁阀46、溢流管47和第八电磁阀48，所述流通池41的输入端通过管道与所述恒温设备31的输出端连通，所述流通池41至少设置有两组与流通池41连通的标准溶液容器42，在本实施例中，设置两组标准溶液容器42，所述标准溶液容器42为顶部铰接有防尘盖的圆柱形或者漏斗形容器，且焊接在流通池41顶部，两组标准溶液容器52内盛放配制好的不同浓度的pH标准溶液。

所述流通池41的底部设置有第二排液管43，所述流通池41内还设有与控制系统9电连接的pH复合电极44，所述标准溶液容器42的输出端和第二排液管43上分别设置有与控制系统9电连接的第六电磁阀45和第七电磁阀46，所述恒温设备31与流通池41的输入端连通的管道上设置有溢流管47，且溢流管47设置在第三电磁阀8的输出端的管道上，防止流通池41内的溶液倒流至恒温设备31内，影响pH测量效果，所述溢流管47上设置有与控制系统9电连接的第八电磁阀48，所述清液管5的输出端与所述流通池41连通，并且能够清洗流通池41内的pH复合电极44。

具体的操作时，先打开第八电磁阀48，关闭恒温设备31与流通池41之间管道上的第三电磁阀8，打开第二电磁阀7，通过清液管5内的清洗液直接对流通池41内的pH复合电极44进行清洗，清洗完成后，关闭第三电磁阀8和第七电磁阀46，打开第一组标准溶液容器42输出端上的第六电磁阀45，当溢流管47溢流后，即pH复合电极44被浸润，并通过控制系统9接收信号，得到第一点校准，然后开启第七电磁阀46，排空流通池41内的标准溶液；然后按照上述步骤对pH复合电极44进行第二点校准。

校准完成后，打开恒温设备31与流通池41之间管道上的第三电磁阀8、第七电磁阀46，关闭第八电磁阀48，控制系统9切换到连续测量模式。校准按照上述过程通过控制系统9顺控实现，其中校准周期为30d自动启动或运行异常时手动启动；流通池41排液时间控制为0.1h，以保证排空效果；清洗时间为0.1h；标准溶液加入时间为0.1h，以保证pH复合电极44完全浸入标准溶液中；另外，定期清洗按照上述过程通过控制系统9顺控实现，其中定期清洗周期为7d自动启动或运行异常时手动启动；流通池41排液时间控制为0.1h，以保证排空效果；冲洗时间为0.1h。

当pH复合电极运行一段时间后，pH复合电极44斜率会偏离理论值，为了保证测量的准确性，要定期对pH复合电极44进行两点校准，本发明通过测量装置4实现pH复合电极44在线校准，保证脱硫浆液pH值测量的精确度，且不需要拆卸电极，能够有效减少运行人员的工作量，避免电极拆卸过程中对电极的损坏和浆液伤人等事故。

本实施例还公开一种脱硫浆液pH监测系统的监测方法，包括如下步骤：

步骤1：打开第一电磁阀6，脱硫浆液从进样管1进入杂质区211内，脱硫浆液中的石灰石颗粒、固体杂质和细小颗粒经过滤膜22进行过滤，杂质落入杂质区211底部，浆液进入清液区212，实现固液分离，进而再进入恒温装置3中；随着杂质区211固体杂质逐渐堆积影响浆液pH值的正常测量，因此需要定期排泥，通过关闭第一电磁阀6以及打开排渣管23上的第四电磁阀25，对杂质区211内杂质进行排出。

而且随着运行时间延长，滤膜22也会不可避免的出现堵塞，影响过滤效果，因此需要对滤膜22进行清洗。具体清洗时，关闭第一电磁阀6，打开第一清液支管26上的第五电磁阀28以及第一排液管24上的第四电磁阀25，通过与清液管5连通的第一清液支管26内的清洗液对滤膜22进行正洗，同时滤膜22上的杂质由第一排液管24排出；正洗结束后，关闭第一清液支管26上的第五电磁阀28，打开第二清液支管27上的第五电磁阀28以及排渣管23上的第四电磁阀25，通过与清液管5连通的第二清液支管27内的清洗液对滤膜22进行反洗，同时滤膜22上的杂质由排渣管23排出，完成对滤膜22的清洗。

另外，滤膜22清洗按照上述过程通过控制系统9顺控实现，在本实施例中，清洗周期为7d自动启动或运行异常时手动启动；杂质区211排泥以及清液区排液时间控制为1h，以保证排空效果；正洗时间为0.25h，反洗时间为0.25h。

步骤2：打开恒温设备31与清液区212之间管道上的第三电磁阀8，清液区212内的脱硫浆液进入恒温设备31，通过控制系统9接收恒温电极32的温度信号，并根据信号控制恒温设备31内的温度控制范围在25±2℃，最终保持硫浆温度稳定。

步骤3：测量装置4对脱硫浆液pH测量前，通过清液管5内的清洗液对测量装置4内的pH复合电极44进行清洗。

步骤4：温度稳定后，关闭第三电磁阀8和第七电磁阀46，打开第一组标准溶液容器42输出端上的第六电磁阀45，当溢流管47溢流后，即pH复合电极44被浸润，并通过控制系统9接收信号，得到第一点校准，然后开启第七电磁阀46，排空流通池41内的标准溶液；然后按照上述步骤对pH复合电极44进行第二点校准。

校准完成后，打开恒温设备31与流通池41之间管道上的第三电磁阀8、第七电磁阀46，关闭第八电磁阀48，浆液进入流通池41，并通过控制系统9接收pH复合电极44的测量信号，实现对脱硫浆液进行pH测量。

校准按照上述过程通过控制系统9顺控实现，其中校准周期为30d自动启动或运行异常时手动启动；流通池41排液时间控制为0.1h，以保证排空效果；标准溶液加入时间为0.1h，以保证pH复合电极44完全浸入标准溶液中。

步骤5：pH复合电极44对脱硫浆液pH测量完成后，再通过清液管5内的清洗液对pH复合电极44进行清洗。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：包括进样管、固液分离装置、恒温装置、测量装置、清液管和控制系统，所述进样管的输出端与固液分离装置的输入端连通，所述固液分离装置、恒温装置和测量装置通过管道依次连通，高温脱硫浆液通过进样管进入固液分离装置进行固液分离，固液分离的脱硫浆液通过恒温装置致使脱硫浆液温度稳定，并进入测量装置进行pH测量，所述清液管与所述测量装置连通，致使所述清液管内的清洗液能够对测量装置内的pH测量端进行清洗，所述固液分离装置、恒温装置和测量装置均电连接控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：所述进样管的输出端、清液管的输出端以及管道上分别设置有第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀电连接控制系统。

3.根据权利要求1所述的一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：所述固液分离装置包括分离箱、滤膜、排渣管、第一排液管和第四电磁阀，所述分离箱内部设置有滤膜并将分离箱内部一分为二，致使所述分离箱内部分为杂质区和清液区，所述进样管的输出端与杂质区连通，所述清液区的输出端通过管道与恒温装置输入端连通，所述杂质区底部的分离箱上设置排渣管，所述清液区底部的分离箱上设置第一排液管，所述排渣管和第一排液管上均设置有与控制系统电连接的第四电磁阀。

4.根据权利要求3所述的一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：所述杂质区顶部的分离箱上设置有与清液管连通的第一清液支管，所述清液区顶部的分离箱上设置有与清液管连通的第二清液支管，所述第一清液支管和第二清液支管上均设置有与控制系统电连接的第五电磁阀。

5.根据权利要求1所述的一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：所述恒温装置包括恒温设备和恒温电极，所述恒温设备的输入端和输出端分别通过管道与固液分离装置的输出端和测量装置输入端连通，所述恒温设备的输出端设置有与控制系统电连接的恒温电极。

6.根据权利要求5所述的一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：所述恒温设备的温度控制为25±2℃。

7.根据权利要求1所述的一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：所述测量装置包括流通池、标准溶液容器、第二排液管、pH复合电极、第六电磁阀和第七电磁阀，所述流通池的输入端通过管道与所述恒温装置输出端连通，所述流通池至少设置有两组与流通池连通的标准溶液容器，所述流通池的底部设置有第二排液管，所述流通池内还设有与控制系统电连接的pH复合电极，所述标准溶液容器的输出端和第二排液管上分别设置有与控制系统电连接的第六电磁阀和第七电磁阀，所述清液管的输出端与所述流通池连通。

8.根据权利要求7所述的一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：所述流通池的输入端设置有溢流管，所述溢流管上设置有与控制系统电连接的第八电磁阀。

9.根据权利要求7所述的一种脱硫浆液pH监测系统，其特征在于：所述标准溶液容器为顶部铰接有防尘盖的圆柱形或者漏斗形容器。

10.采用权利要求1-9中任意一项所述的一种脱硫浆液pH监测系统的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：高温脱硫浆液通过进样管进入固液分离装置进行固液分离；

步骤2：固液分离的脱硫浆液再进入恒温装置，并通过控制系统控制恒温装置进行降温控制，最终保持硫浆温度稳定；

步骤3：测量装置对脱硫浆液pH测量前，通过清液管内的清洗液对测量装置内的pH测量端进行清洗；

步骤4：pH测量端清洗后，浆液进入测量装置，并通过控制系统控制测量装置对脱硫浆液进行pH测量；

步骤5：测量装置对脱硫浆液pH测量完成后，再通过清液管内的清洗液对测量装置内的pH测量端进行清洗。

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