CN1831533B - 确定洗涤液中CaCO3含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及确定洗涤液中CaCO3含量的方法，该洗涤液已从洗涤柱的洗涤液线路中分离出来。
Description
技术领域
本发明涉及确定洗涤液中CaCO3含量的方法，其中洗涤液已从洗涤柱的洗涤液线路中分离。
背景技术
上述类型的洗涤柱用于烟道气净化，例如用于净化来自煤发电站等的烟道气。通常它们包括具有洗涤液喷嘴、洗涤液槽和吸收区的洗涤柱，其中洗涤液喷嘴通常被布置在几个高度上，洗涤液槽收集洗涤液，吸收区在洗涤柱的圆筒形容器内部从洗涤液槽向着顶部的洗涤液喷嘴高度延伸。烟道气被引入到洗涤柱中吸收区的下段，从这里向上流动，并通过洗涤液喷嘴上方设置的出口离开洗涤柱。在通过洗涤柱的过程中，烟道气与从洗涤液喷嘴出来的洗涤液接触并被净化，这在下文中描述。
除了水外，洗涤液还优选包含碱土，其与烟道气中存在的硫氧化物和洗涤柱中产生的硫氧化物反应。尤其使用氧化钙形式的石灰、氢氧化钙、碳酸钙等。
碱土与烟道气中存在的硫氧化物反应至基本为亚硫酸钙，其结合在洗涤液中。按照这种方式，烟道气被净化掉不想要的硫氧化物，然后流出净化设备。但是，包含有在其中保持悬浮的亚硫酸钙粒子的洗涤液流入到洗涤液槽中，并在那里被收集。
在烟道气脱硫过程中产生的硫酸钙具有与天然石膏类似的确定性质。因此它是烟道气净化过程所需要的副产物，其可从洗涤液槽中收集的洗涤液中得到。硫酸钙粒子与洗涤液一起从洗涤液槽中被移出，然后在随后的过程中从洗涤液中提取出来。然后硫酸钙可进一步被加工成材料，尤其是建筑材料。
当从洗涤液槽中移出洗涤液以获得硫酸钙时，为了获得具有良好质量的硫酸钙，必须注意在洗涤液槽中收集的洗涤液中包含尽可能少的碱土。
另一方面，为了引起在洗涤柱吸收区中的充分反应，必须确保在洗涤液中存在足够的碱土。
为了确定洗涤液中碱土的确切浓度，已知确定洗涤液的CaCO3含量。
DE-A-19733284描述了测量洗涤悬浮液、尤其是来自烟道气净化设备的吸收器的洗涤悬浮液中CaCO3含量的方法，其中旁路中预定的恒定测量流被连续供应到pH测量装置，并测量悬浮液的pH值。这里，在瞬时间隔内在pH测量装置前的注入点处将酸注入到测量流，并测量由于注入酸引起的pH值的变化。然后通过测得pH值与标准测量的数据比较的差异，确定悬浮液的CaCO3含量，其中考虑注入点和pH测量装置之间流动距离的悬浮液停留时间进行标准测量。方法精度的决定在于这样的事实，即在注入点处向预定悬浮液体积中加入一定的酸体积，使两种体积在它们通向pH测量装置的途径上彼此充分混合，从而可在pH测量装置处进行pH值的准确测量。尤其是悬浮液和酸体积的精确用量需要高度努力，会易于导致不精确，于是这对所测pH值的精度也有影响。利用这种方法还难以实现准确用量的监控。因此，该方法具有一些误差源，这会不利地影响其可靠性。
DE-A-3809379描述了用于测定部分用过的石灰石悬浮液中碳酸盐含量的方法，用于调节新鲜石灰石粉的加入，其中部分用过的石灰石悬浮液连续在烟道气净化设备中循环。这里，分别从支管中提取石灰石悬浮液的恒定子集(subset)，该子集为测量目的与线路分开。然后向该子集中加入酸。最后，在恒温恒压下测量所产生的CO2的体积，值用于添加新鲜石灰石粉。严格地讲，在这种方法中，考虑加入酸引起的体积变化，测量在气密测量池中压力和温度的升高引起的气体量，并根据该气体量，确定石灰石悬浮液的碳酸盐含量。与DE-A-19733284相比，这因此是测定碳酸盐含量的可选方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供确定洗涤液中CaCO3含量的改进或替代方法，其中洗涤液已从洗涤柱和相应装置的洗涤液线路中分离出来。
根据本发明，通过根据权利要求1的方法和根据权利要求10的装置达到此目的。附属权利要求涉及本发明方法或根据本发明装置的独立实施方案。
在本发明的方法中，首先从可连续获得的洗涤液体积流中分离出预定试验体积的洗涤液。然后按与先前计量供给的预定HCl体积相同的方式，将试验体积供应到测量池中。然后在预定的反应时间内使两种体积彼此混合并彼此反应。最后，测量这样产生的混合物的pH值，并根据pH值的变化确定CaCO3含量。
与DE-A-3809379相比，本发明的方法为确定CaCO3含量的替代方法，其中不是在恒温恒压下测量产生的CO2的体积，而是检测测量池中存在的洗涤液和HCl的混合物的pH值。
与DE-A-19733284相比，洗涤液和酸不是在管中混合然后测量pH值，而是从可连续获得的洗涤液体积流中分离出预定试验体积的洗涤液，并与计量供给的预定HCl体积一起供应到测量池，混合两种体积，最后，在预定反应时间后，测量pH值。与DE-A-19733284相比，本发明的方法具有可确保洗涤液试验体积和HCl体积都可被精确计量供给的优点。还可确保两种体积的准确混合。因此，利用本发明方法测定的pH值更精确。另外，洗涤液体积流、测量池中的试验体积和计量供给的HCl体积可例如通过简单的方式监控，因此可检验利用该方法进行的pH测量的真实性，如果需要的话。
根据本发明方法的一种优选变化形式，利用取样收集器进行预定洗涤液试验体积的分离，其可通过相对简单的方式实现，利用pH探针进行CaCO3含量的测量。
从中分离出预定洗涤液体积的洗涤液体积流优选为独立产生的洗涤液体积流。这意味着独立洗涤液线路和相应的独立洗涤液体积流例如通过专门用于pH值测量的封闭循环管线产生。这具有封闭循环管线的操作与外部预压力无关的优点，从而可通过设计封闭循环管线和其中提供的泵获得自支持的稳定线路。这种从吸收器中的提取和利用独立泵的封闭循环管线的操作已被证实，由于它们的操作可靠性而在许多装置中对实现pH和密度/固含量测量是成功的。但是，这些设计的缺点在于，由于附加布置这些封闭循环管线而导致较高的投资成本。
应认识到，洗涤液试验体积当然也可从内部有压力的管中提取，例如从洗涤液槽通向洗涤液喷嘴的管中。但是，优选独立管来进行CaCO3测量。
根据本发明方法的另一有利实施方案，可改变洗涤液试验体积和/或计量供给的HCl体积。
另外，为了能总是确保需要的CaCO3测量精度，如果定期校准用于测量池的测量设备将是有利的。通过湿分析比较测量有利地进行校准。
此外，为了相应地防止固体物质的沉积，至少测量池和取样收集器以及相关的管道以有规律的时间间隔被清洗。
最后，为了确保方法的准确运行，优选本发明方法通过监控洗涤液体积流、测量池中的试验体积和计量供给的HCl体积来校验pH测量的真实性。
用于测量洗涤液中CaCO3含量的本发明装置包括封闭循环管线、与封闭循环管线有效连接的泵、在所述封闭循环管线上设置的用于分离洗涤液样品的取样收集器、和测量池，其连接到取样收集器上并具有测定洗涤液样品pH值的测量设备。
这里，测量设备有利地包括HCl配料装置和测定pH值的pH探针。
另外，优选提供冲洗装置和/或充气装置。
取样收集器有利地包括旁路，通过它在洗涤液试验体积分离过程中利用取样收集器使洗涤液通过旁路，以便不中断封闭循环管线中的洗涤液体积流，从而使这种体积流可连续获得。
附图说明
在下文中，结合附图详细描述本发明的优选实施方案，附图显示了用于测量洗涤液中CaCO3含量的本发明装置的实施方案示意图。
具体实施方式
示出的装置包括封闭循环管线10，通过它洗涤液利用泵12从洗涤柱16的洗涤液槽14被泵送，洗涤柱16在图中只是部分示出。本文中，已从所述洗涤液槽14提取的洗涤液在流过封闭循环管线10后返回到所述洗涤液槽14，这由箭头A和B指示。封闭循环管线10还包括节流阀18和20，它们交替地允许或阻止洗涤液通过。
在所述泵12的下游，在封闭循环管线中布置取样收集器22，该取样收集器允许从所述封闭循环管线中分离出预定的洗涤液试验体积。取样收集器22通过管24连接到测量池26上，其可被供入从所述取样收集器22中分离的洗涤液试验体积。此外，可通过节流阀28a打开和关闭的管28允许引入HCl体积到所述测量池26内，其中HCl酸从HCl储槽30中取得，在配料装置32中供给应提供到所述测量池的HCl体积。所述测量池26还包括电机34驱动的搅拌器36，利用它可混合供应到所述测量池26的洗涤液和HCl体积。在混合两种体积后，可利用pH探针38测定混合物的pH值。通过打开设置在管40中的节流阀42，可在测定pH值后将混合物从测量池中排出。
为了绕过取样收集器22，所述封闭循环管线10包括具有节流阀46的旁路44。
为了清洗所述封闭循环管线10，还提供具有节流阀50的冲洗水管48。如果打开所述阀50，则冲洗水可在泵12的方向上进入所述封闭循环管线10。
最后，在取样点22处放置连接支管52，该连接支管包括具有相应的节流阀52a、52b和52c的三个进口。通过打开相应的节流阀52a或52b，可通过管54引入冲洗水或通过管56引入压缩空气到所述连接支管中，并通过打开的节流阀22b进入所述取样收集器22。通过打开节流阀52c，可通过管58实现充气。具有节流阀62的相应充气管60和具有节流阀66的冲洗水进口管64连接到所述测量池26上。
下面将详细描述图1所示装置的操作。
在初始位置，关闭所有的阀18、20、22a到22d、42、46、50、52a到52c、62和66。为了启动所示装置，打开节流阀18、20、22a和22c，并开启泵12。然后，利用所述泵12将洗涤液从洗涤柱16的所述洗涤液槽14泵送到所述封闭循环管线10中，通过所述取样收集器22回到所述洗涤液槽14。
如果要利用所述取样收集器22从所述封闭循环管线10中抽出预定的洗涤液体积，则首先关闭所述取样收集器22的节流阀22c。
按照这种方式，在所述取样收集器22中控制预定的洗涤液体积，并通过关闭取样收集器22的节流阀22a将洗涤液体积封闭在其中。当关闭所述取样收集器22的节流阀22a时，同时打开旁路44的节流阀46，使得洗涤液不再流过所述取样收集器22，而是通过旁路44回到所述洗涤液槽14。通过打开所述取样收集器22的所述节流阀22d和52c，将所述取样收集器22内包含的预定洗涤液体积经管24引导到测量池26内。与已被引入到所述测量池26内的洗涤液体积相适合的HCl体积，在配料装置32中供给，并通过打开节流阀28a经管28引入到所述测量池26内。用电机34驱动的搅拌器36在所述测量池26中混合洗涤液体积和HCl体积。在预定的反应时间后，用pH探针38测定在所述测量池26中存在的混合物的pH值。一旦测定了pH值，就打开节流阀42通过管40将混合物排出。
为了用所述取样收集器22取下一个样品，必须再次关闭所述节流阀22d和46，并必须再次打开所述节流阀22a，从而洗涤液再次流入到取样收集器内。
如果要清洗所述封闭循环管线10和所述旁路44，必须关闭所述取样收集器22的阀22a和22c，并必须打开阀46。然后，冲洗水可流过冲洗水管48，经过相应的部件，然后通过打开的节流阀20回到所述洗涤柱16。也可以关闭阀46、22b和22d并打开阀50、22a、22c和20，冲洗所述取样收集器22和连接管线和所述封闭管线10。
为了单独清洗所述取样收集器22，必须关闭其阀22a和22c，且必须打开其阀22b和22d。通过打开阀52a，冲洗水可从管54通过连接支管52，进入所述取样收集器22内，并冲洗它。从这里它通过管24进入所述测量池26内，然后通过打开节流阀42经管40流出。
可通过打开阀66经由管64使测量池本身充满冲洗水。冲洗后，水也通过阀42和管40流出。
应认识到本发明的所示装置只是示例性的，只要不脱离由附加权利要求所限定的本发明的保护范围，其它改变和变化都是可能的。
引用数字列表：
10 封闭循环管线
12 泵
14 洗涤液槽
16 洗涤柱
18 节流阀
20 节流阀
22 取样收集器
22a-22d 节流阀
24 管
26 测量池
28 管
28a 节流阀
30 HCl储槽
32 配料装置
34 电机
36 搅拌器
38 pH探针
40 管
42 节流阀
44 旁路
46 节流阀
48 冲洗水管
50 节流阀
52 连接支管
52a-52c 节流阀
54 管
56 管
58 管
60 充气管
62 节流阀
64 冲洗水出口管
66 节流阀
Claims (12)
1.一种确定洗涤液中CaCO3含量的方法，该洗涤液已从洗涤柱的洗涤液线路中分离出来，该方法包括以下步骤：
-从可连续获得的洗涤液体积流中分离出预定的洗涤液试验体积，
-供应洗涤液试验体积到测量池内，
-配料并供应预定的HCl体积到测量池，
-混合供应的体积，
-等待预定的反应时间结束，
-测量pH值，和
-根据测得pH值的变化确定试验体积的CaCO3含量，
其中利用取样收集器从可连续获得的洗涤液体积流中分离出预定的洗涤液试验体积。
2.如权利要求1所述的方法，其中利用pH探针进行CaCO3含量的确定。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中产生独立的可连续获得的洗涤液体积流用于确定CaCO3含量。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中任选改变洗涤液试验体积和/或计量供给的HCl体积。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中定期校准用于测量池的测量设备。
6.如权利要求5所述的方法，其中通过湿分析比较测量实现校准。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中至少测量池和取样收集器以有规律的时间间隔被清洗。
8.如权利要求1或2所述的方法，其中通过监控洗涤液体积流、测量池中的试验体积和计量供给的HCl体积来检验pH测量的真实性。
9.一种确定洗涤液中CaCO3含量的装置，包括：
-封闭循环管线，
-与封闭循环管线有效连接的泵，
-设置在封闭循环管线中用于分离洗涤液样品的取样收集器，其包含：
-节流阀，该节流阀用于将预定的洗涤液体积封闭在所述取样收集器内；和
-测量池，其与取样收集器连接，并包括测定洗涤液样品pH值的测量设备，
其中，所述测量设备包括HCl配料装置和pH探针。
10.如权利要求9所述的装置，其还包括冲洗装置。
11.如权利要求9或10中一项所述的装置，其还包括充气装置。
12.如权利要求9或10中一项所述的装置，其中取样收集器包括旁路。
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