[发明专利]一种石灰石-石膏法脱硫ORP与pH双控制的方法及装置

说明书

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。

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；