PH计在烧结脱硫吸收塔的应用与分析

谭戈

摘 要：本文介绍了在重钢新区1、3#烧结脱硫石灰石/石膏湿法脱硫工艺生产过程中，应用PH计的情况及原理分析。在不断的使用、操作和现场维护，逐渐摸索出针对生产过程中PH计的维护及注意事项，为烧结脱硫生产提供有力保障。

关键词：烧结；石灰石/石膏湿法脱硫；PH计；维护保养

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）23-0029-01

1 前言

烧结脱硫石灰石/石膏湿法脱硫工艺生产过程中，钙/硫比、脱硫效率、石膏的品质以及石灰石的利用率都需要通过严格控制PH值来实现，通过动态调节石灰石下料量来满足和适应吸收塔内浆液浓度和工艺变化的需要，所以PH值的精确控制在脱硫系统中的作用尤为显著。

脱硫吸收塔的PH值控制必须控制在指定范围内，PH值越高，脱硫效率越好，有利于SO2的吸收，但并意味着PH值越高越好，过高的PH值会增加石灰石消耗，并增加石膏中碳酸钙含量、降低石膏纯度，导致结垢堵塞的严重后果。[1]相反，PH值过低将导致浆液吸收能力变弱，一方面SO2的排放量显著提高，难以达到排放标准；另一方面，设备腐蚀也会显著加剧，不能保证设备和运行安全，因此选择合适的PH值运行是非常重要的。

2 PH计的简要介绍

2.1 PH计测量原理

数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数负值。即pH=-log[H+]。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，在常温下，pH=7的溶液为中性溶液。

离子活度是电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度的表示。公式为α=γc，其中α为离子的活度；γ为离子的活度系数；c为离子的浓度。γ通常小于1，当溶液最大化稀时离子间相互作用趋近于零，此时活度系数趋近于1，活度等于溶液的实际浓度。日常生活中，水溶液H离子的浓度非常小，所以H离子的活度基本等同于浓度。根据能斯特方程，离子活度与电极电位成正比，此时测定了电位，即可确定离子活度。

能斯特方程：

其中E为电位，E0为电极的标准电压，T为绝对温度，F为法拉弟常数，n为被测离子的化合价，ln（aH3O+）为离子活度a（H3O+）的对数[2]。

2.2 PH计的结构及分类

PH计由复合电极和电流计组成，其中复合电极包含指示电极和参比电极，大部分PH指示电极为玻璃电极。玻璃电极由玻璃支杆、玻璃膜、内参比电极、内参比溶液、电线、电极帽等构成。参比电极可以提供恒定的电位，作为偏离电位的参照。玻璃电极对溶液中的氢离子敏感，通过氢离子的变化及时反映出电位差。玻璃电极的电位取决于被测溶液的PH值，只要测出电位的变化值，就可以得出溶液的PH值。

电流计用来测量整体电位，可以在含有极大电阻的电路中捕捉微小的电位变化，并在二次表中显示出来。

PH计的分类：

（1）根据应用场合分类有笔式PH计；便携式PH计；实验室PH计；工业PH计。（2）据仪器精度分类有0.2级、0.1级、0.02级、0.01级和0.001级，数字越小，精度越高。（3）根据读数指示分类为指针式和数字显示式二种。（4）根据元器件类型分类有晶体管式、集成电路式和单片机微电脑式。

3 PH计在脱硫中的应用

重钢1#烧结脱硫PH计安装位置由吸收塔高度2m处的DN80的取样管引出，经电动阀门到垂直PH计缓冲管（pH计缓冲管尺寸：直径为80mm高为500mm），PH计缓冲管的作用是降低浆液经过PH计流速并减少PH计磨损，浆液经过PH计缓冲管的溢流管排至地沟，在吸收塔取样管至PH计缓冲管道上开孔增加反冲洗水电动阀。电动阀可调整并保证进入PH计缓冲管的流量始终保持溢流管有浆液排入地沟；当反冲洗时关闭吸收塔取样管电动阀，开启冲洗水管电动阀。见图1。

通过该PH现场安装方式降低了PH计电极的浆液流速，减少了PH计电极磨损，降低了设备和维护成本的同时，也让测量更加准确，确保了脱硫系统安全、稳定、高效运行，达到了连续监测的效果。[3]

4 PH计的维护及注意事项

在长期的使用维护过程中，必须通过定期校验才能满足测量的精度要求。校验通过配置pH4和pH7两种标定液，然后取下PH计探头，清洗后分别放入标定液中进行。

校验开始后，通过操作PH计二次表，进入菜单，选择Calibrate（校准），先按Enter进入校准的下一个菜单，对Sensor进行校准，然后按Enter键进入2 pointBuffer，就可以进行PH4和PH7的校准工作。当屏幕显示2 point buffer pleasewait时，将探头插入标定液中，就会自动校准PH值。

进行第一种标定液的校验时，屏幕显示PT1=7.00PH，信号稳定5秒钟，就会出现2 point Buffer in 2nd solution，将探头从第一种标定液中取出用水清洗后，再将探头放入第二种标定液中，当2 point bufferpleasewait出现时，表示探头正在校准，当读数不再发生变化后，按Enter键进行确认。

屏幕出现“A PH Slope XX.XmV/PH”，表示的是测量探头的性能斜率值，（介于54和62之间），达到该区间后，按Enter键结束校准步骤。

PH计在因为在高阻抗的条件下运行过程中，、日常维护工作的好坏会对PH计产生直接影响，为此在维护时必须做到以下几点：

（1）不能倒置玻璃电极，电极内管不能有气泡，否则必须拆下进行清洗；（2）保证玻璃接线柱、引线的清洁状况，不能沾染油腻、受潮，容易导致检测误差；（3）在安装拆卸PH计探头时，务必防止玻璃电极球泡的碰撞，并做到定时清洗。（4）PH计还要注意电缆的受潮情况，一旦电缆受潮，会导致二次表不能采集电极的高阻低压信号。

5 结语

面对环保法日益严厉的现状，企业达到及时准确有效进行脱硫工艺操作的目的，一定要定期維护好测量仪表，只有当PH计测量准确，控制好吸收塔中浆液的PH值，随时监控SO2排量的变化，才能保证生产连续性和设备完好性，从长远利益来看，也为企业降低了成本打下了坚实的基础。

参考文献

[1]胡铭.探讨烟气脱硫中pH值测量系统的几种方案[J].工业控制计算机，2017，30（7）：161-161.

[2]田继远.pH计原理及有效操作[J].啤酒科技，2005，（5）：57-58.

[3]董勇卫.脱硫石膏浆液pH值测量装置改进[J].设备管理与维修，2012，（10）：62-62.endprint