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脫硫過程中氟離子和氯離子的在線監(jiān)測
2023-09-06 16:23:52 來源：上海清淼光電科技有限公司
在脫硫過程中，使用氟離子在線監(jiān)測設備可以提供關于氟離子濃度的實時數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于監(jiān)測脫硫系統(tǒng)的運行狀況和優(yōu)化控制非常重要。
氟離子在線監(jiān)測設備通常采用離子選擇電極法進行測量，可以連續(xù)監(jiān)測脫硫系統(tǒng)中氟離子的濃度，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/span>PLC控制中心或記錄系統(tǒng)中。
在脫硫過程中，氟離子通常來自煙氣中的氟化物，如螢石、氟化氫等。這些物質(zhì)在脫硫系統(tǒng)中與吸收劑反應，生成氟化鈣等物質(zhì)。通過監(jiān)測氟離子的濃度，可以判斷脫硫系統(tǒng)的效果，并及時調(diào)整吸收劑的用量或更換吸收劑，以確保脫硫系統(tǒng)的正常運行。這些數(shù)據(jù)可以幫助操作人員判斷煙氣的成分和性質(zhì)，從而更好地掌握和控制脫硫系統(tǒng)的運行。
濕法脫硫系統(tǒng)中，漿液的品質(zhì)對整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關重要，關系著設備使用壽命、脫硫效率能否達標、副產(chǎn)物品質(zhì)是否合格等，特別是大部分電廠對漿液中氯離子給脫硫系統(tǒng)造成的影響認識不足，燃煤中含有的0.01%-0.2%的氯元素在燃燒后隨煙氣進入脫硫裝置，由于脫硫裝置水的循環(huán)使用，氯離子在吸收漿液中逐漸富集，會導致吸收塔漿液氯離子濃度嚴重超標，而吸收塔氯離子濃度超標不僅造成系統(tǒng)設備防腐的破壞和腐蝕，引起脫硫效率的下降和石膏結(jié)垢傾向的增大，同時影響石膏的品質(zhì)和增加廠用電率。嚴重影響脫硫裝置的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。
吸收塔氯離子不是從工藝水中進入脫硫裝置，其來源主要是由煙氣攜帶進入脫硫裝置。
氯離子過高的危害
1、加劇吸收塔內(nèi)金屬件腐蝕。其一氯離子對不銹鋼造成腐蝕，破壞鈍化膜;其二是不斷富集的Cl-，會直接降低漿液的pH。由此引起的金屬的腐蝕、縫隙腐蝕及應力腐蝕，造成漿液循環(huán)泵、攪拌器等設備的腐蝕嚴重，縮短設備壽命。
脫硫設計吸收塔內(nèi)金屬件時把吸收塔內(nèi)漿液允許的氯離子濃度作為一個重要的設計依據(jù)，允許氯離子濃度越高，使用的材料就越好，同時造價就越貴。當前設計單位普遍認知氯離子濃度≯20000mg/L時，2205等材料可以滿足，如果氯離子濃度更高，將會建議使用更好的材料，如哈氏合金等鎳基合金。
降低吸收塔漿液的使用效率，增加脫硫劑耗量和設備電耗。漿液中氯化物大多以氯化鈣的形式存在，鈣離子濃度的增大，在同離子效應(兩種含有相同離子的鹽或酸或堿，溶于水時，他們的溶解度或者酸度系數(shù)都會降低，這種現(xiàn)象叫做同離子效應)的作用下，將抑制石灰石的溶解，降低液相堿度，從而影響到吸收塔內(nèi)的化學反應，降低了SO2的去除率。
氯離子的擴散系數(shù)較大，具有排斥HSO3-或SO3的作用，影響SO2的物理吸收和化學吸收，抑制脫硫反應的順利進行，導致脫硫效率下降。同時，隨著吸收塔漿液Cl-含量的增加，漿液性質(zhì)可能會改變，塔內(nèi)漿液會產(chǎn)生大量的氣泡，造成吸收塔溢流，產(chǎn)生的虛假液位,干擾運行人員的判斷和調(diào)整,造成漿液循環(huán)泵的汽蝕或跳閘,甚至導致漿液進入原煙道。
另外，因氯離子較強的配位能力，在高濃度下會迅速與煙塵中的Al、Fe和Zn等金屬離子配位形成絡合物，將Ca或CaCO3顆粒包裹起來使其化學活性嚴重降低，漿液的利用率下降，*終導致吸收塔漿液內(nèi)的CaCO3過剩，但pH值卻無法上升，脫硫效率降低。如果為確保脫硫效率和實現(xiàn)達標排放就需要提高液氣比，就會使得漿液循環(huán)系統(tǒng)電耗增加。
影響石膏品質(zhì)。吸收塔漿液中氯化物濃度升高，會抑制二氧化硫溶解生產(chǎn)亞硫酸氫根，引起石膏中碳酸鈣含量增大，氯離子含量增加，石膏脫水性能下降，石膏品質(zhì)惡化。如果想得到更高品質(zhì)的石膏，就需要大量增加沖洗水量，使整個系統(tǒng)形成惡性循環(huán)，并且進入脫硫廢水中的氯離子含量大幅增加，廢水處理難度增大。
基于脫硫廢水零排放要求，在燃煤電廠的進一步推廣和控制氯離子對燃煤電廠脫硫系統(tǒng)危害的迫切需求。
具有經(jīng)濟成本較低、穩(wěn)定性好、在線監(jiān)測、檢測下限低、靈敏度高、響應快速、易微型化、在線監(jiān)測等優(yōu)點的離子選擇電極法是*符合燃煤電廠。
實現(xiàn)氟離子、氯離子在線監(jiān)測、取代目前定期取樣檢測的監(jiān)控方式，達到即時獲知在供電負荷、燃煤品種、系統(tǒng)工況等因素改變時對于脫硫廢水中氯離子濃度的影響，優(yōu)化脫硫系統(tǒng)的氯離子檢測技術(shù)。因此，去除其他元素造成的干擾，提高傳感器專一性與穩(wěn)定性，延長傳感器在惡劣工況下的使用壽命是今后氯離子選擇電極法的研究重點和發(fā)展方向。
清淼光電科技開發(fā)的大量程氯離子在線分析儀，常規(guī)量程可達到30000ppm，特殊型號可以達到100000ppm。
通過匹配自動校準系統(tǒng)，可以實現(xiàn)離子電極的在線校準，盡可能減少人工校準的工作量。定期自動校準補償了電極信號漂移產(chǎn)生的誤差，提高測量的精度和穩(wěn)定性，實現(xiàn)電極實現(xiàn)無人值守免維護。
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