一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置论文和设计-李顺财

全文摘要

本实用新型涉及环保脱硫技术领域，公开了一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，包括脱硫塔持液槽，脱硫塔持液槽的浆液出口通过取液管与缓冲测量罐下部的浆液入口连通，缓冲测量罐上部的浆液出口通过仪表泵输入管与仪表泵的输入口连通，仪表泵的输出口通过仪表泵输出管与密度计的浆液入口连通，密度计的浆液出口通过回液管与脱硫塔持液槽的浆液入口连通；缓冲测量罐的顶部设置有pH测试仪，在取液管上安装有浆液进口阀，回液管上安装有浆液出口阀；浆液进口阀和浆液出口阀之间的管路上还连通有冲洗装置和放空装置。本实用新型结构简单合理，测量准确，操作简便，故障率低，极大地提高了脱硫系统运行的稳定性，且降低了设备运行成本。

主设计要求

1.一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，其特征在于，包括脱硫塔持液槽、缓冲测量罐、仪表泵、密度计和浆液循环管路；所述浆液循环管路包括取液管、仪表泵输入管、仪表泵输出管和回液管；所述脱硫塔持液槽的浆液出口通过所述取液管与所述缓冲测量罐下部的浆液入口连通，所述缓冲测量罐上部的浆液出口通过所述仪表泵输入管与所述仪表泵的输入口连通，所述仪表泵的输出口通过所述仪表泵输出管与所述密度计的浆液入口连通，所述密度计的浆液出口通过所述回液管与所述脱硫塔持液槽的浆液入口连通；所述缓冲测量罐的顶部设置有pH测试仪，所述pH测试仪的电极插入所述缓冲测量罐内；在所述取液管上安装有浆液进口阀，所述回液管上安装有浆液出口阀；所述浆液进口阀和所述浆液出口阀之间的所述浆液循环管路还连通有冲洗装置和放空装置。

设计方案

1.一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，其特征在于，包括脱硫塔持液槽、缓冲测量罐、仪表泵、密度计和浆液循环管路；

所述浆液循环管路包括取液管、仪表泵输入管、仪表泵输出管和回液管；

所述脱硫塔持液槽的浆液出口通过所述取液管与所述缓冲测量罐下部的浆液入口连通，所述缓冲测量罐上部的浆液出口通过所述仪表泵输入管与所述仪表泵的输入口连通，所述仪表泵的输出口通过所述仪表泵输出管与所述密度计的浆液入口连通，所述密度计的浆液出口通过所述回液管与所述脱硫塔持液槽的浆液入口连通；

所述缓冲测量罐的顶部设置有pH测试仪，所述pH测试仪的电极插入所述缓冲测量罐内；

在所述取液管上安装有浆液进口阀，所述回液管上安装有浆液出口阀；

所述浆液进口阀和所述浆液出口阀之间的所述浆液循环管路还连通有冲洗装置和放空装置。

2.如权利要求1所述的一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，其特征在于，所述脱硫塔持液槽的浆液出口位于所述脱硫塔持液槽的浆液入口的下方，且所述脱硫塔持液槽的浆液出口和浆液入口均位于所述脱硫塔持液槽内浆液的液面以下。

3.如权利要求2所述的一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，其特征在于，所述冲洗装置包括冲洗管道，所述冲洗管道的一端与所述浆液循环管路连通，另一端连通工艺水，所述冲洗管道上还安装有冲洗水控制阀。

4.如权利要求3所述的一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，其特征在于，所述浆液循环管路与所述冲洗管道的连通口位于所述回液管上，且靠近所述浆液出口阀。

5.如权利要求4所述的一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，其特征在于，所述放空装置包括放空管道，所述放空管道的一端与所述浆液循环管路连通，所述放空管道上还安装有排废控制阀。

6.如权利要求5所述的一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，其特征在于，所述放空管道通过所述缓冲测量罐与所述浆液循环管路连通，所述放空管道与所述缓冲测量罐的连通口位于所述缓冲测量罐的底部。

7.如权利要求6所述的一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，其特征在于，所述浆液循环管路上还安装有用以检测管路内部压力的压力表。

8.如权利要求7所述的一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，特征在于，在所述浆液循环管路上，靠近所述压力表还安装有浆液流量调节阀。

9.如权利要求1-8任一权利要求所述的一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，特征在于，所述pH测试仪的信号输出端和所述密度计的信号输出端分别与脱硫DCS控制系统的pH值信号输入端和密度值信号输入端连接，所述脱硫DCS控制系统的pH值信号输出端与脱硫系统中的补碱泵的控制阀连接，所述脱硫DCS控制系统的密度值信号输出端与脱硫系统中的浆液补充泵的控制阀连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及环保脱硫技术领域，尤其涉及一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置。

背景技术

最近几年来，伴随环境污染的严重，国家出台了一系列政策和鼓励火电厂实施超低排放改造，改造后燃煤烟电厂烟气SO_{2<\/sub>排放浓度要求控制在35mg\/Nm^{3<\/sup>以下，这对脱硫系统安全、经济运行提出了更严格的要求。}}

目前，烟气湿法脱硫是目前脱硫效率最高的脱硫技术，应用也最为广泛，在石灰石-石膏湿法脱硫系统中，脱硫塔持液槽内的石膏浆液pH值和密度是石灰石-石膏湿法脱硫的两个重要参数，对整个系统的运行、控制起着至关重要的作用。一般情况下，吸收塔浆液pH值应控制在5.0～5.4之间，在保证脱硫效率等指标达到要求的同时，降低系统能耗；运行中石膏浆液的密度应控制在在一个合适的范围内(1080～1100kg\/m^{3<\/sup>)，有利于脱硫系统的高效、经济和安全运行。鉴于以上两个控制参数的重要性，因此必须对脱硫塔持液槽内石膏浆液的pH值和密度进行实时准确的检测，以保证脱硫系统的安全、稳定运行。}

目前脱硫塔持液槽内的石膏浆液pH值常用测量方法一般有两种方式：第一种方式是将PH值测量计直接安装在脱硫塔持液槽内部进行检测，该方式PH值测量计在脱硫塔持液槽内易结垢，影响PH值测量的准确性，且PH值测量计损坏后不易更换；第二种方式是将石膏浆液从脱硫塔持液槽内引至外部，检测后排放至水沟，采用该方式要长时间外排脱硫塔持液槽内的石膏浆液，容易造成浆液的浪费、排水沟腐蚀及管道的堵塞。

目前脱硫装置石膏浆液密度的检测普遍采用两个差压式液位计组合成差压式密度计，利用该方式进行密度检测，在浆液流动状态稳定的情况下，其检测的准确性较好，如果浆液中夹带着气泡或者泡沫，将严重干扰测试结果；另外差压式密度计存在测量不灵敏、不准确，密度显示数值可能会长时间保持一个数值，主要是因为差压式液位计与脱硫塔塔体连接管内容易被氧化空气填充或被浆液内部的颗粒物堵塞，需要定期清理，清理不及时会导致密度计数值不准确，会造成脱硫系统误操作。

石膏浆液的pH值和密度不能可靠、准确地在线测量，脱硫系统就无法及时地调整浆液的密度及pH值，密度或pH值过高，浆液容易结垢，堵塞泵和管道，这是烟气脱硫过程中最难解决的问题；密度或pH值过低，就会阻碍SO_{2<\/sub>的吸收，影响脱硫效率。}

因此，针对上述问题开发一种低维护、低能耗、高精准的湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本实用新型得以完成的动力所在和基础。

实用新型内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本实用新型发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本实用新型。

具体而言，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，以解决现有技术下，脱硫塔持液槽内石膏浆液pH值和密度的检测存在的检测准确度低、检测设备损坏率高以及浆液浪费的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，包括脱硫塔持液槽、缓冲测量罐、仪表泵、密度计和浆液循环管路；

所述浆液循环管路包括取液管、仪表泵输入管、仪表泵输出管和回液管；

所述缓冲测量罐的顶部设置有pH测试仪，所述pH测试仪的电极插入所述缓冲测量罐内；

在所述取液管上安装有浆液进口阀，所述回液管上安装有浆液出口阀；

所述浆液进口阀和所述浆液出口阀之间的所述浆液循环管路还连通有冲洗装置和放空装置。

作为一种改进，所述脱硫塔持液槽的浆液出口位于所述脱硫塔持液槽的浆液入口的下方，且所述脱硫塔持液槽的浆液出口和浆液入口均位于所述脱硫塔持液槽内浆液的液面以下。

作为一种改进，所述冲洗装置包括冲洗管道，所述冲洗管道的一端与所述浆液循环管路连通，另一端连通工艺水，所述冲洗管道上还安装有冲洗水控制阀。

作为一种改进，所述浆液循环管路与所述冲洗管道的连通口位于所述回液管上，且靠近所述浆液出口阀。

作为一种改进，所述放空装置包括放空管道，所述放空管道的一端与所述浆液循环管路连通，所述放空管道上还安装有排废控制阀。

作为一种改进，所述放空管道通过所述缓冲测量罐与所述浆液循环管路连通，所述放空管道与所述缓冲测量罐的连通口位于所述缓冲测量罐的底部。

作为一种改进，所述浆液循环管路上还安装有用以检测管路内部压力的压力表。

作为一种改进，在所述浆液循环管路上，靠近所述压力表还安装有浆液流量调节阀。

作为一种改进，所述pH测试仪的信号输出端和所述密度计的信号输出端分别与脱硫DCS控制系统的pH值信号输入端和密度值信号输入端连接，所述脱硫DCS控制系统的pH值信号输出端与脱硫系统中的补碱泵的控制阀连接，所述脱硫DCS控制系统的密度值信号输出端与脱硫系统中的浆液补充泵的控制阀连接。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置利用仪表泵抽取脱硫塔持液槽中的浆液，浆液沿着浆液循环管路流经缓冲测量罐和密度计，完成浆液的pH值和密度值检测后，浆液又回流至脱硫塔持液槽中，整个过程流畅顺利，即完成了pH值和密度值检测，又避免了浆液外排造成浪费与污染，降低了生产成本；

由于本实用新型中设置了缓冲测量罐，pH测试仪的电极插入至缓冲测量罐内对浆液进行PH检测，缓冲测量罐的设置能够对浆液循环管路中的浆液流速进行缓冲，避免了浆液的流动对PH值测量计的磨损，提高了PH值测量计的使用寿命；

由于在取液管上安装有浆液进口阀，回液管上安装有浆液出口阀，且浆液进口阀和浆液出口阀之间的浆液循环管路还连通有冲洗装置和放空装置，在仪表泵需要长时间停运的情况下，可以利用放空装置将仪表泵内部及浆液循环管路中的浆液放空，并利用冲洗装置进行冲洗，以防发生浆液循环管路内浆液堵塞，影响PH值和密度值检测的准确性。

(2)由于脱硫塔持液槽的浆液出口位于脱硫塔持液槽的浆液入口的下方，且脱硫塔持液槽的浆液出口和浆液入口均位于脱硫塔持液槽内浆液的液面以下，因此，浆液由脱硫塔持液槽经浆液循环管路再回流至脱硫塔持液槽内，能够形成闭路循环，不会对脱硫系统平衡造成影响，且闭路循环能够防止浆液循环管路内的浆液产生气泡，影响其密度值检测的准确性。

(3)由于采用工艺水为冲洗装置供水，供水方便。

(4)由于浆液循环管路与冲洗管道的连通口位于回液管上，且靠近浆液出口阀，放空管道通过缓冲测量罐与浆液循环管路连通，且放空管道与缓冲测量罐的连通口位于缓冲测量罐的底部，该安装方式能够极大限度地放空并清洗浆液循环管路、仪表泵及缓冲测量罐中的浆液。

(5)由于浆液循环管路上还安装有用以检测管路内部压力的压力表，利用该压力表可以随时监测到浆液循环管路中的压力值，操作人员能够根据压力表显示的压力值缓慢调节管内浆液的流量，以使压力表的显示值平稳上升至稳定状态，以防管内压力上升太快，导致对pH测试仪和密度计的冲击过大，影响其使用寿命及检测值的稳定性。

(6)由于在浆液循环管路上，靠近压力表还安装有浆液流量调节阀，以方便操作人员对压力表显示值的观察及对管内浆液流量的调节。

(7)由于pH测试仪和密度计的信号输出端均与脱硫DCS控制系统的信号输入端连接，且脱硫DCS控制系统的信号输出端又分别连接相应的补碱泵与浆液补充泵的控制阀相连接，因此，脱硫DCS控制系统能够通过pH测试仪和密度计传输的检测信号控制补碱泵与浆液补充泵对脱硫塔持液槽中的浆液进行补碱调节PH值，或进行浆液的补充以调节浆液的密度值，使得脱硫塔持液槽中的浆液的PH值和密度值始终处于适当范围内，保证脱硫工艺的顺利进行，提高脱硫工艺的自动化；另外补碱和补充浆液分开进行，能够避免出现浆液浓度过高而PH值过低，或浆液浓度过低而PH值过高的现象发生，保证脱硫系统运行的稳定性。

综上，本实用新型结构简单合理，测量准确，操作简便，故障率低，极大地提高了脱硫系统运行的稳定性，且降低了设备运行成本。

附图说明

图1为本实用新型一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置的安装结构示意图；

图中：1-脱硫塔持液槽，2-缓冲测量罐，3-仪表泵，4-密度计，5-浆液循环管路，51-取液管，52-仪表泵输入管，53-仪表泵输出管，54-回液管，55-浆液进口阀，56-浆液出口阀，6-pH测试仪，7-冲洗装置，71-冲洗管道，72-冲洗水控制阀，8-放空装置，81-放空管道，82-排废控制阀，9-压力表，91-浆液流量调节阀，10-脱硫DCS控制系统、101-补碱泵，102-浆液补充泵。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

如图1所示，一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置，包括脱硫塔持液槽1、缓冲测量罐2、仪表泵3、密度计4和浆液循环管路5；

浆液循环管路5包括取液管51、仪表泵输入管52、仪表泵输出管53和回液管54；

脱硫塔持液槽1的浆液出口通过取液管51与缓冲测量罐2下部的浆液入口连通，缓冲测量罐2上部的浆液出口通过仪表泵输入管52与仪表泵3的输入口连通，仪表泵3的输出口通过仪表泵输出管53与密度计4的浆液入口连通，密度计4的浆液出口通过回液管54与脱硫塔持液槽1的浆液入口连通；

缓冲测量罐2的顶部设置有pH测试仪6，pH测试仪6的电极插入缓冲测量罐2内，且缓冲测量罐2内壁上贴附有防腐蚀的内衬胶，缓冲测量罐2的设置能够对浆液循环管路5中的浆液流速进行缓冲，避免了浆液的流动对PH值测量计的磨损，提高了PH值测量计的使用寿命；

基于上述连接结构，浆液沿着浆液循环管路5流经缓冲测量罐2和密度计4，完成浆液的pH值和密度值检测后，浆液又回流至脱硫塔持液槽1中，整个过程流畅顺利，即完成了pH值和密度值检测，又避免了浆液外排造成浪费与污染，降低了生产成本；

需要说明的是pH测试仪6选用西安赢润环保ERUN-PH3.0工业在线PH检测仪；密度计4选用西安云仪生产的信号为XY-885的管道密度计；

为了防止石膏浆液腐蚀磨损管路，浆液循环管路5优选采用内衬胶碳钢管，其中取液管51和仪表泵输入管52的管径选用DN80，仪表泵输出管53和回液管54的管径选用DN50；

在取液管51上安装有浆液进口阀55，回液管54上安装有浆液出口阀56，且浆液进口阀55和浆液出口阀56之间的所述浆液循环管路5还连通有冲洗装置7和放空装置8，基于该结构，在仪表泵3需要长时间停运的情况下，可以利用放空装置8将仪表泵3内部及浆液循环管路5中的浆液放空，并利用冲洗装置7进行冲洗，以防发生浆液循环管路5内浆液堵塞，影响PH值和密度值检测的准确性。

再如图1所示，脱硫塔持液槽1的浆液出口位于脱硫塔持液槽1的浆液入口的下方，且脱硫塔持液槽1的浆液出口和浆液入口均位于脱硫塔持液槽1内浆液的液面以下，基于该结构，浆液由脱硫塔持液槽1经浆液循环管路5再回流至脱硫塔持液槽1内，能够形成闭路循环，不会对脱硫系统平衡造成影响，且闭路循环能够防止浆液循环管路5内的浆液产生气泡，影响其密度值检测的准确性。

冲洗装置7包括冲洗管道71，冲洗管道71的一端与浆液循环管路5连通，另一端连通工艺水，冲洗管道71上还安装有冲洗水控制阀72；

放空装置8包括放空管道81，放空管道81的一端与浆液循环管路5连通，放空管道81上还安装有排废控制阀82；

浆液循环管路5与冲洗管道71的连通口位于回液管54上，且靠近浆液出口阀56；放空管道81通过缓冲测量罐2与浆液循环管路5连通，放空管道81与缓冲测量罐2的连通口位于所述缓冲测量罐2的底部；

冲洗管道71和放空管道81的安装位置能够极大限度地放空并清洗浆液循环管路5、仪表泵3及缓冲测量罐2中的浆液，以免影响脱硫工艺的顺利进行，其中，冲洗管道71为DN50的内衬胶碳钢管，放空管道81为DN80的内衬胶碳钢管。

又如图1所示，浆液循环管路5上还安装有用以检测管路内部压力的压力表9，压力表9采用隔膜压力表，利用该压力表9可以随时监测到浆液循环管路5中的压力值，操作人员能够根据压力表9显示的压力值缓慢调节管内浆液的流量，以使压力表9的显示值平稳上升至稳定状态，以防管内压力上升太快，导致对pH测试仪6和密度计4的冲击过大，影响其使用寿命及检测值的稳定性；

为了方便操作人员通过对压力表9显示值的观察以调节管内浆液流量，在浆液循环管路5上，靠近压力表9安装有浆液流量调节阀91。

为了提高脱硫系统的自动化程度，pH测试仪6的信号输出端和密度计4的信号输出端分别与脱硫DCS控制系统10的pH值信号输入端和密度值信号输入端连接，脱硫DCS控制系统10的pH值信号输出端与脱硫系统中的补碱泵101的控制阀连接，脱硫DCS控制系统10的密度值信号输出端与脱硫系统中的浆液补充泵102的控制阀连接，且上述的连接关系如图1中虚线所示，其中DCS控制系统10为和利时MACSV5.2.4系统或浙大中控ESC-200系统；

基于上述结构，脱硫DCS控制系统10能够通过pH测试仪6和密度计4传输的检测信号控制补碱泵101与浆液补充泵102对脱硫塔持液槽1中的浆液进行补碱调节PH值，或进行浆液的补充以调节浆液的密度值，使得脱硫塔持液槽1中的浆液的PH值和密度值始终处于适当范围内，保证脱硫工艺的顺利进行，提高脱硫工艺的自动化；另外补碱和补充浆液分开进行，能够避免出现浆液浓度过高而PH值过低，或浆液浓度过低而PH值过高的现象发生，保证脱硫系统运行的稳定性。

如图1所示，使用时，浆液进口阀55和浆液出口阀56处于开启状态，浆液流量调节阀91、冲洗水控制阀72和排废控制阀82处于关闭状态，给仪表泵3供电，仪表泵3正常运转后，缓慢打开浆液流量调节阀91，过程中观察压力表9的压力显示值，直至显示压力稳定后，浆液流量调节阀91完全开启，脱硫塔持液槽1中的浆液经由浆液循环管路5又回流至脱硫塔持液槽1中，该过程中pH测试仪6和密度计4对浆液的PH值和密度分别进行检测，并将检测到的PH值和密度值信号传输至脱硫DCS控制系统10，脱硫DCS控制系统10根据接收到的信号控制补碱泵101与浆液补充泵102对脱硫塔持液槽1中的浆液进行补碱调节PH值，或进行浆液的补充以调节浆液的密度值，使得脱硫塔持液槽1中的浆液的PH值和密度值始终处于适当范围内，保证脱硫工艺的顺利进行；

在仪表泵3需要长时间关闭的情况下，关闭浆液进口阀55、浆液出口阀56及冲洗水控制阀72，开启浆液流量调节阀91和排废控制阀82，此时浆液循环管路5中残留的浆液在自身重力的作用下，由放空管道81排出，排放完毕后，开启冲洗水控制阀72，当冲洗水从放空管道81中流出时，关闭冲洗水控制阀72和排废控制阀82，此时浆液循环管路5中充满冲洗水，并使冲洗水在浆液循环管路5中静置5～10min，后开启排废控制阀82排出管内冲洗水，该操作可以使浆液循环管路5内壁上残留的浆液经冲洗水浸泡而脱落排出，如此反复冲洗、放空3～5次，完成冲洗、放空工作。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和\/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

设计图

一种湿法脱硫浆液pH值和密度联合检测装置论文和设计

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