【干貨】洗氣效果如何,您是否知道?


【干貨】洗氣效果如何,您是否知道?的圖1

氣體洗滌能夠避免氣態揮發性污染物釋放到環境中,尤其在石化過程中,專門用于“洗去”或中和 SO2、NO2和 HCl 等氣體。


工業中常見的洗氣有兩種類型:間歇處理型和連續處理型。無論哪種設計,為了保持高效率的洗滌效果,必須持續測量并控制洗滌溶液的質量。


洗滌效率降低不僅會導致污染氣體釋放到大氣中,而且會腐蝕工廠下游設備,洗滌副產物的積累會導致洗滌容器產生結垢并堵塞管道,進一步降低效率。


選擇在線pH、ORP 和電導率傳感器用于氣體洗滌塔,監控其補充溶液和收集罐中使用過洗滌液的狀況,保證洗滌裝置性能。大多數洗氣過程對于在線分析傳感器而言,是極其惡劣的測量環境,會縮短傳感器的正常使用壽命,并帶來大量的后期維護工作。

電導率測量

電導率測量反映了洗滌溶液和副產物的離子總濃度,隨著化學洗滌液耗盡,電導率值通常會下降。同時,隨著導電性副產品濃度提高,電導率下降速度放緩,因此電導率測量可用于監測過程效率;最典型的應用就是燒堿 (10–15% NaOH) 洗滌氯 氣


2NaOH + Cl2 => NaOCl + NaCl + H2O


在一定濃度下,洗滌溶液開始失效,無法吸收氯 氣。電導率能夠檢測此下限,隨后啟動排污或者排放消耗溶液,同時添加新鮮溶液。


洗氣應用中,感應式電導率傳感器優于電極式傳感器。前者不會受到污垢的影響,是高導電性溶液的理想之選。而且,沒有任何金屬元件接觸溶液,完全消除傳感器腐蝕問題。


電導率測量主要用于間歇處理型洗滌器,傳感器通常安裝在可以接觸指示性洗滌液的位置,例如安裝在循環溶液的管道,或安裝在收集罐內。

pH 測量

在線pH測量廣泛應用于連續處理型洗滌塔,最常見的應用是從混合氣流中去除SO2。SO2的吸收和沉淀效率主要取決于洗滌溶液的 pH 值,最佳控制范圍在 5.5 至 6 之間,其吸收過程分為3步:


1.  SO2 分解

SO2 + H2O => H2SO3

H2SO3 => H++ HSO3– => 2H+ + SO32–

2.  石灰分解

CaO + H2O => Ca(OH)2

Ca(OH)2 => Ca2+ + 2OH–

3.  生成石膏

Ca2+ + SO32- => CaSO3

2CaSO3 + O2 => 2CaSO4


只有pH 保持在合適范圍內,含鈣的漿液才能夠通過洗滌器進入收集罐,并在罐內被清除。當 pH>6,不僅浪費洗滌化學品,還導致亞硫酸鈣堵塞,并降低 SO2 的洗滌效率。當pH <5,將引起腐蝕風險并降低 SO2 溶解度,導致殘留SO2釋放到大氣中。


在這個測量點,石膏顆粒易堆積在玻璃膜上,并擴散進入隔膜,或在隔膜表面形成一層膜,導致測量誤差和響應遲鈍。找到一個合適的安裝點,液體流量大,而且粗糙顆粒含量低,例如,如果是連續處理型洗滌器,可以選擇安裝在循環管路內。流量本身將產生清洗效果,有助于避免傳感器堵塞。

ORP 測量

氧化還原電位 (ORP) 的測量主要應用于針對硫化氫和氯 氣等具有氧化還原性氣體的洗滌監控,ORP 電極包括鉑環和常規的參比系統,根據測量溶液中還原劑和氧化劑的濃度,在溶液和 ORP電極的鉑環之間產生電化學電位,該值就是 ORP 數值。


氧化劑使 mV 值升高,還原劑則使 mV 值下降。例如,通常用氧化劑(如次氯酸鹽)在堿性條件下洗滌H2S。為了高效吸收H2S,pH 需要控制在 9.5 至 10之間。ORP 電極能夠監測到剩余的次氯酸鹽。


ORP 測量會面臨與 pH 測量相同的難題:隔膜堵塞,特別是參比系統中毒。還原性和氧化性雜質易于通過隔膜,使電極基線產生偏移,這將導致嚴重的測量誤差。

梅特勒-托利多濕法洗滌解決方案

堅固耐用的電導率電極

InPro 7250 感應式電導率傳感器耐受化學品腐蝕,是惡劣洗氣應用的理想之選。由于傳感器沒有接觸樣品的電極,因此不會再像傳統接觸式電導率傳感器那樣受到化學品污染,在洗氣應用中極為耐用。InPro7250 可提供聚合物外殼:PEEK 材料勝任大多數洗氣應用;若存在HF應用,PFA 材料能提供更好的耐酸性。

【干貨】洗氣效果如何,您是否知道?的圖2

圖:InPro 7250 感應式電導率傳感器

先進的pH/ORP電極

梅特勒-托利多 InPro4800ipH電極,專用于臟污過程應用。該電極特點是配有一個 PTFE 隔膜,可以抵抗污垢和顆粒,以及特別開發的參比電極保護系統。

【干貨】洗氣效果如何,您是否知道?的圖3

圖:InPro4800ipH電極&變送器


玻璃桿上的鉑金鍍膜不僅提供溶液接地和傳感器診斷,還可以同時測量 ORP。隔膜和參比電極間極長的擴散路徑,和雙電解液腔,使電極對于氧化劑或毒性離子具有出色的抵抗能力。


針對不同過程條件,有多種玻璃膜類型可供選擇。強堿性玻璃膜特色是高度耐受粗糙顆粒,和最低的堿差。針對測量介質中含有HF的應用,電極可采用耐HF玻璃。

智能傳感器管理

InPro 4800i名稱最后的“i”表示該電極采用了梅特勒-托利多獨特的智能傳感器管理 (ISM) 技術。ISM可以簡化傳感器操作,提高測量可靠性,并降傳感器使用成本。

【干貨】洗氣效果如何,您是否知道?的圖4

圖:智能傳感器管理


其最大特點是實現了傳感器和變送器之間的數字化通信。ISM 傳感器頭部內置一臺微處理器,能夠將模擬測量信號轉換為數字信號,并將數字信號傳輸至變送器。


數字信號不僅比模擬信號更精確,而且不會受到水分與電氣干擾的絲毫影響,確保 100% 穩定。洗氣應用中經常存在水分,而且電纜通常很長,因此數字信號傳輸在這種應用中尤為實用。

即插即測

ISM 傳感器能夠進行預校準,并儲存數據以備日后使用。傳感器通過 USB 接口直接連接電腦,運行梅特勒-托利多 iSense Asset Suite 軟件,可以在任何工作場所中進行校準。當校準之后的傳感器連接至 ISM 兼容的變送器時,能夠立即被識別。借助“即插即測”功能,安裝預校準傳感器,可以在一分鐘內迅速開始測量,節約維修工程師現場校準的時間和精力。

【干貨】洗氣效果如何,您是否知道?的圖5

圖:iSense Asset Suite 軟件

自動化傳感器清潔/校準系統

如果在線 pH 電極維護得當,將事半功倍。提拉式護套與自動傳感器清潔系統組合使用(請參見下圖),特別針對含有固體漿料的洗滌塔收集罐工況。

【干貨】洗氣效果如何,您是否知道?的圖6

圖:提拉式護套與自動傳感器清潔系統


比如在用石灰溶液洗滌SO2過程中,將耐化學材質(C-22 合金或鈦)制成的提拉護套與自動傳感器清潔系統配合使用,使用 HCl 作為清潔試劑。


通過梅特勒-托利多 EasyClean 400 系統和 InTrac 777 e 護套可以實現完全自動化且無人值守的電極清潔、沖洗和校準維護。

梅特勒-托利多提供在線 pH、ORP 和電導率測量解決方案,專門適用于嚴苛的洗氣工況中,不僅節約化學品成本,而且確保洗氣效果。智能傳感器管理技術提供的數字信號、傳感器預校準和預測性診斷功能,可以極大簡化維護工作,降低運行成本。


點擊文末link, 了解梅特勒-托利多完整解決方案!




登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP