[发明专利]控制亚硫酸盐氧化的方法

说明书

本发明涉及烟气脱硫的方法，更具体地讲，是涉及一种控制亚硫酸盐氧化的方法。

当根据湿石灰-石膏法(wetlime-gypsum process)对含氧化硫的废气进行烟气脱硫处理时，废气中典型的氧化硫-二氧化硫与一种含碳酸钙的吸收溶液接触，并根据下面的反应被吸收：

       (1)

部分的这样产生的亚硫酸钙被废气中的氧气氧化形成石膏。

     (2)

通常，废气中的氧浓度太低，使亚硫酸钙氧化为石膏的反应不能充分进行。因此，从系统外提供一种含氧气体，并使之通过吸收溶液。

然而，如果含氧气体的流速太低，未氧化的亚硫酸钙的浓度将增加。这会引起以下几个问题：抑制作为吸收剂碳酸钙的溶解，脱硫效果的降低，由脱硫器出来的废水的化学氧需求(chemical oxygendemand，简称COD)增加。

另一方面，如果希望保持高的亚硫酸钙转变成石膏的转化率，考虑负载波动等因素，不可避免地要过量加入含氧气体。这导致运行费用的增加，并且使废水的COD增加。

因此，需要控制含氧气体的流速，使其保持在合适的范围。

为了控制与亚硫酸钙的氧化有关的含氧气体的流速，已知有一种基于利用氧化-还原势(oxidation-reduction potential，以下简称ORP)的方法。在常规的根据ORP来控制流速的方法中，在预定的ORP与亚硫酸浓度之间的关系基础上预先确定一个ORP设定值，再根据由连续探测吸收溶液中的ORP得到的信号与ORP设定值之间的偏差信号来控制流速。

图3示出了一种含碳酸钙吸收溶液的ORP和亚硫酸浓度的关系的例子，它是利用湿石灰-石膏法，通过与吸收溶液接触来处理含1000ppm浓度SO₂的废气时观察到的。这表明ORP除了受亚硫酸浓度影响以外，还受pH值的影响。

将pH值对ORP的上述影响考虑在内的氧化控制的方法也是已知的。在该方法中，通过连续探测吸收溶液的ORP和pH值获得的信号可得到设定的ORP值，根据吸收溶液的ORP和预定ORP值之间的偏差信号可以控制含氧气体的流速。

但是，除了亚硫酸浓度和pH值以外，ORP还受到溶解的溶液组份的影向，溶解的溶液组份的改变和pH计的错误指示将使稳定的氧化控制不能实现。

如上所述，由于负载的波动、吸收剂的变化，和/或燃料类型的改变以及pH计的错误指示会引起溶液pH值的波动和溶解的溶液组份的变化，从而使常规方法不能获得对氧化的稳定控制。

从上述的技术水平来看，本发明的一个目的是提供一种控制亚硫酸盐氧化的方法，当它用于根据湿石灰-石膏法处理含氧化硫废气的烟气脱硫过程中时，可以克服常规方法中的缺点。

在上述情况下，本发明人对下面的氧化控制方法进行了深入研究：当利用湿石灰-石膏法对含氧化硫的废气进行烟气脱硫时，通过连续探测吸收溶液的ORP来控制含氧气体的流速，发现，由于ORP除了亚硫酸浓度以外，还受到pH值和溶解的溶液组份的影响，最好是首先探测吸收溶液的ORP和处于完全氧化状态的吸收溶液的ORP之间的第一偏差信号，再根据第一偏差信号和设定ORP偏差值(它是在已知亚硫酸浓度与ORP值之间的关系基础上预先确定的)之间第二偏差信号来控制含氧气体的流速。本发明在这个发现的基础上得以完成。

因此，本发明在烟气脱硫过程中，在用含钙化合物的吸收溶液处理含氧化硫的废气时，使一种含氧气体通过吸收溶液，并通过连续探测吸收溶液中的氧化—还原势来控制含氧气体的流速，由此提供了一种氧化控制的方法，它包括：首先探测吸收溶液的氧化—还原势和处于完全氧化状态的吸收溶液的氧化—还原势之间的第一偏差信号，再根据第一偏差信号和设定的ORP偏差值之间的第二偏差信号来控制含氧气体的流速。

对根据ORP来保持稳定的氧化控制作深入研究的结果导致了本发明的完成。在发现ORP除了受亚硫酸浓度影响之外，还受pH值和溶解的溶液组份的影响的基础上，连续探测吸收溶液的ORP和处于完全氧化状态的ORP之间的第一偏差信号，根据第一偏差信号和设定的ORP偏差值之间的第二偏差信号来控制含氧气体的流速。这样尽管发生pH值波动和溶解的溶液组份的改变，仍可保持稳定的氧化控制，由此降低废水的COD。

图1是说明本发明一个实施方案的示意图。