在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，吸收塔漿液的pH值是一個至關(guān)重要的運行參數(shù)，它直接決定了脫硫效率的高低、系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及副產(chǎn)品石膏的品質(zhì)。鄭州樸華科技有限公司是河南專業(yè)的環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)廠家，在多年為客戶提供脫硫設(shè)備的設(shè)計與研發(fā)生產(chǎn)服務(wù)中，深刻體會到精準控制pH值對于整個脫硫系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行的核心意義。本文將深入探討pH值的控制策略及其對脫硫效率與系統(tǒng)結(jié)垢的深遠影響。

一、 pH值為何如此關(guān)鍵？

簡單來說，吸收塔漿液的pH值直接反映了漿液的酸堿度，是維持化學(xué)反應(yīng)平衡的指揮棒。它通過影響SO?的吸收速率、石灰石的溶解程度以及產(chǎn)物的結(jié)晶過程，全方位地左右著脫硫系統(tǒng)的性能。

其核心影響主要體現(xiàn)在兩個有時相互矛盾的方面：

• 高pH值：有利于煙氣中SO?的高速吸收，從而提升脫硫效率。因為較高的堿度意味著漿液中有更充足的CaCO?與SO?反應(yīng)。

• 低pH值：有利于石灰石（CaCO?）的溶解和亞硫酸鈣（CaSO?）的氧化，促進石膏（CaSO?·2H?O）的結(jié)晶析出，并能有效減少系統(tǒng)結(jié)垢的風(fēng)險。

因此，控制的藝術(shù)就在于尋找一個最佳平衡點，既能保證高脫硫效率，又能確保系統(tǒng)穩(wěn)定不結(jié)垢，同時實現(xiàn)石灰石的高效利用和石膏的高品質(zhì)產(chǎn)出。

二、 pH值對脫硫效率的具體影響

從化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)角度看，提高漿液pH值，意味著增加了可供反應(yīng)的石灰石濃度，從而加快了SO?的吸收速率。許多運行數(shù)據(jù)表明，在一定范圍內(nèi)，隨著pH值的升高，脫硫效率呈上升趨勢。

但值得注意的是，這種提升并非沒有上限。實踐表明，當pH值超過5.8后，脫硫效率的增益會變得不明顯，甚至可能出現(xiàn)下降。這是因為在過高的pH環(huán)境下，氫離子（H?）濃度過低，反而阻礙了鈣離子（Ca2?）的析出，使得化學(xué)反應(yīng)無法最有效地進行。更嚴重的是，過高的pH值會導(dǎo)致石灰石反應(yīng)不徹底，不僅浪費了吸收劑，使得石膏產(chǎn)品中未反應(yīng)的CaCO?含量超標（當pH=5.9時，漿液中的CaCO?含量可達2.98%），降低了石膏純度，也增加了運行成本。

三、 pH值與系統(tǒng)結(jié)垢的密切關(guān)系

系統(tǒng)結(jié)垢是濕法脫硫運行中最常見也最令人頭疼的問題之一，而pH值的失控是導(dǎo)致結(jié)垢的主要原因。結(jié)垢主要分為兩種類型：

• 軟垢（亞硫酸鹽垢）: 當漿液pH值運行在較高水平（對于石灰石系統(tǒng)，pH > 6.2）時，脫硫產(chǎn)物主要是半水亞硫酸鈣（CaSO?·1/2H?O）。其溶解度很低，極易達到過飽和狀態(tài)而結(jié)晶析出，形成一種柔軟、葉狀的垢層，附著在塔壁、噴嘴和部件表面。這種垢會堵塞管道和設(shè)備，影響系統(tǒng)正常運行。

• 硬垢（石膏垢）: 當pH值運行過低時，硫酸鹽（石膏）的溶解度會降低，而亞硫酸鹽的溶解度急劇上升，這會導(dǎo)致石膏在短時間內(nèi)大量析出，形成堅硬的垢層。此外，如果漿液中的亞硫酸鈣濃度偏高，還會與硫酸鈣形成混合結(jié)晶垢（CSS垢）。

值得一提的是，在較高pH值下，煙氣中高濃度的CO?還會發(fā)生“再碳酸化”反應(yīng)，生成CaCO?沉積物，加劇結(jié)垢。因此，將pH值穩(wěn)定在合理區(qū)間是防止結(jié)垢的關(guān)鍵。

四、 樸華科技推薦的最佳pH值控制策略

基于上述原理與實踐經(jīng)驗，鄭州樸華科技結(jié)合其為眾多客戶提供脫硫設(shè)備與解決方案的經(jīng)驗，總結(jié)出以下控制策略：

1. 最佳控制范圍

綜合脫硫效率、防結(jié)垢、石灰石利用率和石膏品質(zhì)等多重因素，將吸收塔漿液的pH值穩(wěn)定在5.0 - 5.8之間是一個廣泛認可的最佳區(qū)間。在這個范圍內(nèi)，通常能將鈣硫比（Ca/S）控制在接近理論值的1.02 - 1.05之間，實現(xiàn)經(jīng)濟高效運行。

2. 核心控制方法：石灰石漿液補給

pH值的控制主要通過調(diào)節(jié)送入吸收塔的新鮮石灰石漿液量來實現(xiàn)。這是一個典型的閉環(huán)控制過程：

1. 測量: 使用安裝在吸收塔排出漿液管道上的pH計實時監(jiān)測漿液pH值。

2. 比較: 將測量值與設(shè)定值（如5.4）進行比較。

3. 調(diào)節(jié): 如果pH值低于設(shè)定值，控制系統(tǒng)會增大石灰石漿液補給閥門的開度，增加堿度補給量；反之，則減少補給量。

坦白說，這個測量和控制過程并非易事。漿液環(huán)境惡劣，含有大量固體顆粒和氯離子等，容易造成pH電極磨損和污染，導(dǎo)致測量失準。因此，選擇高品質(zhì)的儀表并建立嚴格的定期清洗和校準維護制度至關(guān)重要。

3. 前饋-反饋復(fù)合控制

對于負荷或燃煤硫分變化頻繁的電廠，樸華科技建議采用更先進的前饋-反饋復(fù)合控制策略。即除了根據(jù)pH反饋進行調(diào)節(jié)外，還引入機組負荷和入口SO?濃度作為前饋信號。系統(tǒng)提前預(yù)判SO?總量的變化，預(yù)先調(diào)整石灰石漿液的給料量，從而大幅減小pH值的波動幅度，提高控制的精確性和穩(wěn)定性。

4. 輔助控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化

一個穩(wěn)定的pH值控制系統(tǒng)離不開其他運行參數(shù)的協(xié)同配合：

• 漿液密度：通?？刂圃?060~1127 kg/m3（對應(yīng)濃度10%~20%）。密度過高會加劇磨損、影響結(jié)晶和脫水效果；過低則可能導(dǎo)致石膏品質(zhì)下降和石灰石浪費。通過連續(xù)排放石膏至脫水系統(tǒng)來控制。

• 氧化風(fēng)量：充足的強制氧化是保證亞硫酸鹽徹底氧化為硫酸鹽（石膏）的關(guān)鍵，能有效防止因亞硫酸鹽飽和而引起的結(jié)垢，并提高石膏品質(zhì)。

• 氯離子濃度：宜控制在20000 ppm以下。過高會抑制吸收反應(yīng)，增加腐蝕性，并可能毒化pH電極。

五、 鄭州樸華科技在脫硫系統(tǒng)優(yōu)化中的實踐

鄭州樸華科技有限公司作為河南專業(yè)的環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)廠家，在多年從事脫硫設(shè)備、除塵器、VOCs治理設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)過程中，深刻理解系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化的重要性。對于脫硫系統(tǒng)，我們不僅關(guān)注單一設(shè)備的性能，更注重整個系統(tǒng)的匹配性和運行策略的優(yōu)化。

針對pH值控制，我們的設(shè)備設(shè)計和系統(tǒng)集成注重以下幾點：

• 合理的吸收塔設(shè)計：確保氣液充分接觸，為化學(xué)反應(yīng)提供良好環(huán)境。

• 可靠的測量儀表選型與安裝：推薦易于維護和清洗的pH測量裝置，并提供準確的安裝指導(dǎo)，以減少測量偏差。

• 精準的石灰石漿液制備與給料系統(tǒng)：確保漿液細度和濃度穩(wěn)定，給料調(diào)節(jié)靈敏可靠。

• 全面的控制系統(tǒng)：將pH控制、密度控制、氧化風(fēng)量控制等有機結(jié)合，形成協(xié)同優(yōu)化策略。

不得不說，精細化運行是環(huán)保設(shè)施穩(wěn)定達標、降低物耗能耗的關(guān)鍵。通過對pH值這一核心參數(shù)的深入理解和精準控制，可以有效提升脫硫效率，從根本上遏制結(jié)垢現(xiàn)象，同時降低運行成本，實現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟的雙贏。

總而言之，脫硫吸收塔漿液的pH值控制是一門平衡的藝術(shù)，需要運行人員深刻理解其背后的化學(xué)原理，并依托可靠設(shè)備和智能控制策略付諸實踐。希望本文能為從事脫硫運行工作的朋友們提供一些有益的參考。