阅读说明：本技术 一种实验室准确测量脱硫石膏浆液密度的方法 (Method for accurately measuring density of desulfurized gypsum slurry in laboratory ) 是由 杜佳 揭其良 王飞 李超 曲立涛 齐晓辉 于洪海 王德鑫 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种实验室测量石膏浆液密度的方法,特别涉及一种能够在实验室中准确的测量石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行过程中石膏浆液密度的方法。本方法主要通过直接使用广口瓶取样,利用广口瓶的膨胀系数换算出广口瓶在石膏浆液运行温度下的体积,通过测量石膏浆液的重量,计算出石膏浆液的准确密度。本方法克服了脱硫石膏浆液温度高、易沉淀、密度和温度不固定等不利于密度测定的问题,将石膏浆液的密度准确测量出来,并且方法操作简便、快捷,对于实验条件和器具没有严格的限制。(The invention relates to a method for measuring gypsum slurry density in a laboratory, in particular to a method capable of accurately measuring the gypsum slurry density in the operation process of a limestone-gypsum wet flue gas desulfurization system in the laboratory. The method mainly comprises the steps of directly sampling by using a wide-mouth bottle, converting the volume of the wide-mouth bottle at the running temperature of gypsum slurry by using the expansion coefficient of the wide-mouth bottle, and calculating the accurate density of the gypsum slurry by measuring the weight of the gypsum slurry. The method overcomes the problems that the desulfurized gypsum slurry is high in temperature, easy to precipitate, unfixed in density and temperature and the like, which are not beneficial to density determination, accurately measures the density of the gypsum slurry, is simple, convenient and quick to operate, and has no strict limitation on experimental conditions and appliances.)

一种实验室准确测量脱硫石膏浆液密度的方法

技术领域

本发明涉及一种实验室测量石膏浆液密度的方法，特别涉及一种能够在实验室中准确的测量石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行过程中的石膏浆液密度的方法。

背景技术

在火力发电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中，石膏浆液密度是非常重要的运行参数之一，在正常运行中，石膏浆液的密度应控制在1080-1120kg/m³之间，当实测密度高于1120kg/m³时，应启动石膏排出泵进行脱除石膏操作，当密度降低到1080kg/m³应停止石膏排出泵。否则，当石膏浆液密度过高时会增加系统阻力和能耗，导致系统结垢堵塞，过低则会影响脱硫效率、石膏脱水效果等。因此必须对其进行准确的测量及监督。

由于湿法脱硫系统工艺过程复杂，现场运行环境恶劣，绝大部分的浆液密度在线测量装置的测量结果并不准确或者不能维持长期准确，需要定期对在线密度表进行实验室比对监督监测，因此，需要实验室测量的石膏浆液密度结果，能够非常准确的反映运行中石膏浆液密度的真实值。

石灰石-石膏湿法脱硫系统中石膏浆液的特性主要包括以下几点：

(1)温度高。运行中的石膏浆液由于吸收了烟气中的热量，所以温度会比较高，同时其受到机组容量、运行负荷、天气温度等方面的影响，会在一定范围内波动。一般情况下，运行中的石膏浆液温度会在55℃左右。

(2)不均匀。脱硫石膏浆液是一个固-液两相悬浊液，在实际运行中需要不停的搅拌以保证固-液的均匀，一旦停止搅拌，短时间内固体物质石膏颗粒就会沉淀导致固-液两相分离。

(3)不固定。在实际运行中，石膏浆液的密度并不是固定不变的，而是在一定范围内变化，当密度升高至范围上限时，将启动石膏排出泵进行脱石膏操作，当密度降低至范围下限时，停止脱石膏操作。

脱硫石膏浆液的上述三点特性，使其密度的测量不适用于目前已有的密度测量方法，并且很难被准确的测量出来。因此，虽然脱硫石膏浆液密度测量的方法有很多，但至今一直没有一种能够非常准确的测量运行中石膏浆液密度的标准方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能够在实验室中准确的测量石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行过程中石膏浆液密度的方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种实验室准确测量脱硫石膏浆液密度的方法，其特征是，其测量方法的操作步骤如下：

1)在室温下称量干燥的带盖广口瓶的质量m₀，同时记录室温t₁；

2)在相同室温下，将广口瓶充满纯水后盖上瓶盖令多余的水溢出，用滤纸吸干广口瓶外表面的水，再次称重，记录充满纯水的广口瓶的质量m₁；

3)在纯水密度表中，查询并记录t₁温度下纯水的密度ρ₁；

4)按照下式计算室温下广口瓶的体积V₁

式中：

V₁——室温下广口瓶的体积，mL；

m₁——充满纯水的带盖广口瓶的质量，g；

m₀——干燥的带盖广口瓶的质量，g；

ρ₁——室温下纯水的密度，kg/m³。

5)将广口瓶带至石膏浆液取样现场，盖好盖子用石膏浆液冲洗广口瓶外部5-10分钟，同时记录浆液温度t₂，当广口瓶与浆液温度一致后，直接用广口瓶采样，注满浆液后盖紧瓶盖令多余的浆液溢出，用纯水将广口瓶外部的浆液冲洗干净，用滤纸吸干广口瓶外表面的水，再次称重，记录充满浆液的广口瓶的质量m₂。

6)用下式计算广口瓶在t₂温度下的体积V₂

V₂＝V₁[1+γ(t₂-t₁)]

式中：

V₂——浆液温度下广口瓶的体积，mL；

V₁——室温下广口瓶的体积，mL；

γ——广口瓶体积膨胀系数，碱石灰玻璃取25×10^-6，硼硅玻璃取10×10^-6；

t₂——现场实测浆液温度，℃；

t₁——测量充满纯水的广口瓶时的室温，℃。

7)计算结果：石膏浆液密度ρ₂按下式计算

式中：

ρ₂——脱硫石膏浆液密度，kg/m³；

m₂——充满石膏浆液的带盖广口瓶的质量，g；

m₀——干燥的带盖广口瓶的质量，g；

V₂——浆液温度下广口瓶的体积，mL。

本发明使用广口瓶进行测量，利用广口瓶的体积膨胀系数，将浆液温度对广口瓶体积的影响进行换算和计算。广口瓶由碱石灰玻璃或硼硅玻璃制成，呈圆柱形结构，其底面直径约为3cm，高约为7cm，体积约为50mL左右，瓶口有刻度线；广口瓶带盖，瓶盖材质与瓶身相同，厚约为2cm，瓶盖底部与瓶盖边缘平齐，盖为实心结构，且瓶盖与瓶口的接触面为磨口结构。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

(1)避免了容器受样品较高温度的影响导致其体积变化对测试结果产生影响；

(2)避免了样品易沉淀所导致的取样不均匀对测试结果产生影响；

(3)测试结果不会受到由于脱硫工况变化导致样品温度变化、浓度变化等影响。

(4)不需要特殊的试验器具，对实验环境没有要求，适用于各种实验室的日常监测和检测试验。

本方法的上述四个优点，分别消除了运行中脱硫石膏浆液的三个特性对测量所造成的不便和影响，可以确保测量结果的准确性和精确性。并且，本发明的装置简单，操作方法简便，快捷，不需要特殊的仪器和设备，并且不受现场复杂条件和工况等影响。

附图说明

图1是本发明实施例中广口瓶的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

图1是本实施例中所用的广口瓶，广口瓶是由玻璃制造，呈圆柱形，底面直径约3cm，高约7cm，体积约在50mL左右，瓶口有刻度线，广口瓶带盖，瓶盖材质与瓶身相同，瓶盖厚约2cm，瓶盖底部与瓶盖边缘平齐，瓶盖为实心结构，且瓶盖与瓶口的接触面为磨口结构。

实施例1。

1)将碱石灰玻璃材质的广口瓶用纯水清洗干净并冷却干燥，在室温下连盖称量广口瓶的质量m₀＝26.785g，同时记录室温t₁＝17.8℃；

2)在相同室温下，将广口瓶充满纯水后轻轻盖上瓶盖防止产生气泡，令多余的水溢出，并用滤纸吸干广口瓶外表面的水，再次称重，记录充满纯水的广口瓶的质量m₁＝77.874g；

3)在纯水密度表中，查询并记录17.8℃温度下纯水的密度ρ₁＝998.632kg/m³；

4)按照下式计算室温下广口瓶的体积V₁

5)倒掉广口瓶中的纯水并将广口瓶干燥后，将广口瓶带至石膏浆液取样现场，打开石膏浆液取样阀，盖好广口瓶盖子用石膏浆液冲洗广口瓶外部5-10分钟，同时记录浆液温度t₂＝57.5℃。这样做的目的有两个，一是利用新鲜的浆液充分冲洗取样管路中的沉淀物消除干扰，并保证所取样品全部是正在运行的新鲜浆液；二是预热取样管路和广口瓶的温度使其与浆液温度一致。当广口瓶与浆液温度一致后，直接用广口瓶采样，注满浆液后迅速轻轻盖上瓶盖，令气泡和多余的浆液溢出。盖紧瓶盖后用纯水将广口瓶外部的浆液冲洗干净，并用滤纸吸干广口瓶外表面的水，再次称重，记录充满浆液的广口瓶的质量m₂＝84.085g。

6)用下式计算广口瓶在t₂温度下的体积V₂

V₂＝V₁[1+γ(t₂-t₁)]＝51.159×[1+25×10^-6×(57.5-17.8)]＝51.210mL

7)计算结果：石膏浆液密度ρ₂按下式计算

实施例2。

1)将硼硅玻璃材质的广口瓶用纯水清洗干净并冷却干燥，在室温下连盖称量广口瓶的质量m₀＝20.346g，同时记录室温t₁＝20.4℃；

2)在相同室温下，将广口瓶充满纯水后轻轻盖上瓶盖防止产生气泡，令多余的水溢出，并用滤纸吸干广口瓶外表面的水，再次称重，记录充满纯水的广口瓶的质量m₁＝73.829g；

3)在纯水密度表中，查询并记录20.4℃温度下纯水的密度ρ₁＝998.120kg/m³；

4)按照下式计算室温下广口瓶的体积V₁

5)倒掉广口瓶中的纯水并将广口瓶干燥后，将广口瓶带至石膏浆液取样现场，打开石膏浆液取样阀，盖好广口瓶盖子用石膏浆液冲洗广口瓶外部5-10分钟，同时记录浆液温度t₂＝56.9℃。当广口瓶与浆液温度一致后，直接用广口瓶采样，注满浆液后迅速轻轻盖上瓶盖，令气泡和多余的浆液溢出。盖紧瓶盖后用纯水将广口瓶外部的浆液冲洗干净，并用滤纸吸干广口瓶外表面的水，再次称重，记录充满浆液的广口瓶的质量m₂＝78.231g。

6)用下式计算广口瓶在t₂温度下的体积V₂

V₂＝V₁[1+γ(t₂-t₁)]＝53.583×[1+10×10^-6×(56.9-20.4)]＝53.603mL

7)计算结果：石膏浆液密度ρ₂按下式计算

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。