发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有亚硫酸钙检测的方法操作繁琐、测定周期长，不能及时为运行人员调整工况提供依据。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种亚硫酸钙在线监测系统，包括取样泵、烘烤器、输送机、第一反应器、气液分离器和第二反应器；所述取样泵的入口与吸收塔相连通，所述取样泵的出口与所述烘烤器相连通，所述烘烤器通过所述输送机与所述第一反应器相连通，所述第一反应器通过所述气液分离器与所述第二反应器相连通。

取样泵的入口与吸收塔相连通，取样泵的出口与烘烤器的入口相连通，烘烤器的出口与输送机的入口相连通，输送机的出口与第一反应器的入口相连通，第一反应器的出口与气液分离器的入口相连通，气液分离器的出口与第二反应器的入口相连通。吸收塔浆液通过取样泵，将一定量浆液输送至烘烤器，烘烤器内的温度较高，能够将浆液瞬时烘干，烘烤器内的固体物质，通过输送机输送至第一反应器中，固体物质中的CaSO₃在第一反应器中与H₃PO₄发生反应，使固体物质中的CaSO₃完全分解产生SO₂，第一反应器中的SO₂气体被完全输送至气液分离器中，气液分离器除去气体中携带的水分，并将气体输送至第二反应器中，SO₂与第二反应器中的过量H₂O₂反应，待反应完全后，使用NaOH返滴定SO₂与H₂O₂反应的产物H₂SO₄，待NaOH与H₂SO₄恰好完全反应时，停止滴加NaOH，通过计算NaOH的消耗量计算浆液中CaSO₃的含量。该亚硫酸钙在线监测系统，与传统的碘量法相比，直接通过取样泵抽取定量的浆液，并将其输送至烘烤器，完成浆液的烘干，无需检测人员实地采样、取样，同时，取样泵每次均从一个位置取样，可实现对浆液内CaSO₃含量的连续监测。样品烘干后被直接输送至第一反应器，在第一反应器中直接完成CaSO₃的分解和SO₂的完全气态化，并且由气液分离器将气态SO₂转移至含有过量H₂O₂的第二反应器中，使SO₂与H₂O₂反应，待反应完全后直接使用NaOH返滴定即可，无需人为参与滴定过程，全部采用自动化控制，大大简化了操作步骤，使运行人员能够及时了解吸收塔浆液内亚硫酸钙含量，并且整个系统可连续运行，实时监测浆液中CaSO₃的含量，为运行人员调整工况提供依据。

进一步，还包括加热部件，所述加热部件设置在所述第一反应器内部。

在第一反应器内部设置有加热部件，待SO₂与过量H₂O₂反应完全后，通过开启加热部件，以保证反应生成的SO₂全部变成气态，进而保证固体物质中的CaSO₃分解所产生的SO₂完全被转移至第二反应器，保证测得CaSO₃含量的准确性。

进一步，还包括pH计，所述pH计可拆卸设置在所述第二反应器上。

第二反应器上可拆卸设置有pH计，通过pH计可实时显示反应体系的酸碱度，当pH计显示7时，代表NaOH与H₂SO₄恰好完全反应，此时，停止滴加NaOH，便可通过计算NaOH的消耗量计算浆液中CaSO₃的含量。此外，通过pH计，可实时监测第二反应器的酸碱度，进而监控反应程度，保证检测结果的准确性。

进一步，所述第一反应器上设置有第一投料器。

在第一反应器中，主要是固体物质中CaSO₃与过量H₃PO₄发生反应，浆液经烘烤器烘干后被输送机输送至第一反应器，此时，可通过第一投料器向第一反应器中投入过量的H₃PO₄，以使固体物质中CaSO₃完全分解并产生SO₂气体。

进一步，所述第二反应器上设置有第二投料器。

第二反应器主要发生两步反应，第一步是SO₂与第二反应器中过量H₂O₂的反应，第二步是使用NaOH返滴定SO₂与H₂O₂的反应产物H₂SO₄的反应，为保证滴定反应操作的便捷性，通过第二投料器向第二反应器中滴加NaOH，即可以控制滴定速度，又可以实时读取所滴加NaOH的体积。

本申请还提供了一种亚硫酸钙在线监测方法，包括以下步骤：取样泵将浆液由吸收塔内取出后送入烘烤器，输送机将由烘烤器烘干的固体物质输送到第一反应器，第一反应器中的产物经气液分离器后输送到第二反应器，通过测定第二反应器中物料的消耗量，实现对亚硫酸钙的在线监测。

取样泵从吸收塔内吸取一定量浆液并输送至烘烤器，烘烤器将浆液瞬时烘干得到固体物质，进而通过输送机将固体物质输送至第一反应器中，固体物质中的CaSO₃在第一反应器中与H₃PO₄发生反应，使固体物质中的CaSO₃完全分解产生SO₂，第一反应器中的SO₂气体经气液分离器被输送至第二反应器中，SO₂与第二反应器中的过量H₂O₂反应，待反应完全后，使用NaOH返滴定SO₂与H₂O₂反应的产物H₂SO₄，待NaOH与H₂SO₄恰好完全反应时，通过计算NaOH的消耗量计算浆液中CaSO₃的含量。该亚硫酸钙在线监测方法与传统的碘量法相比，大大简化了操作步骤、缩短了检测时间，使运行人员能够及时了解吸收塔浆液内亚硫酸钙含量，为调整工况提供依据。

进一步，具体包括如下步骤：

S1、取样泵将浆液由吸收塔内取出后输送至烘烤器中，并于450-650℃下加热处理至烘干，得到固体物质；

S2、输送机将所述固体物质输送至第一反应器中，并加入过量H₃PO₄，待反应完全后，开启加热部件，得到SO₂气体；

S3、将SO₂气体通过气液分离器输送至含有过量H₂O₂的第二反应器中；

S4、待S3步骤反应完全后，向第二反应器中滴加NaOH溶液，直至pH值为7时停止滴加；

S5、通过测定消耗NaOH的用量计算亚硫酸钙的含量。

S1中将烘烤器的温度设定为450-650℃，既可以保证浆液能够瞬时被烘干，又可以保证固体物质的稳定性，防止其受热分解。

S2中的发生的化学反应主要为：CaSO₃+H₃PO₄＝SO₂+CaHPO₄+H₂O此外，第一反应器内部设置的加热部件，可以保证反应生成的SO₂全部变成气态，进而保证固体物质中的CaSO₃分解所产生的SO₂能够完全被转移至第二反应器，保证测得CaSO₃含量的准确性。

S3中固体物质中的CaSO₃与H₃PO₄反应会生成SO₂和H₂O，因此，在第一反应器中的SO₂气体被完全输送至第二反应器之前，需要使用气液分离器将SO₂气体中携带的H₂O完全去除，以保证反应的完全性和充分性，此步骤中的化学反应主要为：SO₂+H₂O₂＝H₂SO₄。

S4中的化学反应主要为：H₂SO₄+2NaOH＝Na₂SO₄+2H₂O。

进一步，步骤S2中，所述H₃PO₄的浓度为0.5-2mol/L。

研究表明，当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，会使反应速率增大，但是并不是反应物浓度越大越好，反应物浓度过大，会导致反应不易达到平衡状态，影响反应的充分性，因此，由平衡常数关系式计算得到H₃PO₄的最佳投料浓度为0.5-2mol/L，此时，所计算得到的吸收塔浆液内亚硫酸钙含量值最准确，检测结果的准确性也是保证运行人员调整工况准确性的根本所在。

进一步，步骤S2中，开启加热部件使第一反应器中的温度维持在30-40℃。

为保证所生成的SO₂完全以气体状态的形式存在，将第一反应器中的温度维持在30-40℃，温度过低不能达到所要求的效果，而温度过高时，会使第一反应器的压强过大，存在安全隐患，同时，过高的温度还可能导致CaHPO₄的分解，因此，将第一反应器中的温度维持在30-40℃的方案为最佳。

进一步，步骤S4中，所述NaOH的浓度为0.5-2mol/L。

为保证反应的充分性和完全性，根据平衡常数关系式计算得到NaOH的最佳投料浓度为0.5-2mol/L，此时，所计算得到的吸收塔浆液内亚硫酸钙含量值最准确。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

该亚硫酸钙在线监测系统全部采用自动化控制，大大简化了操作步骤，降低了化验人员的劳动强度，并有效保证了检测结果的准确性，使运行人员能够及时了解吸收塔浆液内亚硫酸钙含量，为运行人员调整工况提供依据，而根据吸收塔浆液内亚硫酸钙的含量，及时调整氧化风机的出力，可以达到节能降耗的目的。