Introduction
Wet scrubbers are used in utilities, paper mills, and chemical plants to remove sulfur dioxide (SO2) and other pollutants from gas streams. Undesirable pollutants are removed by contacting the gases with an aqueous solution or slurry containing a sorbent. The most common sorbents are lime, Ca(OH)2, and limestone, CaCO3. In limestone-gypsum flue gas desulfurization systems, the consumption of a desulfurization agent (lime) is controlled using online pH analyzers.
Limestone-gypsum flue gas desulfurization consists of two processes: absorption and oxidation.
Absorption Process
After fly ash removal, the flue gas is bubbled through the scrubber, and the slurry is added from above. The lime or limestone reacts with the SO2 in the flue gas to create insoluble calcium sulfite (CaSO3) as shown in the equations below.
Reaction formulas:
Limestone: CaCO3(s) + SO2(g) → CaSO3(s) + CO2(g)
Lime: Ca(OH)2(s) + SO2(g) → CaSO3(s) + H2O(l)
A pH sensor in a recirculating tank is used to control feed of the solid lime or limestone. Neither lime nor limestone dissolves well in water and therefore, both are pumped in slurry form to the scrubber tower. In this process, it is important to promote the reaction of calcium (Ca) and to achieve a target desulfurization rate. The absorption rate is affected by the pH, concentration, temperature of liquid, and the liquid/gas ratio.
When the pH of the absorbing solution is below 5, calcium hydrogen sulfite (Ca(HSO3)2) is generated. Ca(HSO3)2 is converted into sulfur dioxide (SO2) in a reversible reaction, thereby reducing the desulfurization rate. When the pH of the absorbing solution is 7 or higher, carbon dioxide (CO2) in the flue gas reacts with calcium (Ca) to produce calcium carbonate (CaCO3). This increases lime consumption. Since the pH has an influence on the subsequent oxidation process, the pH of the absorbing solution should be kept between 5 and 6.
Oxidation Process
Reaction formulas:
CaSO3(s) + 1⁄2 O2(g) + 2H2O(l) → CaSO4・2(H2O)(s)
The calcium sulfite may be further reacted with oxygen by oxidation to produce gypsum. This is done normally under a pressure of approximately 500 kPa and a temperature of 50 to 80 °C. The pH of the absorbing solution in the absorber is approximately 6, and normally maintained at around 4.
Application Problems
The calcium compounds produced in scrubbers tend to accumulate in the recirculation loops and can cause a buildup of scale. Scale on the spray nozzles affects the atomization of the water droplets and reduces the scrubbing efficiency. The lime can cause scaling on the pH electrode which affect the pH measurement. To ensure accurate measurements, frequent cleaning of the electrodes with acid is required, which adds to both maintenance workload and cost. So having an accurate reliable pH control is necessary not only to control the lime and limestone feed, but also to forestall the start of scaling, as it is much easier to prevent scaling than to remove it.
Solution
One solution in the past was to install and auto cleaning installation that would save on maintenance time and expense, to help extended the life of the probe. However since the cation reference sensor, SC24V, was released in 2010 end users have changed out either existing Yokogawa product or competitors product and replaced it with the revolutionary differential pH/ORP sensor.
Since the cation sensor, SC24V, has NO junction, there is NO path from the process to the internal element; so NO poisoning can occur. Since there is NO junction, there is NO plugging or coating problems to worry about and there is NO electrolyte depletion problem, because there is NO electrolyte. The sensor virtually eliminates problems caused by aging and pollution of the liquid junction. Customers will have less maintenance time and longer sensor life.
Product Recommendations
Transmitter | FLXA202/FLXA21 2-wire pH/ORP measurement system |
---|---|
FLXA402 4-wire pH/ORP measurement system | |
Sensor | Option 1: Cation Reference Sensor SC24V with desired Holder (Retractable, Flow-Thru, Insertion); Any holder that accepts a PG13.5 connection |
Option 2: PR10 Retractable with combination electrode; or PH87 Retractable assembly with the PH97/DP Sensor | |
Option 3: FU20/FU24 pH/ORP Combination electrode | |
Option 4: FF20 Flow-thru assembly with individual measure, reference and temperature electrodes with the automatic cleaning assembly, K1547PJ |
i.e. SC21C-AGC55 and SM60-T1; or SM21-ALP26 and SM60-T1
업종
-
전력
1970년대 중반, Yokogawa는 EBS 전기 제어 시스템 (EBS Electric Control System)의 출시와 함께 전력 사업에 진출했습니다. 그 이후로 Yokogawa는 전 세계 고객에게 최상의 서비스와 솔루션을 제공하기 위한 기술과 역량의 개발을 꾸준히 지속해 왔습니다.
Yokogawa는 역동적인 글로벌 전력 시장에서 더욱 적극적인 역할을 수행하기 위해 글로벌 전력 솔루션 네트워크를 운영했습니다. 이로 인해 Yokogawa 내에서 보다 긴밀한 팀워크가 가능해져서 글로벌 리소스와 업계 노하우를 하나로 모았습니다. Yokogawa의 전력 산업 전문가들은 각 고객에게 정교한 요구 사항에 가장 적합한 솔루션을 제공하기 위해 협력합니다.
Related Products & Solutions
-
12mm Digital SMART pH Sensor SC25F
SC25F는 일체형 온도 소자와 액체 접지 전극을 포함하는 12mm 디자인의 디지탈 SMART pH 센서 입니다.
-
2-Wire Transmitter/Analyzer FLXA202
The FLEXA™ series analyzers are used for continuous on-line measurements in industrial installations. With an option for single or dual sensor measurement, they are the most flexible two-wire analyzer available.
-
2-Wire Transmitter/Analyzer FLXA202/21
FLEXA ™ 시리즈 분석기는 산업용 설비의 연속 온라인 측정에 사용됩니다. 단일 또는 이중 센서 측정 옵션이 있어 가장 유연한 2 선식 분석기입니다.
-
4-Wire pH/ORP Analyzer PH450
PH450 pH와 ORP 분석계인 PH450은 pH와 온도, ORP(Redox) 측정을 결합한 다변형 분석계로, mA 전류 출력 2개, 독립적인 SPDT 접점 출력 및 HART 등 다양한 출력기능을 통해 활용할 수 있습니다.
-
All-in-One Digital Smart pH/ORP Sensor FU20F
디지털 통신과 내장형 인텔리전스의 센서를 직접 결합하여 "Simple is best" 라는 모토를 유지하는 올인원 pH 및 ORP디지털 스마트 센서입니다.
-
All-in-One Digital SMART pH/ORP Sensor FU24F
FU24F는 까다로운 pH 어플리케이션을 위한 내화확성 PPS40GF 바디로 제조된 디지탈 스마트 pH/ORP 센서입니다.
-
All-in-One pH/ORP Sensor Series FU20/FU24/PH20
PH20, FU20, FU24는 올인원 타입의 pH 와 ORP 센서로서 Yokogawa가 "Simple is best" 이라는 모토를 센서 기술에 어떻게 적용하는 지를 보여줍니다.
-
Differential pH/ORP Sensors
양이온 차 pH 및 ORP 센서는 기존 센서가 비효율적인 어려운 어플리케이션을 위해 설계되었습니다. 여기에는 전해액 공정 및 치즈 제조와 같은 다양한 어플리케이션에서 염수 용액과 같은 측정이 포함됩니다.
-
Flow/NPT Fittings FF20/FS20
Yokogawa는 설치 및 유지보수 시간을 줄이고 결과적으로 운영 비용을 절감하는 설계에 특히 중점을 두어 전체 범위의 피팅을 생산하는데 상당한 설계 및 개발 시간을 투자했습니다.
-
Hot-Tap Holder PR10
온라인 측정은 특히 일상적인 유지보수가 필요할 때 추가적인 문제를 야기하는 경우가 많습니다. PR10은 공정을 중단하거나 종료하지 않고 센서를 제거해야 하는 어플리케이션에 이상적입니다. 특별한 도구가 없이 PR10은 최대 5 bar (72 psi)의 압력의 공정에서 안전하게 탈거할 수 있습니다. PR10을 사용하면 PG13.5 연결부가 있는 용존 산소 센서를 retractable assembly에 장착할 수 있습니다.
-
Industrial pH/ORP Electrodes
pH 측정 루프의 핵심은 전극 시스템입니다. Yokogawa는 이 핵심이 가장 가혹한 조건에서도 발휘될 수 있도록 광범위한 전극을 설계했습니다.
-
Personal Handheld Meter PH71/PH72
pH와 ORP 분석계인 PH71/PH72는 작고 사용하기 편합니다. "원터치 교정" 및 온도 보정이 있습니다. 실험실 등급의 지능형 pH미터기로서 주머니에 맞는 크기와 가격대 입니다.
-
pH and ORP Analyzers
pH와 ORP 미터, 분석계 및 전송기는 수질/제품 품질을 보장하고 유출물 배출량, 배치 중화, 펄프 스톡, 세정기, 냉각 타워, 화학, 폐수 처리 및 기타 여러 어플리케이션의 연속 공정 모니터링에 사용합니다.
-
pH and ORP Sensors
pH 전극 및 센서는 pH 측정의 감지 부분입니다. Retractable, flow-though, 침적 및 직접 삽입을 포함한 다양한 설치 옵션이 있습니다.
적절한 pH 전극 / 센서 선택은 최적의 측정 결과를 위해 중요합니다.