Пристрій та спосіб визначення вмісту caco3 в зрошувальній рідині у скрубері

1. Спосіб визначення вмісту СаСО3 у зрошувальній рідині, що відібрана з контуру зрошувальної рідини баштового скрубера, який відрізняється тим, що включає наступні стадії: - відбирають заданий тестовий об'єм зрошувальної рідини з безперервно наявного об'ємного потоку зрошувальної рідини; - подають тестовий об'єм зрошувальної рідини у вимірювальну комірку; - дозують і подають заданий об'єм НСl у вимірювальну комірку; - змішують подані об'єми; - чекають закінчення заданого часу реакції; - вимірюють показник рН; - визначають вміст СаСО3 в тестовому об'ємі на основі зміни обмірюваного показника рН, причому відбір заданого тестового об'єму зрошувальної рідини з безперервно наявного об'ємного потоку зрошувальної рідини здійснюють за допомогою пробовідбірної пастки. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вміст СаСО3 визначають датчиком рН. 3. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що для визначення вмісту СаСО3 створюють безперервно наявний об'ємний потік зрошувальної рідини. 2 (19) 1 3 82893 Дійсний винахід відноситься до способу визначення вмісту CaCO3 у зрошувальній рідині, що відібрана з контуру зрошувальної рідини баштового скрубера. Баштові скрубери вищезгаданого типу служать для очищення димового газу, наприклад, для очищення димових газів з вугільної електростанції або подібних їм. Звичайно вони являють собою баштовий скрубер, що має форсунки для зрошувальної рідини, що найчастіше розташовані на декількох рівнях, збірник для зрошувальної рідини, у якій збирається зрошувальна рідина, і абсорбційну зону, що проходить усередині циліндричного приймача баштового скрубера зі збірника для зрошувальної рідини, до верхнього рівня форсунок зрошувальної рідини. Димової газ подається в нижню секцію абсорбційної зони в баштовому скрубері, відкіля він протікає нагору і виходить з баштового скрубера через випускний отвір, виконаний вище форсунок для зрошувальної рідини. На своєму шляху через баштовий скрубер димовий газ вступає у контакт із зрошувальною рідиною, яка виходить з форсунок для зрошувальної рідини, і при цьому очищується, як описується нижче. Зрошувальна рідина, переважно містить крім води лужні землі, що реагують з оксидами сірки, що є присутніми у димовому газі, і оксидами сірки, що утворюються в башто вому скрубері. Зокрема, використовується вапно у виді оксиду кальцію, гидроксиду кальцію, карбонату кальцію і т.п. Лужні землі реагують з оксидами сірки, що є присутніми у димовому газі, з утворенням практично сульфіту кальцію, що зв'язується в зрошувальниій рідині. У такий спосіб димовий газ очищається від небажаних оксидів сірки і після цього випливає з очищувального пристрою. Зрошувальна рідина, яка містить частки сульфіту кальцію, що підтримуються в ній на плаву, протікає в збірник для зрошувальної рідини, і збирається там. Сульфат кальцію, що утвориться під час десульфурації димового газу, має такі ж позитивні властивості, як і природний гіпс. Тому він є бажаним побічним продуктом процесу очищення димового газу, що витягається з зрошувальної рідини, зібраної в збірнику для зрошувальної рідини. Частки сульфату кальцію віддаляються зі збірника для зрошувальної рідини, разом зі зрошувальною рідиною, і потім у наступному процесі витягаються з зрошувальної рідини. Сульфат кальцію можна потім піддавати подальшій переробці в матеріали, зокрема, у будівельні матеріали. Для витягнення сульфату кальцію високої якості необхідно домогтися, щоб у зрошувальній рідині, зібраної в збірнику для зрошувальної рідини, при її видаленні зі збірника для зрошувальної рідини, для витягу сульфату кальцію містилося якнайменше лужних земель. З іншого боку, для того щоб викликати достатню реакцію в абсорбційній зоні баштового скрубера необхідно забезпечити достатню присутність лужних земель у зрошувальниій рідині. 4 Відомим способом визначення точної концентрації лужних земель у зрошувальниій рідині, є визначення вмісту CaCO3 у зрошувальниій рідині. У [документі DE-A-19733284] описується спосіб виміру вмісту CaCO3 у зрошувальній суспензії, зокрема, з абсорбера пристрою очищення димового газу, у якому в рН-метр безупинно подають заданий постійний вимірювальний потік у обхідній лінії, і вимірюють показник рН суспензії. У цьому способі вимірювальний потік у точціі запалювання перед рН-метром з інтервалами часу запялюють кислотою, і вимірюють зміни показника рН, викликувані запалом кислотою. Потім по різниці між обмірюваними показниками рН і даними контрольних вимірів з урахуванням часу перебування суспензії на відстані протікання між точкою запалу і рНметром визначають вміст СаСО3 у суспензії. Критичним для точності способу є той факт, що в точці запалу в заданий об'єм суспензії додають визначений об'єм кислоти, що досить змішуються на шляху до рн-метра, щоб у рн-метрі можна було виконати точний вимір показника рН. Зокрема, точне дозування об'єму суспензії і кислоти є дуже кропіткою операцією, що може легко привести до неточностей, що потім відбиваються на точності обмірюваного показника рН. Крім того, при цьому способі важко здійснити контроль точного дозування. Як результат, цей спосіб має кілька джерел погрішності, що можуть згубно відбиватися на його надійності. У [документі DE-A-3809379] описується спосіб визначення вмісту карбонатів у частково використаній суспензії вапняку, що безупинно циркулює в пристрої очищення димового газу, для регулювання добавки свіжого порошку вапняку. У цьому способі з патрубка відповідно витягають постійну кількість суспензії вапняку, що виділяють з контуру з метою вимірів. Потім у цю кількість додають кислоту. Нарешті, при постійній температурі і постійному тиску вимірюють об'єм отриманого CO2, і це значення використовують при визначенні добавки свіжого порошку вапняку. Строго говорячи, у цьому способі кількість газу вимірюють по збільшенню тиску в газонепроникній вимірювальній комірці і підвищенню температури у вимірювальній комірці з урахуванням зміни об'єму, викликаного додаванням кислоти, і виходячи з цієї кількості газу, визначають вміст карбонатів у частково використаній суспензії вапняку. У порівнянні з [DE-А-19733284], цей спосіб є, таким чином, альтернативним для визначення вмісту карбонатів. Метою даного винаходу є створення удосконаленого чи альтернативного способу визначення вмісту CaCO3 у зрошувальній рідині, що відібрана з контуру зрошувальної рідини баштового скрубера, а також пристрою для його здійснення. Зазначена мета досягається, відповідно до дійсного винаходу, способом по п.1 формули винаходу і пристроєм по п.10 формули винаходу. Залежні пункти формули винаходу відносяться до окремих варіантів здійснення пропонованого способу і пропонованого пристрою. У пропонованому способі заданий тестовий об'єм зрошувальної рідини, спочатку відокремлю 5 82893 ють від постійно доступного об'ємного потоку зрошувальної рідини. Потім тестовий об'єм подають у вимірювальну комірку у такий же спосіб, як і попередньо дозований заданий об'єм HCl. Обидва об'єми змішуються і потім протягом заданого часу реакції реагують між собою. Нарешті, вимірюють показник рН отриманої в такий спосіб суміші, і по зміні показника рН визначають вміст СаСО3. У порівнянні з [DE-A-3809379], пропонований спосіб є альтернативним для визначення вмісту СаСО3, по якому вимірюють не об'єм при постійній температурі і постійному тиску отриманого СО2, а показник рН суміші зрошувальної рідини, і HCl, що є присутньою у вимірювальній комірці. На відміну від [DE-A-19733284], зрошувальну рідину і кислоту не змішують у тр убі, щоб потім вимірити показник рН, а заданий тестовий об'єм зрошувальної рідини, відбирають від постійно доступного об'ємного потоку зрошувальної рідини, і подають разом з дозованим заданим об'ємом HCl, де обидва об'єми змішуються, і, нарешті, після заданого часу реакції, вимірюють показник рН. У порівнянні з [DE-A-19733284], пропонований спосіб володіє такою перевагою, що можна забезпечити точне дозування як тестового об'єму зрошувальної рідини, так і об'єму HCl. Крім того, можна забезпечити правильне змішування обох об'ємів. Відповідно, показник рН, визначений пропонованим способом, є більш точним. Крім того, об'ємна витрата зрошувальної рідини, тестовий об'єм у вимірювальній комірці і дозований об'єм HCl можна, наприклад, контролювати простим способом, і, отже, вірогідність вимірів рн, виконуваних цим способом, можна, якщо потрібно, перевірити. По пераважному варіанту здійснення пропонованого способу, відбір заданого тестового об'єму зрошувальної рідини, здійснюють за допомогою пробовідбірної паски, яку можна виконати відносно просто, а вміст CaCO3 визначають датчиком рН. Об'ємним потоком зрошувальної рідини, з якого відокремлюють заданий об'єм зрошувальної рідини, переважно є об'ємний потік зрошувальної рідини, що створюють окремо. Це означає, що окремий контур зрошувальної рідини, і, отже, окремий об'ємний потік зрошувальної рідини, створюють, наприклад, за допомогою замкнутого кільцевого трубопроводу, що використовують винятково для виміру показника рН. Одержувана при цьому перевага полягає в тому, що робота замкнутого кільцевого трубопроводу не залежить від сторонніх попередніх тисків, і при цьому завдяки конструкції замкнутого кільцевого трубопроводу і передбаченому в ньому насосу можна домогтися автономного стійкого контуру. Такий витяг з абсорбера і робота замкнутого кільцевого трубопроводу з окремим насосом виявилися успішними в багатьох установках для здійснення вимірів рН і щільності/вмісту твердих часток завдяки їхній експлуатаційній надійності. Разом з тим, недоліком цих конструкцій є більш високі витрати на додатковий пристрій цих замкнутих кільцевих трубопроводів. Варто розуміти, що тестовий об'єм зрошувальної рідини, можна, звичайно, витягати і з труби з тиском усередині її, наприклад, із труби, що проходить зі збірника зрошувальної рідини, до 6 форсунок зрошувальної рідини. Але для виконання вимірів вмісту CaCO3 переважна окрема труба. Згідно до іншого переважного варіанту здійснення пропонованого способу, тестовий об'єм зрошувальної рідини, та/або дозований об'єм HCl можна змінювати. Крім того, переважно, вимірювальне устатк ування, використовуване для вимірювальної комірки, регулярно калібрують, щоб завжди можна було забезпечити необхідну точність виміру вмісту CaCO3. Калібрування переважно виконують мокрими аналітичними звіреннями. Крім того, щонайменше вимірювальну комірку і пробовідбірну пастку, а також зв'язані з ними труби регулярно чистять, щоб запобігти відкладення твердих часток. Нарешті, для забезпечення правильного функціонування пропонованого способу переважно перевіряти вірогідність виміру рН шляхом контролю об'ємної витрати зрошувальної рідини, тестового об'єму у вимірювальній комірці і дозованому обсязі HCl. Пропонований пристрій для визначення вмісту CaCO3 у зрошувальниій рідині, має замкнутий кільцевий трубопровід, насос, що активно підключений до замкнутого кільцевого трубопроводу, пробовідбірну пастку, передбачену в зазначеному замкнутому кільцевому трубопроводі і призначену для відбору проби зрошувальної рідини, і вимірювальна комірка, що підключена до пробовідбірної пастки і має вимірювальне устаткування для визначення показника рН проби зрошувальної рідини. Пропоноване вимірювальне устаткування переважно містить пристрій дозування HCl і датчик рн, призначений для визначення показника рН. Крім того, переважно передбачений промивний пристрій та/або аерування. Пробовідбірна пастка переважно має обхідний канал, через який при відборі тестового об'єму зрошувальної рідини, що зрошує рідина перепускається пробовідбірною пасткою, щоб не переривати об'ємний потік зрошувальної рідини, у замкнутому кільцевому трубопроводі, завдяки чому цей потік безперервно є в наявності. Нижче приводиться докладний опис переважного варіанта здійснення даного винаходу, що ведеться з посиланнями на прикладене креслення, на якому приведене схематичне представлення пропонованого пристрою для визначення вмісту CaCO3 у зрошувальниій рідині. Представлений пристрій містить замкнутий кільцевий трубопровід 10, через який насосом 12 зрошувальна рідина, перекачується зі збірника 14 зрошувальної рідини баштового скрубера. 16, що на цьому кресленні представлений лише частково. У цьому пристрої зрошувальна рідина, витягнута з зазначеного збірника 14 зрошувальної рідини, після протікання через замкнутий кільцевий трубопровід 10 повертається в зазначений збірник 14 зрошувальної рідини, як показано стрілками А и В. Крім того, замкнутий кільцевий трубопровід 10 має запірні клапани 18 і 20, що поперемінно відкриваються або закриваються для пропуску або припинення зрошувальної рідини. 7 82893 За зазначеним насосом 12 у замкнутому кільцевому трубопроводі знаходиться пробовідбірна пастка 22, що дозволяє відбирати заданий тестовий об'єм зрошувальної рідини, із зазначеного замкнутого кільцевого трубопроводу. Пробовідбірна пастка 22 з'єднана через трубу 24 з вимірювальною коміркою26, у яку може подаватися тестовий об'єм зрошувальної рідини, відібраний у зазначеній пробовідбірній пастці 22. Крім того, труба 28, що може відкриватися і закриватися запірним клапаном 28а, дозволяє вводити в зазначений вимірювальна комірка визначений об'єм HCl, причому кислота HCl відбирається з бака 30 для збереження HCl, і об'єм HCl, що повинний подаватися в зазначену вимірювальну комірку, дозується в дозувальному пристрої 32. Крім того, зазначена вимірювальна комірка 26 містить мішалку 36, що приводиться електродвигуном 34, за допомогою якої можна змішувати об'єми зрошувальної рідини, і HCl, подавані в зазначену вимірювальну комірку 26. Після змішування обох об'ємів, датчиком рН 38 можна визначити показник рН суміші. Після визначення показника рН суміші, її можна випустити з вимірювального осередку, відкривши для цього запірний клапан, передбачений у тр убі 40. Для перепуску пробовідбірної пастки 22 зазначений замкнутий кільцевий трубопровід 10 містить обхідний канал 44 із запірним клапаном 46. Крім того, для чищення зазначеного замкнутого кільцевого трубопроводу 10 передбачена труба 48 для промивної води з запірним клапаном 50. Якщо зазначений клапан 50 відкритий, промивна вода може надходити в зазначений замкнутий кільцевий трубопровід 10 у напрямку насоса 12. Нарешті, у точці 22 відбору проб знаходиться сполучний патрубок 52, що має три впускні отвори з відповідними запірними клапанами 52а, 52b і 52с. При відкритті відповідних запірних клапанів 52а чи 52b, через трубу 54 можна подавати промивну воду, чи, альтернативно, через трубу 56 у зазначений сполучний патрубок 52 і - при відкритому запірному клапані 22b - у зазначену пробовідбірну пастку 22 можна подавати стиснене повітря. При відкритті запірного клапана 52з можна здійснити аерування через трубу 58. До зазначеного вимірювального осередку 26 підключена відповідна труба 60 для аерування з запірним клапаном 62 і впускною трубою 64 для промивної води з запірним клапаном 66. Нижче приводиться докладної опис дії пристрою, представленого на фіг.1. У начальному положенні всі клапани 18, 20, 22a-22d, 42, 46, 50, 52а-52з, 62 і 66 закриті. Для пуску представленого пристрою відкривають запірні клапани 18, 20, 22а і 22з і включають насос 12. Потім зазначеним насосом 12 зрошувальну рідину, зі збірника 14 зрошувальної рідини баштового скрубера 16 перекачують у зазначений замкнутий кільцевий трубопровід 10 через зазначену пробовідбірну пастку 22 назад у збірник 14 зрошувальної рідини. Якщо з зазначеного замкнутого кільцевого трубопроводу 10 за допомогою зазначеної пробо 8 відбірної пастки 22 необхідно відібрати заданий об'єм зрошувальної рідини, спочатку закривають запірний клапан 22с зазначеної пробовідбірної пастки 22. Таким шляхом заданий об'єм зрошувальної рідини, затримують у зазначеній пробовідбірній пастці 22 і закривають у ній, закриваючи запірний клапан 22а пробовідбірної пастки 22. Коли запірний клапан 22а пробовідбірної пастки 22 закритий, запірний клапан 46 обхідного каналу 44 у цей час відкритий, і зрошувальна рідина, більше не протікає через зазначену пробовідбірну пастку 22, а протікає через обхідний канал 44 назад у зазначений збірник 14 зрошувальної рідини. Заданий об'єм зрошувальної рідини, що міститься в зазначеній пробовідбірній пастці 22, направляють через трубу 22 у вимірювальну комірку 26, відкриваючи для цього зазначені запірні клапани 22d і 52с зазначеної пробовідбірної пастки 22. Об'єм HCl, що відповідає об'єму зрошувальної рідини, введеному в зазначену вимірювальну комірку 26, дозують дозувальним пристроєм 32 і направляють по трубі 28 у зазначену вимірювальну комірку 26, відкриваючи для цього запірний клапан 28а. Мішалка 36, що приводиться електродвигуном 34, змішує об'єм зрошувальної рідини, з об'ємом HCl у зазначеному вимірювальній комірці 26. Після закінчення заданого часу реакції датчиком рН 38 визначають показник рН суміші, що є присутньою у зазначеній вимірювальній комірці 26. Відразу ж після визначення показника рН суміш можна випустити через трубу 40, відкривши для цього запірний клапан 42. Для того щоб узяти наступну пробу за допомогою зазначеної пробовідбірної пастки 22, зазначені запірні клапани 22d і 46 необхідно знову закрити, а зазначений запірний клапан 22а знову відкрити, щоб зрошувальна рідина, знову протікала в пробовідбірну пастку. При необхідності чищення зазначеного замкнутого кільцевого трубопроводу 10 і зазначеного обхідного каналу 22, варто закрити клапани 22а і 22із зазначеної пробовідбірної пастки 22, а клапан 46 відкрити. Після цього промивна вода може протікати по трубі 48 для промивної води через відповідні компоненти і потім через відкритий запірний клапан 20 назад у зазначений баштовий скрубер 16. Зазначену пробовідбірну пастку 22 і приєднані до неї труби і зазначений замкнутий кільцевий трубопровід 10 можна промивати також з закритими клапанами 46,22b та 22d, а також з відкритими клапанами 50,22а, 22с та 20. Для того щоб зазначену пробовідбірну пастку очистити окремо, необхідно спочатку закрити її клапани 22а та 22с і відкрити її клапани 22Ь і 22d. При відкритому клапані 52а промивна вода з труби 54 по сполучному патрубку 52 може протікати в зазначену пробовідбірну пастку 22 і промивати її. З пробовідбірної пастки по трубі 24 вона протікає в зазначену вимірювальну комірку 26, після чого при відкритті запірного клапана 42 витікає по трубі 40. Вимірювальну комірку можна саму наповняти промивною водою по трубі 64, відкривши для цього клапан 66. І в цьому випадку після промивання води витыкаэ через клапан 42 по трубі 40. 9 82893 Ясно, що представлений пропонований пристрій є тільки прикладом, і що можливі інші варіанти і зміни в межах захищеного об'єму дійсного винаходу, що визначається прикладеною формулою винаходу. Перелік позицій 10 замкнутий кільцевий трубопровід 12 насос 14 збірник зрошувальної рідини 16 баштовий скрубер 18 запірний клапан 20 запірний клапан 22 пробовідбірна пастка 22a-22d запірний клапан 24 труба 26 вимірювальна комірка 28 труба 28а запірний клапан 30 бак для збереження HCl 32 дозувальний пристрій Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 10 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 52a-52c 54 56 58 60 62 64 66 Підписне електродвигун мішалка датчик рН труба запірний клапан обхідний канал запірний клапан труба для промивної води запірний клапан сполучний патрубок запірний клапан труба труба труба труба для аерування запірний клапан випускна труба для промивної води запірний клапан Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601