本公開(kāi)涉及二元酸傳感器，該二元酸傳感器操作以用于連續(xù)地測(cè)量在氣體清潔裝置中使用的物質(zhì)中的二元酸濃度。

本公開(kāi)還涉及用于連續(xù)地測(cè)量在氣體清潔裝置中使用的物質(zhì)中的二元酸濃度的方法。

背景技術(shù)：

在許多工業(yè)過(guò)程中生成含有酸性氣體的過(guò)程氣體。此種工業(yè)過(guò)程可為燃料諸如煤、油、泥煤、廢物、或類似的可燃物在燃燒設(shè)備諸如發(fā)電站中的燃燒，由此熱過(guò)程氣體或“煙道氣體”生成，其含有包括酸性氣體的污染物。生成的過(guò)程氣體需要處理，以用于在將過(guò)程氣體釋放到大氣中之前移除其中存在的酸性氣體的至少一部分。此種過(guò)程氣體處理可在濕式洗滌器中提供，諸如在EP 0 162 536中公開(kāi)的。公開(kāi)的濕式洗滌器包括吸收液體，該吸收液體與過(guò)程氣體接觸，以用于吸收來(lái)自過(guò)程氣體的酸性氣體的至少一部分。與過(guò)程氣體接觸的吸收液體可通過(guò)噴嘴而霧化，以與過(guò)程氣體反應(yīng)。

二元酸(DBA)為脂肪族二元酸產(chǎn)品，其主要含有戊二酸、琥珀酸和己二酸，它們是能夠從諸如INVISTA(Koch Industries的全資子公司)(Wichita, Kansas, USA)和Sigma-Aldrich Corporation(St. Louis, Missouri, USA)的公司商業(yè)地獲得的。DBA為在濕煙道氣體脫硫(WFGD)系統(tǒng)內(nèi)使用來(lái)改善二氧化硫移除效率的物質(zhì)。DBA用作WFGD系統(tǒng)中的緩沖劑，以提高吸收液體吸收二氧化硫的有效性，從而在吸收液體的減小的pH水平下降的情況下從過(guò)程氣體移除二氧化硫。因此，DBA增大吸收液體的堿性，而不改變吸收液體的pH。

因?yàn)镈BA的使用提高從過(guò)程氣體移除二氧化硫的效率，故DBA的使用是非常合乎需要的。令人遺憾的是，DBA在WFGD系統(tǒng)中的使用是相對(duì)昂貴的。此外，吸收液體中的DBA的過(guò)老化(overage)或過(guò)量(overdosing)可導(dǎo)致廢水處理難度和與其相關(guān)的額外花費(fèi)。因此，為了使WFGD系統(tǒng)操作費(fèi)用最小化且避免廢水處理難度和與其相關(guān)的花費(fèi)，DBA濃度維持為足以實(shí)現(xiàn)期望的WFGD系統(tǒng)效率而不使其過(guò)量的水平是合乎需要的。

因此，需要連續(xù)地測(cè)量氣體清潔裝置中的物質(zhì)中的DBA濃度，以用于過(guò)程氣體清潔處理過(guò)程控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的目的在于提供一種二元酸(DBA)傳感器，其操作以連續(xù)地測(cè)量在氣體清潔裝置中使用的物質(zhì)中存在的DBA的濃度，且提供用于連續(xù)地測(cè)量在氣體清潔裝置中使用的物質(zhì)中存在的DBA的濃度的方法。

以上目的通過(guò)連續(xù)地測(cè)量在氣體清潔過(guò)程中使用的物質(zhì)中存在的DBA濃度的方法實(shí)現(xiàn)，該方法包括：通過(guò)第一電極和第二電極穿過(guò)該物質(zhì)發(fā)送多個(gè)電壓脈沖，該第一和第二電極與該物質(zhì)接觸；接收通過(guò)該多個(gè)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)；和使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析生成的電流響應(yīng)來(lái)計(jì)算存在于該物質(zhì)中的DBA濃度，以獲得計(jì)算的DBA濃度。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是，可連續(xù)地“測(cè)量”該物質(zhì)內(nèi)的DBA濃度。此外，通過(guò)本發(fā)明，甚至可以以相對(duì)較高的準(zhǔn)確性來(lái)連續(xù)地測(cè)量相對(duì)低的DBA濃度。另外，連續(xù)地測(cè)量存在于物質(zhì)內(nèi)的DBA濃度允許以相對(duì)高的準(zhǔn)確性進(jìn)行DBA濃度控制。例如，如果該物質(zhì)為容納在將石灰?guī)r用作吸收液體的濕式煙道氣體脫硫(WFDG)系統(tǒng)的濕式洗滌器內(nèi)的吸收液體，則本發(fā)明提供了存在于吸收液體中的DBA濃度的連續(xù)測(cè)量，從而控制存在于吸收劑液體內(nèi)的DBA濃度以用于提高濕式洗滌器SO₂移除效率，而沒(méi)有DBA過(guò)量。出于此目的，本方法使用伏安方法來(lái)用于測(cè)量存在于吸收液體中的DBA濃度。該伏安方法使用通過(guò)布置在吸收液體中的DBA傳感器的第一和第二電極發(fā)送的電壓脈沖。第二電極可為大的金屬件。第二電極可具有為第一電極的面積的至少20倍大的面積。然后使用多變量數(shù)據(jù)分析和來(lái)自具有已知的二元酸濃度的樣本的數(shù)學(xué)模型來(lái)分析通過(guò)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)模型，該預(yù)測(cè)模型可用于確定存在于吸收液體中的二元酸濃度來(lái)用于其控制。本公開(kāi)聚焦于連續(xù)地測(cè)量存在于物質(zhì)中的DBA濃度。然而，可連續(xù)地測(cè)量和控制存在于物質(zhì)中，諸如在容納在WFGD系統(tǒng)的濕式洗滌器內(nèi)的石灰?guī)r吸收液體中存在的其他成分，如在本文種針對(duì)DBA描述的那樣。例如，如在本文中針對(duì)DBA公開(kāi)的那樣，可使用硫化物傳感器連續(xù)地測(cè)量用于汞控制的硫化物諸如S^2-，該硫化物傳感器測(cè)量存在于吸收液體內(nèi)的硫化物濃度，從而控制存在于吸收液體內(nèi)的硫化物的濃度，以實(shí)現(xiàn)期望的汞移除效率。取決于存在于吸收液體內(nèi)的硫化物的濃度，控制對(duì)吸收液體的硫化物添加劑的劑量速率，以實(shí)現(xiàn)期望的硫化物濃度且因此實(shí)現(xiàn)期望的汞移除效率。作為另一個(gè)實(shí)例，如在本文中針對(duì)DBA公開(kāi)的那樣，可使用亞硫酸鹽傳感器連續(xù)地測(cè)量亞硫酸鹽如SO₃^2-，該亞硫酸鹽傳感器測(cè)量存在于吸收液體中的亞硫酸鹽濃度，從而控制存在于吸收液體內(nèi)的亞硫酸鹽的濃度。取決于在吸收液體內(nèi)存在的亞硫酸鹽的濃度，增多、維持或減少吸收液體的氧化作用。此外，可連續(xù)地測(cè)量和控制存在于物質(zhì)中，諸如在容納在WFGD系統(tǒng)的濕式洗滌器內(nèi)的石灰?guī)r吸收液體中存在的其他成分，諸如在本文中針對(duì)DBA描述的那樣。例如，如在本文中針對(duì)DBA公開(kāi)的那樣，可分別使用氯化物傳感器、溴化物傳感器、鎂傳感器、鈉傳感器、硝酸鹽傳感器和亞硝酸鹽傳感器來(lái)測(cè)量氯化物Cl^-、溴化物Br^-、鎂Mg²⁺、鈉Na⁺、硝酸鹽NO3^2-、和亞硝酸鹽NO₂^2-，這些傳感器分別測(cè)量存在于吸收液體中的氯化物、溴化物、鎂、鈉、硝酸鹽、和亞硝酸鹽濃度，從而控制存在于其在吸收液體內(nèi)的濃度，以允許其控制。因此，取決于在吸收液體內(nèi)存在的氯化物、溴化物、鎂、鈉、硝酸鹽和/或亞硝酸鹽的濃度，可增大、維持或減小從濕式洗滌器釋放或放出的吸收液體，以實(shí)現(xiàn)其期望的濃度，以控制處理效率。更進(jìn)一步，使用單個(gè)傳感器如在本文中針對(duì)DBA描述的那樣連續(xù)地測(cè)量和控制存在于物質(zhì)中，如在容納在WFGD系統(tǒng)的濕式洗滌器內(nèi)的石灰?guī)r吸收液體中存在的DBA和其他成分。因此，單個(gè)傳感器如上文所述地被編程以用于連續(xù)地測(cè)量存在于吸收液體中的第一成分的濃度，且還如上文所述地被編程以用于連續(xù)地測(cè)量存在于吸收液體中的一種或更多種附加組分的濃度來(lái)用于其控制。例如，如上文公開(kāi)的那樣，為了連續(xù)地測(cè)量DBA的濃度，使用伏安方法的單個(gè)傳感器通過(guò)布置在物質(zhì)中的多成分傳感器的第一電極和第二電極發(fā)送脈沖，以測(cè)量存在于物質(zhì)中的第一成分的濃度。第二電極可為大的金屬件。第二電極可具有為第一電極的面積的至少20倍大的面積。然后使用多變量數(shù)據(jù)分析和來(lái)自具有已知的第一成分濃度的樣本的數(shù)學(xué)模型來(lái)分析通過(guò)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)模型，該預(yù)測(cè)模型可用于確定存在于物質(zhì)中的第一成分濃度來(lái)用于其控制。然后，使用伏安方法的同一多成分傳感器通過(guò)布置在該物質(zhì)中的第一和第二電極發(fā)送脈沖，以測(cè)量存在于該物質(zhì)中的第二成分的濃度。然后使用多變量數(shù)據(jù)分析和來(lái)自具有已知的第二成分濃度的樣本的數(shù)學(xué)模型來(lái)分析通過(guò)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)模型，該預(yù)測(cè)模型可用于確定存在于該物質(zhì)中的第二成分濃度來(lái)用于其控制。一旦多成分傳感器被如此編程，則該單個(gè)多成分傳感器可用于連續(xù)地測(cè)量從由以下成分構(gòu)成的集合中選擇的存在于該物質(zhì)中的兩種或更多種成分的濃度以允許其控制：DBA、硫化物、亞硫酸鹽、氯化物、溴化物、鎂、鈉、硝酸鹽、和亞硝酸鹽。盡管可如本文中公開(kāi)的那樣編程和使用單個(gè)傳感器以連續(xù)地測(cè)量存在于物質(zhì)中的一種或更多種成分的濃度，但出于清楚和簡(jiǎn)單的目的，本文中將僅詳細(xì)地論述用于連續(xù)地測(cè)量在物質(zhì)中存在的DBA的濃度來(lái)用于其控制的DBA傳感器，盡管本公開(kāi)同樣適用于剛描述的這些其他實(shí)施例。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)送多個(gè)電壓脈沖的步驟可包括串行地發(fā)送多個(gè)電壓脈沖，從而逐步增大和/或減小電壓水平。

通過(guò)逐步增大和/或減小電壓水平，通過(guò)第一電極發(fā)送的一系列電壓可導(dǎo)致處于樓梯形狀的數(shù)據(jù)生成。作為備選方案，取決于成分，通過(guò)改變電壓，通過(guò)第一電極的發(fā)送的一系列電壓可導(dǎo)致數(shù)據(jù)生成。作為另一備選方案，取決于成分，通過(guò)使用平均恒定電壓，通過(guò)第一電極發(fā)送的一系列電壓可導(dǎo)致數(shù)據(jù)生成。在逐步增大和/或減小電壓水平的情況下，生成電流響應(yīng)的電壓脈沖可在電壓水平增大或減小至新的水平時(shí)發(fā)生。在DBA濃度測(cè)量期間，電壓水平可從第一電壓水平到最終電壓水平分步地掃描。第一電壓水平可為負(fù)的電壓，且最終電壓水平為正的電壓，從而導(dǎo)致陽(yáng)極掃描(anodic sweep)。備選地，第一電壓水平可為正的電壓，且最終電壓水平可為負(fù)的電壓，從而導(dǎo)致陰極掃描(cathodic sweep)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，分析所生成的電流響應(yīng)包括使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析電流響應(yīng)的峰值。

該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，多變量數(shù)據(jù)分析使用所生成的電流響應(yīng)有效地提供連續(xù)的DBA濃度測(cè)量。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，分析電流響應(yīng)包括使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析所生成的各電流響應(yīng)的峰值和至少另一個(gè)值。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)連續(xù)地測(cè)量存在于物質(zhì)中的DBA濃度，通過(guò)第一電極發(fā)送一系列電壓，結(jié)果生成一系列電流響應(yīng)。所生成的各電流響應(yīng)的峰形狀可提供與存在于物質(zhì)中的DBA濃度有關(guān)的反饋信息。所生成的電流響應(yīng)可包括電流的峰值水平和衰減。所生成的各電流響應(yīng)可以以多個(gè)樣本采樣，從而提供多個(gè)值。分析所生成的各電流響應(yīng)的峰值和至少另一個(gè)值可提供足夠的反饋信息，以用于使用多變量數(shù)據(jù)分析估計(jì)存在于物質(zhì)中的DBA濃度。因而用于分析中的數(shù)據(jù)量與分析全部的峰值或大量數(shù)據(jù)值(例如，所有樣本值)相比減少。使用僅兩個(gè)值仍可提供存在于物質(zhì)中的DBA濃度的可靠的連續(xù)測(cè)量。DBA可具有與其他電勢(shì)相比，電流響應(yīng)可增大的氧化還原電勢(shì)。當(dāng)一系列電壓脈沖逼近與DBA的氧化還原電勢(shì)對(duì)應(yīng)的電壓水平時(shí)，電流響應(yīng)可提供峰形狀的增大的電流水平。當(dāng)分析所生成的各電流響應(yīng)的峰值時(shí)，可識(shí)別此種增大的電流水平。在一個(gè)實(shí)施例中，峰值外的至少一個(gè)值可為四個(gè)值。此種值可在電流響應(yīng)衰減處取得，以提供與存在于物質(zhì)中的DBA濃度有關(guān)的其他信息。作為實(shí)例，各電流響應(yīng)可在50個(gè)樣本中采樣。如果可使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析包括峰值的五個(gè)值，則值中的包括峰值的三個(gè)可從樣本中的頭三分之一取得。此外，一個(gè)值可從樣本中的第二個(gè)三分之一取得，且一個(gè)值可從樣本中的最后三分之一取得。在一個(gè)實(shí)施例中，峰值可來(lái)自各電流響應(yīng)的第一或第二樣本。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法還可包括相對(duì)于通過(guò)第一電極與物質(zhì)之間的接觸引起的被覆來(lái)清潔第一電極的表面。

第一電極可由鉑、金、銥、銀或類似的金屬材料制成，但優(yōu)選地由鉑制成。當(dāng)在含有化合物(諸如含硫磺化合物)的物質(zhì)中測(cè)量時(shí)，第一電極可由于在電極的鉑表面上的粘結(jié)而相當(dāng)快地變得不可使用。這可在電極表面上形成被覆，且不利地影響測(cè)量結(jié)果。通過(guò)清潔電極的表面，可移除該被覆，以確保測(cè)量可靠性。電極的清潔可連續(xù)地或半連續(xù)地進(jìn)行。清潔可通過(guò)清潔單元諸如刷子、磨削機(jī)、刮刀等來(lái)執(zhí)行。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，穿過(guò)物質(zhì)發(fā)送的各電壓脈沖的量可比緊前的電壓脈沖高或低大約0.02到大約1.0 V。

各電壓脈沖可在電壓水平方面增大或減小。對(duì)于各電壓脈沖，電壓水平可以以大約0.02到大約1.0 V的量增大或減小。優(yōu)選地，電壓水平可以以大約0.5 V的量增大或減小。存在于物質(zhì)中的DBA濃度的完全測(cè)量例如可以在大約-0.9 V的電壓下開(kāi)始，其以逐步的方式增大直至0.8 V。對(duì)于各電壓脈沖或步驟，可接收電流響應(yīng)。在電壓掃描之后，接收到生成的多個(gè)電流響應(yīng)。各電流響應(yīng)為峰形狀的，且可使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析第一和最后的電流值。通過(guò)提供的逐步的電壓掃描，生成的多個(gè)電流響應(yīng)可提供與在物質(zhì)中存在的DBA濃度有關(guān)的可靠信息。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，清潔第一電極表面的步驟可包括使與第一電極接觸的清潔單元旋轉(zhuǎn)。

清潔單元可與第一電極接觸地旋轉(zhuǎn)，從而提供電極的連續(xù)清潔。因此可連續(xù)地移除形成在電極表面上的被覆。電極的清潔可通過(guò)電極的刷洗、磨削、刮擦等。第一電極可為環(huán)形，以用于提供與物質(zhì)的延長(zhǎng)的接觸。環(huán)形的第一電極還可提供與旋轉(zhuǎn)清潔單元的連續(xù)接觸。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，清潔單元可在大約2到大約40 rpm的速度下與第一電極的表面接觸地旋轉(zhuǎn)。

通過(guò)在大約2到大約40 rpm的速度下使清潔單元與第一電極的表面接觸地旋轉(zhuǎn)，連續(xù)地移除第一電極表面上的任何被覆，且可以以可靠的方式執(zhí)行連續(xù)測(cè)量。清潔單元可不干擾電壓脈沖的發(fā)送。優(yōu)選地，清潔單元可在大約15 rpm的速度下旋轉(zhuǎn)。清潔單元的轉(zhuǎn)速可隨時(shí)間而改變，從而提供用于清潔單元的速度區(qū)間。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該物質(zhì)可為在用于過(guò)程氣體的濕式洗滌器清潔過(guò)程中使用的吸收液體。

在氣體清潔過(guò)程中，諸如在能夠操作以清潔過(guò)程氣體的WFGD系統(tǒng)的濕式洗滌器中，可提供吸收液體，例如基于石灰?guī)r的吸收液體，以與過(guò)程氣體中的酸性氣體反應(yīng)。此類酸性氣體可包括二氧化硫。吸收液體優(yōu)選地還包括一定濃度的二元酸。二元酸(DBA)為脂肪族二元酸產(chǎn)品，其主要含有戊二酸、琥珀酸和己二酸，它們可從諸如INVISTA(Koch Industries, Inc. 的全資子公司) Wichita, Kansas, USA和Sigma-Aldrich Corporation, St. Louis, Missouri, USA的公司商業(yè)地獲得。DBA為在WFGD系統(tǒng)內(nèi)使用以提高二氧化硫移除效率的物質(zhì)。由于DBA的使用提高二氧化硫從過(guò)程氣體移除的效率，故DBA的使用是非常合乎需要的。令人遺憾的是，WFGD系統(tǒng)中的DBA的使用也是相對(duì)昂貴的。此外，吸收液體中的DBA的過(guò)老化或過(guò)量可導(dǎo)致廢水處理的難度和與其相關(guān)聯(lián)的花費(fèi)。因此，為了使WFGD系統(tǒng)操作費(fèi)用最小化和避免廢水處理難度和與其相關(guān)的費(fèi)用，將DBA濃度維持為足以實(shí)現(xiàn)期望的WFGD系統(tǒng)效率而不使其過(guò)量的水平是合乎需要的。

根據(jù)另一方面，提供了一種用于測(cè)量存在于氣體清潔裝置中的物質(zhì)中的DBA濃度的DBA傳感器，其中，該DBA傳感器包括與物質(zhì)接觸的第一電極和第二電極、適于通過(guò)第一電極和第二電極穿過(guò)物質(zhì)發(fā)送電壓脈沖的控制單元，和可操作以接收和分析通過(guò)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)的分析單元，其中，該分析單元可操作以執(zhí)行多變量數(shù)據(jù)分析。

該DBA傳感器的優(yōu)點(diǎn)是，可執(zhí)行存在于物質(zhì)中的DBA濃度的連續(xù)測(cè)量，以獲得測(cè)量信息。測(cè)量信息然后可用于控制DBA對(duì)氣體清潔過(guò)程的供應(yīng)。即使在DBA濃度相對(duì)非常低時(shí)，也可連續(xù)地測(cè)量存在于物質(zhì)中的DBA濃度。電壓脈沖可由控制單元通過(guò)第一電極發(fā)送至物質(zhì)中。通過(guò)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)可通過(guò)第二電極來(lái)接收。第二電極可為金屬件。通過(guò)在相關(guān)的分析單元中使用多變量數(shù)據(jù)分析，來(lái)自具有已知的DBA濃度的樣本的數(shù)學(xué)模型可用于產(chǎn)生預(yù)測(cè)模型，以用于確定存在于物質(zhì)中的DBA濃度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制單元可操作以串行地發(fā)送電壓脈沖，使得電壓水平可關(guān)于各電壓脈沖而逐步地增大和/或減小。作為備選，控制單元可操作以發(fā)送改變的電壓脈沖來(lái)產(chǎn)生結(jié)果。作為另一個(gè)備選，控制單元可操作以發(fā)送平均恒定的電壓脈沖來(lái)產(chǎn)生結(jié)果。

通過(guò)逐步地增大和/或減小電壓水平，通過(guò)第一電極發(fā)送的一系列電壓脈沖結(jié)果具有樓梯形狀。當(dāng)控制單元將電壓水平增大或減小至新的水平時(shí)，發(fā)生生成電流響應(yīng)的電壓脈沖。DBA傳感器還可操作從第一電壓水平到最終電壓水平分步地掃描電壓水平，以用于測(cè)量DBA濃度。第一電壓水平可為負(fù)的電壓，且最終電壓水平可為正的電壓，從而導(dǎo)致陽(yáng)極掃描。備選地，第一電壓水平可為正的，且最終電壓水平可為負(fù)的，從而導(dǎo)致陰極掃描。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，分析單元可操作以基于所生成的電流響應(yīng)的峰值來(lái)執(zhí)行多變量數(shù)據(jù)分析。

電流響應(yīng)的峰值可提供與存在于物質(zhì)中的DBA濃度有關(guān)的信息。電流響應(yīng)可包括峰值水平，和電流朝零的衰減。如果分析單元分析電流響應(yīng)的峰值，則獲得DBA濃度的測(cè)量結(jié)果。DBA可具有與其他電勢(shì)相比，電流響應(yīng)可增大的氧化還原電勢(shì)。如果通過(guò)控制單元發(fā)送的電壓脈沖對(duì)應(yīng)于DBA的氧化還原電勢(shì)，則電流響應(yīng)峰值可提供增大的電流水平。然而，當(dāng)在粗制且復(fù)雜的介質(zhì)(諸如來(lái)自氣體清潔過(guò)程的液體)中測(cè)量時(shí)，可能不獲得處于氧化還原電勢(shì)的清楚的峰值電流水平。這歸因于干擾，測(cè)量介質(zhì)中的或多或少的氧化還原活性物質(zhì)導(dǎo)致非常復(fù)雜的電流響應(yīng)。這使得來(lái)自測(cè)量的電流響應(yīng)很難轉(zhuǎn)譯。因此，為了轉(zhuǎn)譯來(lái)自電流頻譜的數(shù)據(jù)，使用多變量數(shù)據(jù)分析。具有已知DBA濃度的電流頻譜的訓(xùn)練組然后用于產(chǎn)生具有未知DBA濃度的樣本的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)函數(shù)。圖4c中示出了電流頻譜的實(shí)例。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種控制清潔含有二氧化硫的過(guò)程氣體的WFGD系統(tǒng)的濕式洗滌器的方法。控制WFGD系統(tǒng)的濕式洗滌器的該方法包括使過(guò)程氣體在吸收容器中與其中包括一定濃度二元酸的吸收液體接觸，以吸收來(lái)自過(guò)程氣體的二氧化硫，測(cè)量吸收液體中的二元酸的濃度，和基于測(cè)得的二元酸濃度控制影響吸收液體中的二元酸濃度的至少一個(gè)濕式洗滌器操作參數(shù)。此外，根據(jù)該方法，因此將測(cè)得的二元酸濃度與設(shè)定點(diǎn)相比較。當(dāng)吸收液體中存在的DBA的測(cè)得濃度超過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，減少對(duì)吸收液體的二元酸吸收強(qiáng)化添加劑的供應(yīng)。當(dāng)吸收液體中存在的DBA的測(cè)得濃度處于或接近設(shè)定點(diǎn)時(shí)，維持對(duì)吸收液體的二元酸吸收強(qiáng)化添加劑的供應(yīng)。當(dāng)吸收液體中存在的DBA的測(cè)得濃度低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，增加對(duì)吸收液體的二元酸吸收強(qiáng)化添加劑的供應(yīng)。吸收液體中的DBA的濃度范圍從大約100到大約500 ppm。存在于吸收液體中的DBA濃度的連續(xù)測(cè)量是合乎需要的，因?yàn)镈BA可由于熱、細(xì)菌、氧化空氣、或類似條件而在吸收液體中退化。該方法可在用于清潔含有二氧化硫的過(guò)程氣體的WFGD系統(tǒng)的濕式洗滌器中使用。因此，濕式洗滌器包括：吸收容器，其用于使過(guò)程氣體與吸收液體接觸，該吸收液體包括一定濃度的二元酸以吸收來(lái)自過(guò)程氣體的二氧化硫；二元酸傳感器，其用于連續(xù)地測(cè)量吸收液體中的二元酸的濃度；和控制單元，其從二元酸傳感器接收測(cè)量信號(hào)且基于測(cè)得的二元酸濃度來(lái)控制影響吸收液體中的二元酸濃度的至少一個(gè)濕式洗滌器操作參數(shù)，諸如對(duì)吸收液體的二元酸供應(yīng)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，DBA傳感器還可包括清潔單元，該清潔單元操作以清潔第一電極。第一電極可由鉑制成。當(dāng)使用DBA傳感器以用于連續(xù)地測(cè)量時(shí)，第一電極可由于粘結(jié)到電極的鉑表面上而很快變得不可使用。這可在第一電極表面上形成被覆，且不利地影響測(cè)量結(jié)果。通過(guò)對(duì)DBA傳感器提供清潔單元，可移除電極表面上的任何被覆，以確保傳感器的可靠性。清潔單元可操作以在存在于物質(zhì)中的DBA濃度的連續(xù)測(cè)量期間以連續(xù)或半連續(xù)的方式清潔第一電極。清潔單元可為刷子、磨削機(jī)、刮刀等。

技術(shù)方案1：一種用于測(cè)量氣體清潔過(guò)程中的物質(zhì)中的二元酸濃度的方法90，所述方法包括以下步驟：

通過(guò)第一電極21和第二電極30穿過(guò)所述物質(zhì)發(fā)送92多個(gè)電壓脈沖，所述第一和第二電極21, 30與所述物質(zhì)接觸，

接收94通過(guò)所述多個(gè)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，和

使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析96所述電流響應(yīng)，以用于計(jì)算所述物質(zhì)中的二元酸濃度。

技術(shù)方案2：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法90，還包括通過(guò)以下來(lái)測(cè)量存在于所述物質(zhì)中的至少一種成分的濃度：

通過(guò)第一電極21和第二電極30穿過(guò)所述物質(zhì)發(fā)送92多個(gè)電壓脈沖，所述第一和第二電極21, 30與所述物質(zhì)接觸，

接收94通過(guò)所述多個(gè)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，和

使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析96所述電流響應(yīng)，以用于計(jì)算存在于所述物質(zhì)中的所述至少一種成分的濃度。

技術(shù)方案3：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法90，其中，發(fā)送多個(gè)電壓脈沖的步驟92包括串行地發(fā)送所述多個(gè)電壓脈沖，從而逐步地增大和/或減小電壓水平。

技術(shù)方案4：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法90，其中，分析所述電流響應(yīng)的步驟96包括使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析所述電流響應(yīng)的峰值。

技術(shù)方案5：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法90，其中，穿過(guò)所述物質(zhì)發(fā)送的各電壓脈沖的量比緊前的電壓脈沖高或低0.02-1.0 V。

技術(shù)方案6：根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法90，其中，所述至少一種成分是從由以下成分構(gòu)成的集合中選擇的：硫化物、亞硫酸鹽、氯化物、溴化物、鎂、鈉、硝酸鹽、和亞硝酸鹽。

技術(shù)方案7：根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法90，其中，所述至少一種成分是亞硫酸鹽和氯化物。

技術(shù)方案8：一種用于測(cè)量氣體清潔裝置111中的物質(zhì)中的二元酸濃度的二元酸傳感器10, 202，其中，所述二元酸傳感器10, 202包括：

第一電極21和第二電極30，其布置成與所述物質(zhì)接觸，

控制單元50, 202a，其操作以通過(guò)所述第一電極21和所述第二電極30穿過(guò)所述物質(zhì)發(fā)送電壓脈沖，和

分析單元60, 202b，其操作以接收和分析通過(guò)所述電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，其中，所述分析單元60, 202b操作以執(zhí)行多變量數(shù)據(jù)分析，以計(jì)算所述物質(zhì)中的二元酸濃度。

技術(shù)方案9：根據(jù)技術(shù)方案8所述的二元酸傳感器10, 202，還包括所述控制單元50, 202a，其操作以通過(guò)所述第一電極21和所述第二電極30穿過(guò)所述物質(zhì)發(fā)送電壓脈沖，其中所述分析單元60, 202b操作以接收和分析通過(guò)所述電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，其中，所述分析單元60, 202b操作以執(zhí)行多變量數(shù)據(jù)分析，以計(jì)算所述物質(zhì)中的至少一種成分的濃度。

技術(shù)方案10：根據(jù)技術(shù)方案8所述的二元酸傳感器10, 202，其中，所述控制單元50, 202a操作以串行地發(fā)送所述電壓脈沖，使得發(fā)送的電壓水平關(guān)于各電壓脈沖逐步地增大和/或減小。

技術(shù)方案11：根據(jù)技術(shù)方案8所述的二元酸傳感器10, 202，其中，所述分析單元60, 202b操作以基于所述電流響應(yīng)的峰值來(lái)執(zhí)行多變量數(shù)據(jù)分析。

技術(shù)方案12：根據(jù)技術(shù)方案9所述的二元酸傳感器10, 202，其中，所述至少一種成分是從由以下成分構(gòu)成的集合中選擇的：硫化物、亞硫酸鹽、氯化物、溴化物、鎂、鈉、硝酸鹽、和亞硝酸鹽。

技術(shù)方案13：根據(jù)技術(shù)方案9所述的二元酸傳感器10, 202，其中，所述至少一種成分為亞硫酸鹽和氯化物。

技術(shù)方案14：一種用于清潔含有二氧化硫的過(guò)程氣體的濕式洗滌器111，所述濕式洗滌器111包括吸收液體，所述吸收液體包括一定濃度的二元酸，以接觸和吸收來(lái)自所述過(guò)程氣體的二氧化硫，其特征在于，所述濕式洗滌器111還包括

二元酸傳感器10, 202，其用于測(cè)量所述吸收液體中的二元酸的濃度，和

控制單元50, 202a，其接收來(lái)自所述二元酸傳感器10, 202的測(cè)量信號(hào)，且基于測(cè)得的二元酸濃度來(lái)控制影響所述吸收液體中的二元酸濃度的至少一個(gè)濕式洗滌器111操作參數(shù)。

技術(shù)方案15：根據(jù)技術(shù)方案14所述的濕式洗滌器，還包括：為多成分傳感器10, 202的所述二元酸傳感器，所述多成分傳感器10, 202用于測(cè)量存在于所述吸收液體中的兩種或更多種成分的濃度；和控制單元50, 202a，其接收來(lái)自所述多成分傳感器10, 202的測(cè)量信號(hào)，且基于二元酸和至少一種成分的測(cè)得濃度來(lái)控制影響所述吸收液體中的二元酸和/或所述至少一種成分的濃度的至少一個(gè)濕式洗滌器111操作參數(shù)。

附圖說(shuō)明

參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)，在附圖中：

圖1為根據(jù)實(shí)施例的二元酸傳感器的透視圖；

圖2為二元酸傳感器的示意截面?zhèn)纫晥D；

圖3為測(cè)量物質(zhì)中的二元酸的方法的流程圖；

圖4a為根據(jù)實(shí)施例的方法中的一定時(shí)間內(nèi)的電壓水平的圖表；

圖4b為根據(jù)實(shí)施例的方法中的電壓水平脈沖的模擬標(biāo)圖；

圖4c為與由圖4b中的電壓脈沖生成的電流響應(yīng)對(duì)應(yīng)的電壓的模擬標(biāo)圖；且

圖5為包括二元酸傳感器的濕式洗滌器的示意側(cè)截面視圖。

具體實(shí)施方式

下文參照附圖更完整地描述了本公開(kāi)，其中示出了本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本公開(kāi)可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，且不應(yīng)被認(rèn)為限于在本文中提出的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例以便本公開(kāi)將是徹底且完整的，且將本公開(kāi)的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，相似的數(shù)字表示相似的元件。

根據(jù)本發(fā)明的二元酸(DBA)傳感器10在圖1的透視圖中且在圖2中的示意截面?zhèn)纫晥D中示出。DBA傳感器10包括底座區(qū)段14和蓋12，蓋12形成用于DBA檢測(cè)的開(kāi)口空間13的側(cè)部。傳感器頭20位于空間13中。傳感器頭20形成為延伸到空間13中的管。在傳感器頭20的軸向端部部分23處，提供了處于鉑環(huán)形式的第一電極21。第一電極21的表面22與傳感器頭20的軸向端部部分23齊平。盡管提供鉑環(huán)以用于第一電極21，但也可使用其他材料，諸如金、銥、銀和類似的金屬等，但優(yōu)選為鉑。

軸41延伸穿過(guò)管形傳感器頭20的內(nèi)部20a。軸41由電動(dòng)機(jī)(未示出)旋轉(zhuǎn)。軸41聯(lián)接到磨削單元40。磨削單元40具有表面42，表面42在圖2中最佳地示出，抵靠第一電極21的表面22。軸41使磨削單元40旋轉(zhuǎn)，使得磨削單元40的表面42磨削/清潔第一電極21的表面22。磨削單元40在大約2到大約40 rpm的速度下，優(yōu)選地在大約15 rpm的速度下與第一電極21的表面22接觸地旋轉(zhuǎn)。磨削單元40優(yōu)選地由基于例如碳化硅或氮化硅的陶瓷材料制成。

DBA傳感器10還包括第二電極30。第二電極30優(yōu)選由金屬構(gòu)成，諸如鋼等。第二電極30布置成離第一電極21一定距離。在所例示的實(shí)施例中，第二電極30由金屬蓋12構(gòu)成。

控制單元50布置在DBA傳感器10中，或連接到DBA傳感器10，且操作以穿過(guò)占據(jù)第一電極21與第二電極30之間空間的物質(zhì)發(fā)送電壓脈沖。當(dāng)DBA傳感器10浸沒(méi)到物質(zhì)中時(shí)，電壓脈沖經(jīng)由第一電極21進(jìn)入物質(zhì)。第二電極30適于接收通過(guò)所述電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，且將該電流響應(yīng)傳遞回到控制單元50?？刂茊卧?0使用分析單元60接收和分析所生成的電流響應(yīng)，且使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)計(jì)算物質(zhì)中存在的DBA的濃度。通過(guò)使用分析單元60中的多變量數(shù)據(jù)分析，利用來(lái)自具有已知DBA濃度的樣本的數(shù)學(xué)模型來(lái)產(chǎn)生用于確定存在于物質(zhì)中的DBA濃度的預(yù)測(cè)模型。

來(lái)自伏安測(cè)量的數(shù)據(jù)通常難以轉(zhuǎn)譯。各測(cè)量由多個(gè)變量構(gòu)成。多變量數(shù)據(jù)分析方法如主要成分分析(PCA)和隱空間投影結(jié)構(gòu)(PLS)(例如，如從Wold,S., Esbensen, K.和Geladi, P. “Principal component analysis: A tutorial.” Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 2, 37-52, 1987；和從S. Wold, M. Sj?str?m and L. Eriksson “PLS-regression: a basic tool of chemometrics” Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 58 (2001) 109-130中獲知的)已示出，以可用于此類情況中。PCA是數(shù)學(xué)工具，其描述了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的變化。使用PCA數(shù)學(xué)工具，計(jì)算向量，該向量描述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的最大變化的方向，即，描述觀察值之間的最大差別的方向。該計(jì)算的向量稱為第一主要分量。第二主要分量正交于且因此獨(dú)立于第一主要分量。其他主要分量可以以類似的方式計(jì)算，直到解釋大部分觀察值。然后形成由主要分量限定的新矩陣，且數(shù)據(jù)集取決于不同主要分量的顯著性而較大地減小，但在一些情況下僅減小至兩個(gè)維度。加載向量(loading vector)描述了與原始變量有關(guān)的主要分量的方向，且得分向量(score vector)描述了與觀察值有關(guān)的主要分量的方向。因此，可產(chǎn)生得分標(biāo)圖，其示出了原始樣本之間的關(guān)系和樣本影響系統(tǒng)多少。因此，得分標(biāo)圖示出了實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，且實(shí)驗(yàn)的組合可用于分級(jí)。

PLS用于從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集產(chǎn)生模型。其為線性方法，其中在X數(shù)據(jù)(伏安圖)和Y數(shù)據(jù)(濃度)二者上執(zhí)行PCA。然后，在數(shù)據(jù)集與Y數(shù)據(jù)之間的各主分量上執(zhí)行線性回歸，從而給出回歸模型。該回歸模型可用于從伏安圖預(yù)測(cè)值。

與多變量數(shù)據(jù)分析有關(guān)的更多信息可在IT. Jolliffe “Principle Component Analysis” Springer-Verlag, New York Inc. (1986) ISBN 0-387-96269-7或K.R. Beebe, R.J. Pell and M.B. Seasholtz “Chemometrics - A practical guide” John Wiley & Sons Inc. (1998) ISBN 0-471-12451-6中找到。

在一個(gè)實(shí)施例中，DBA傳感器10還包括用于測(cè)量在物質(zhì)中存在的至少一個(gè)其他成分的濃度的傳感器70。

圖3為用于測(cè)量在物質(zhì)中存在的DBA濃度的方法90的流程圖。物質(zhì)可在氣體清潔過(guò)程中提供。在步驟92中，通過(guò)第一電極21發(fā)送多個(gè)電壓脈沖。第一電極21與物質(zhì)接觸。隨著圖4b中所示的逐步增大或減小的電壓水平，從控制單元50由第一電極21和第二電極30穿過(guò)物質(zhì)發(fā)送電壓脈沖。形成了通過(guò)第一電極21發(fā)送的電壓水平的樓梯樣式。各步驟涉及使電壓水平增大或減小優(yōu)選大約0.05V。在本方法的實(shí)例中，作為電壓脈沖穿過(guò)物質(zhì)發(fā)送的電壓水平以大約0.05 V的梯度以逐步的方式從大約-1.0 V的電壓水平增大到大約1.0V的電壓水平。在圖4a中例示的另一個(gè)實(shí)施例中，電壓水平首先以大約0.05V的梯度從大約0.8 V減小到大約-0.1 V，且然后以大約0.05V的梯度從大約-0.1 V增大至大約0.8 V。

在步驟94中，接收通過(guò)由第一電極21發(fā)送至第二電極30的電壓脈沖而生成的電流響應(yīng)。電流響應(yīng)由第二電極30接收。第二電極30也與物質(zhì)接觸。增大或減小電壓水平的各步驟在第二電極30中生成新的電流響應(yīng)。

在最終步驟96中，使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)分析電流響應(yīng)。存在于物質(zhì)中的DBA的濃度因此可基于電流響應(yīng)來(lái)測(cè)量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)電流響應(yīng)都用于測(cè)量物質(zhì)中的DBA濃度。在一個(gè)實(shí)施例中，在各發(fā)送的電壓脈沖之后分析電流響應(yīng)。備選地，發(fā)送一系列的電壓脈沖，從而在于一系列的電流響應(yīng)上執(zhí)行多變量數(shù)據(jù)分析之前生成該一系列的電流響應(yīng)。

圖4b還示出了處于樓梯圖案的電壓脈沖的示例模擬。電壓水平隨時(shí)間變化而從大約-0.75 V變至大約0.8 V。在x軸上的值表示電壓脈沖的數(shù)目。圖4c示出了作為來(lái)自電子電路的發(fā)出電壓的對(duì)應(yīng)電流響應(yīng)。來(lái)自電流響應(yīng)的信息用于使用多變量數(shù)據(jù)分析來(lái)估計(jì)存在于物質(zhì)中的DBA濃度。圖4b中所示的各電壓脈沖對(duì)應(yīng)于圖4c中的五個(gè)測(cè)得電壓值。因此，在圖4b和圖4c中示出的實(shí)例中，各電壓脈沖的響應(yīng)在各電壓脈沖期間測(cè)量五次。圖4c的x軸上的值表示測(cè)量的次數(shù)。

作為根據(jù)本公開(kāi)的用于DBA傳感器10的應(yīng)用的實(shí)例，圖5例示了濕式洗滌器111。濕式洗滌器111操作以用于移除在鍋爐(未示出)中生成的處于煙道氣體FG的形式的過(guò)程氣體的二氧化硫含量的至少一部分，該鍋爐操作以用于燃燒燃料，諸如煤、油、泥煤、天然氣、或廢物材料。

濕式洗滌器111包括處于豎直開(kāi)放塔112形式的吸收容器、用于待清潔的過(guò)程氣體或煙道氣體的入口114、和用于清潔后煙道氣體FC的出口116，從該出口116移除二氧化硫含量的至少一部分。

處于吸收液體罐118形式的吸收液體氧化容器布置在豎直開(kāi)放塔112的底部119處。吸收液體罐118實(shí)現(xiàn)作為用于含有一定濃度的DBA的吸收液體的再循環(huán)罐和作為其中可發(fā)生氧化的容器的雙重目的。出于后一原因，吸收液體罐118設(shè)有氧化布置120。氧化布置120包括處于吹風(fēng)機(jī)122a形式的氧氣供應(yīng)裝置122、包括布置在分送管128上的多個(gè)噴嘴126的氧分送器124、和流體地連接到吹風(fēng)機(jī)122且連接到分送管128以用于將含有氣體如空氣的壓縮氧供應(yīng)至分送管128且進(jìn)一步供應(yīng)至噴嘴126的供應(yīng)管130。噴嘴126布置成用于在包含在吸收液體罐128中的包括一定濃度的DBA的石灰?guī)r吸收液體中分送空氣，以導(dǎo)致包含在石灰?guī)r吸收液體中的亞硫酸鹽的氧化，如在下文中將更詳細(xì)地描述的。將認(rèn)識(shí)到的是，作為吹風(fēng)機(jī)122a的備選方案，氧供應(yīng)裝置122可為壓縮機(jī)，或適合用于迫使含氧氣體進(jìn)入吸收液體罐118中的吸收液體中的一些其他裝置。此外，由吹風(fēng)機(jī)122a吹送的含氧氣體例如可為空氣、或相當(dāng)純凈的氧氣，諸如包括90%到99%的體積的氧的氣體，或氧氣和空氣的混合物。

處于例如新鮮石灰?guī)rCaCO₃形式的吸收劑材料從吸收劑供應(yīng)系統(tǒng)132供應(yīng)至吸收液體罐118。吸收劑供應(yīng)系統(tǒng)132包括石灰?guī)r貯倉(cāng)134、水供應(yīng)管136，和包括攪拌器140的混合罐138。在混合罐138中，水經(jīng)由流體地連接的供應(yīng)管136供應(yīng)，以用于與從石灰?guī)r貯倉(cāng)134供應(yīng)的石灰?guī)r粉末混合，以形成石灰?guī)r漿料。石灰?guī)r漿料被從DBA源134a經(jīng)由供應(yīng)管134b供應(yīng)DBA。石灰?guī)r漿料和DBA經(jīng)由流體地連接的石灰?guī)r供應(yīng)管142從混合罐138供應(yīng)至吸收液體罐118。將認(rèn)識(shí)到的是，吸收液體罐118作為備選可定位在塔112的外側(cè)，且石灰?guī)r的供應(yīng)和DBA的供應(yīng)作為備選可各自作為干粉末、漿料或兩者在其他位置處進(jìn)入系統(tǒng)。石灰?guī)rCaCO₃可至少部分地溶解在水中：

CaCO₃(s) + H₂O<=>Ca²⁺(aq) + CO₃^2- (aq) [方程1]

濕式洗滌器111還包括洗滌器循環(huán)泵144，泵144在吸收液體循環(huán)管146中使石灰?guī)r吸收液體從吸收液體罐118循環(huán)至位于開(kāi)放塔112內(nèi)的兩個(gè)噴淋水平系統(tǒng)148, 150。

各噴淋水平系統(tǒng)148, 150包括管路系統(tǒng)152和多個(gè)流體地連接的霧化噴嘴154，霧化噴嘴154細(xì)微地分送包括DBA的石灰?guī)r吸收液體，石灰?guī)r吸收液體通過(guò)泵144而循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)石灰?guī)r吸收液體與行進(jìn)穿過(guò)濕式洗滌器111且在開(kāi)放塔112的內(nèi)側(cè)基本上豎直向上流動(dòng)的煙道氣體FG之間的有效接觸。霧化噴嘴154中的全部或一些例如可為從Spraying Systems Co, Wheaton, Illinois, USA獲得的4CF-303120型。在濕式洗滌器111的開(kāi)放塔112中，以下反應(yīng)將在通過(guò)由噴嘴154細(xì)微地分送的石灰?guī)r吸收液體吸收包括在煙道氣體FG中的二氧化硫SO₂時(shí)發(fā)生：

SO₂(g) + CO₃^2- (aq) + Ca²⁺( aq) <=> CaSO₃ (aq) + CO₂ (g) [方程2]

除霧器156位于噴淋水平系統(tǒng)148, 150的下游。除霧器156移除由清潔后煙道氣體FC夾帶的吸收液體微滴的至少一部分。

在濕式洗滌器111中，煙道氣體FG中的二氧化硫SO₂與石灰?guī)rCaCO₃反應(yīng)，以形成亞硫酸鈣CaSO₃，其隨后氧化以形成石膏CaSO₄。亞硫酸鈣的氧化是通過(guò)使用氧化布置120來(lái)使含氧氣體如空氣穿過(guò)包括一定濃度的DBA的石灰?guī)r吸收液體鼓泡來(lái)執(zhí)行的。以下反應(yīng)可在吸收液體罐118中發(fā)生：

CaSO₃ (aq) + ¹/₂ O₂(g) <=> CaSO₄(s) + 2 H₂O [方程3]

因此，石膏CaSO₄(有時(shí)描述為包括兩個(gè)水分子，即，CaSO₄ x 2H₂O)，作為最終產(chǎn)物而形成。在下文中，已經(jīng)描述了SO₂的吸收生成亞硫酸鈣CaSO₃。將認(rèn)識(shí)到的是，取決于條件，所吸收的SO₂的至少一部分將生成亞硫酸氫鈣Ca(HSO₃)₂(aq)，其將根據(jù)與以上[方程3] 類似的原理來(lái)氧化。

因此，除石灰?guī)r和DBA之外，石灰?guī)r吸收液體還包括少量的亞硫酸鈣，且作為主要組分，包括石膏。通過(guò)該過(guò)程形成的石膏經(jīng)由處置管158從濕式洗滌器111移除，且被運(yùn)送至石膏脫水單元，其示意性地示為帶式過(guò)濾器160。脫水石膏可例如在墻板生產(chǎn)中商業(yè)地使用。

除了二氧化硫SO₂之外，濕式洗滌器111也將從煙道氣體至少部分地移除其他污染物。此種其他污染物的實(shí)例包括三氧化硫SO₃、鹽酸HCl、氫氟酸HF、和其他酸污染物。更進(jìn)一步，濕式洗滌器111還可從煙道氣體至少部分地移除其他類型的污染物，諸如例如灰塵顆粒和汞。

控制單元162控制濕式洗滌器111的操作參數(shù)。濕式洗滌器111設(shè)有吸收液體采樣系統(tǒng)164，吸收液體采樣系統(tǒng)164將測(cè)得的數(shù)據(jù)供應(yīng)至控制單元162。采樣系統(tǒng)164包括吸收液體罐采樣系168。

吸收液體罐采樣系168包括流體地連接到吸收液體罐118的管180。通過(guò)管180從罐118收集的吸收液體被經(jīng)由管180運(yùn)送至pH分析器182和亞硫酸鹽分析器184。氧化布置120引起容納在罐118中的吸收液體的攪拌，且因此，罐118可被認(rèn)作是其中發(fā)生氧化反應(yīng)的被連續(xù)地?cái)噭?dòng)的罐反應(yīng)器?？蛇x地，另一攪拌器可布置在罐118中。

管180流體地連接到循環(huán)管186。循環(huán)泵188布置在循環(huán)管186中，以用于將已行進(jìn)穿過(guò)吸收液體罐采樣系168的吸收液體泵送回吸收液體罐118。分別布置在管180和186中的切斷閥192, 194使得有可能經(jīng)由采樣管196和相關(guān)的切斷閥198來(lái)收集吸收液體樣本，以用于人工分析經(jīng)由吸收液體罐采樣系168收集的吸收液體的亞硫酸鹽濃度和/或pH。

控制單元162接收來(lái)自分析器182和184的測(cè)量信號(hào)，且基于此種測(cè)量信號(hào)來(lái)控制以下中的至少一者：布置在石灰?guī)r貯倉(cāng)134中且控制供應(yīng)至混合罐138的石灰?guī)r的量的控制閥200a、布置在供應(yīng)管134b中且控制從DBA源134a供應(yīng)至混合罐138的DBA量的控制閥200b、布置在石灰?guī)r供應(yīng)管142中且控制從混合罐138供應(yīng)至吸收液體罐118的石灰?guī)r漿料的量的控制閥200、洗滌器循環(huán)泵144，和氧化布置120的吹風(fēng)機(jī)122。此外，控制單元162還接收來(lái)自DBA傳感器202的測(cè)量信號(hào)，DBA傳感器202包括控制單元202a和分析單元202b，以用于測(cè)量存在于濕式洗滌器111的吸收液體中的DBA的濃度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了控制濕式洗滌器111的方法，該濕式洗滌器111清潔含有二氧化硫的過(guò)程氣體。該控制濕式洗滌器111的方法包括在開(kāi)放塔112中使過(guò)程氣體與其中包括一定濃度的DBA的吸收液體接觸從過(guò)程氣體吸收二氧化硫、測(cè)量吸收液體中的DBA濃度，和基于DBA的測(cè)得濃度來(lái)控制影響吸收液體中的DBA濃度的至少一個(gè)濕式洗滌器111操作參數(shù)，諸如對(duì)混合罐138的DBA供應(yīng)。此外，根據(jù)該方法，將DBA的測(cè)得濃度與用于其的設(shè)定點(diǎn)比較。當(dāng)存在于吸收液體中的DBA的測(cè)得濃度超過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，減少對(duì)吸收液體的DBA吸收強(qiáng)化添加劑的供應(yīng)。當(dāng)存在于吸收液體中的DBA的測(cè)得濃度處于或接近設(shè)定點(diǎn)時(shí)，維持對(duì)吸收液體的DBA吸收強(qiáng)化添加劑的供應(yīng)。當(dāng)存在于吸收液體中的DBA的測(cè)得濃度低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，增大對(duì)吸收液體的DBA吸收強(qiáng)化添加劑的供應(yīng)。吸收液體中的DBA的濃度范圍從大約100到大約500 ppm。存在于吸收液體中的DBA濃度的連續(xù)測(cè)量是合乎需要的，因?yàn)镈BA可由于熱、細(xì)菌、氧化空氣或類似條件而在吸收液體中退化。該方法可用于濕式洗滌器11中，該濕式洗滌器11用于清潔含有二氧化硫的過(guò)程氣體。因此，濕式洗滌器111包括：開(kāi)放塔112，其用于使過(guò)程氣體與吸收液體接觸，該吸收液體包括一定濃度的DBA以吸收來(lái)自過(guò)程氣體的二氧化硫；DBA傳感器202，其用于連續(xù)地測(cè)量吸收液體中的DBA濃度；和控制單元162，其接收來(lái)自DBA傳感器202的測(cè)量信號(hào)，且基于測(cè)得的DBA濃度來(lái)控制影響吸收液體中DBA濃度的至少一個(gè)濕式洗滌器111操作參數(shù)，諸如對(duì)吸收液體的DBA供應(yīng)。

該方法的優(yōu)點(diǎn)在于，可連續(xù)地“測(cè)量”吸收液體內(nèi)的DBA濃度。此外，通過(guò)本發(fā)明，甚至可以以相對(duì)較高的準(zhǔn)確性來(lái)連續(xù)地測(cè)量相對(duì)低的DBA濃度。而且，連續(xù)地測(cè)量存在于吸收液體內(nèi)的DBA濃度允許以相對(duì)高的準(zhǔn)確性進(jìn)行DBA濃度控制。例如，如果容納在濕式洗滌器111內(nèi)的吸收液體是石灰?guī)r吸收液體，則本方法提供存在于吸收液體中的DBA濃度的連續(xù)測(cè)量，從而控制存在于吸收劑液體內(nèi)的DBA的濃度，以在最少的DBA使用的情況下平衡濕式洗滌器效率。出于此目的，本方法使用了伏安方法，以用于測(cè)量存在于吸收液體中的DBA濃度。該伏安方法使用通過(guò)布置在吸收液體中的DBA傳感器10, 202的第一電極21和第二電極30發(fā)送的電壓脈沖。第二電極30可為大的金屬件。第二電極30可具有是第一電極21的面積的至少20倍大的面積。然后使用多變量數(shù)據(jù)分析和來(lái)自具有已知的DBA濃度的樣本的數(shù)學(xué)模型來(lái)分析通過(guò)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)模型，該預(yù)測(cè)模型可用于確定存在于物質(zhì)中的DBA濃度以用于其控制。本公開(kāi)聚焦于連續(xù)地測(cè)量存在于吸收液體中的DBA濃度。然而，可連續(xù)地測(cè)量和控制在容納于濕式洗滌器111內(nèi)的石灰?guī)r吸收液體中存在的其他成分，諸如在本文中針對(duì)DBA所描述的。例如，如在本文中針對(duì)DBA公開(kāi)的那樣，可使用硫化物傳感器(如DBA傳感器10的)連續(xù)地測(cè)量用于汞控制的硫化物如S^2-，以測(cè)量存在于吸收液體中的硫化物濃度，從而控制存在于吸收液體內(nèi)的硫化物的濃度，以實(shí)現(xiàn)期望的汞移除效率。取決于存在于吸收液體內(nèi)的硫化物的濃度，控制對(duì)吸收液體的硫化物添加劑的劑量速率，以實(shí)現(xiàn)期望的硫化物濃度且因此實(shí)現(xiàn)期望的汞移除效率。作為另一實(shí)例，如在本文中針對(duì)DBA公開(kāi)的那樣，可使用亞硫酸鹽傳感器連續(xù)地測(cè)量亞硫酸鹽(sulfite)如SO₃^2-，該亞硫酸鹽傳感器測(cè)量存在于吸收液體中的亞硫酸鹽濃度，從而控制存在于吸收液體內(nèi)的亞硫酸鹽的濃度。取決于在吸收液體內(nèi)存在的亞硫酸鹽的濃度，吸收液體的氧化作用增多、得到維持或減少。此外，可連續(xù)地測(cè)量和控制在容納于濕式洗滌器111內(nèi)的石灰?guī)r吸收液體中存在的其他成分，諸如在本文中針對(duì)DBA所描述的。例如，如在本文中針對(duì)DBA描述的，氯化物，Cl^-、溴化物，Br^-、鎂，Mg²⁺、鈉，Na⁺、硝酸鹽，NO₃^2-_、和亞硝酸鹽，NO₂^2-，可分別使用氯化物傳感器、溴化物傳感器、鎂傳感器、鈉傳感器、硝酸鹽傳感器和亞硝酸鹽傳感器連續(xù)地測(cè)量，其中各此種傳感器如DBA傳感器10，以測(cè)量存在于吸收液體中的氯化物、溴化物、鎂、鈉、硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度，從而控制存在于吸收液體內(nèi)的其濃度，以實(shí)現(xiàn)其控制。因此，取決于存在于吸收液體內(nèi)的氯化物、溴化物、鎂、鈉、硝酸鹽和/或亞硝酸鹽的濃度，從濕式洗滌器111經(jīng)由處置管158釋放或放出的吸收液體可增多、得到保持或減少，以實(shí)現(xiàn)其期望的濃度，以控制處理效率。更進(jìn)一步，在容納于濕式洗滌器111內(nèi)的石灰?guī)r吸收液體中存在的DBA和其他成分可使用單個(gè)傳感器10, 202連續(xù)地測(cè)量和控制，諸如在本文中針對(duì)DBA所描述的。因此，單個(gè)傳感器10, 202如上文所述地被編程，以用于連續(xù)地測(cè)量存在于吸收液體中的第一成分的濃度，且還如上文所述地被編程以用于連續(xù)地測(cè)量存在于吸收液體中的一種或更多種附加組分的濃度來(lái)用于其控制。例如，如上文所公開(kāi)的，為了連續(xù)地測(cè)量DBA的濃度，使用伏安方法的單個(gè)傳感器10, 202通過(guò)布置在吸收液體中的多成分傳感器10, 202的第一電極21和第二電極30來(lái)發(fā)送脈沖，以測(cè)量存在于其中的第一成分的濃度。第二電極30可為大的金屬件。第二電極30可具有為第一電極21的面積的至少20倍大的面積。然后使用多變量數(shù)據(jù)分析和來(lái)自具有已知的第一成分濃度的樣本的數(shù)學(xué)模型來(lái)分析通過(guò)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)模型，該預(yù)測(cè)模型可用于確定存在于吸收液體中的第一成分濃度以用于其控制。然后，使用伏安方法的同一多成分傳感器10, 202通過(guò)布置于吸收液體中的第一電極21和第二電極30發(fā)送脈沖，以測(cè)量存在于其中的第二成分的濃度。然后使用多變量數(shù)據(jù)分析和來(lái)自具有已知的第二成分濃度的樣本的數(shù)學(xué)模型來(lái)分析通過(guò)電壓脈沖生成的電流響應(yīng)，以產(chǎn)生可用于確定存在于吸收液體中的第二成分濃度的預(yù)測(cè)模型來(lái)用于其控制。一旦多成分傳感器10, 202如此編程，則單個(gè)多成分傳感器10, 202可用于連續(xù)地測(cè)量從存在于吸收液體中的以下成分構(gòu)成的集合中選擇的兩種或更多種成分的濃度，以允許其控制：DBA、亞硫酸鹽、硫化物、氯化物、溴化物、鎂、鈉、硝酸鹽、和亞硝酸鹽。

盡管已參照多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例描述了本公開(kāi)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，可作出各種變化且等同物可替換其元件，而不未脫離其范圍。此外，可作出許多改型來(lái)使特定情形或材料適于本公開(kāi)的教導(dǎo)內(nèi)容，而不脫離其基本范圍。因此，期望本公開(kāi)不限于作為用于執(zhí)行本公開(kāi)而構(gòu)想的最佳模式來(lái)公開(kāi)的特定實(shí)施例，而是本公開(kāi)將包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。而且，用語(yǔ)第一、第二等的使用不表示任何順序或重要性，但相反，用語(yǔ)第一、第二等用于將一個(gè)元件與另一個(gè)區(qū)分開(kāi)。