摘要：在使用氢氧化钠脱硫的企业中，偶尔会出现在线监测设备的监测数据偏高的情况，文章对这种特殊情况进行了讨论。
关键词：钠碱脱硫系统；在线监测数据偏高
氢氧化钠作为一种脱硫剂，与氨相比，由于阳离子是非挥发性的，不存在吸收剂在脱硫过程中挥发产生酸雾和碱雾的问题；与石灰法相比，脱硫产物是易溶于水的，解决了结垢导致脱硫系统管道堵塞的难题[1]。因此得到广泛使用。氢氧化钠脱硫反应分两步完成。
第一步，烟气中SO2分子与水接触时，溶解在水中，与水分子结合为亚硫酸：
SO2+H2O=H2SO3 (1)
第二步，H2SO3与溶解在水中的氢氧化钠反应。生成亚硫酸钠：
2NaOH + H2SO3=Na2SO3 + H2O (2)
继续加入二氧化硫，就会生成亚硫酸氢钠：
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 (3)
作为一名环境检测人员，笔者在工作中，遇到过某些特殊情况。某企业生产锅炉废气使用湿法脱硫，脱硫剂为氢氧化钠，废气外排口高80米，手工监测平台高40米，应相关部门要求，该排气口安装了在线监测系统，因平台限制，在线监测系统分为采样系统和分析系统两部分，其采样系统安装在手工监测平台上，分析系统则安装在烟囱地面附近，系统中间用硅胶管连接，在比对监测过程中，发现手工监测平台的SO2监测数据低于在线监测系统的SO2监测数据，随后监测人员分两组同时在手工监测平台（A组）和在线监测系统的分析平台（B组）对该废气进行监测，笔者发现，B组的手工监测数据和在线监测系统的监测数据完全吻合，而A组的结果低于B组的检测结果，为了排除仪器误差和人员操作误差，A、B两组互换监测位置，结果一样。
笔者认为出现这种情况的原因是脱硫系统中的亚硫酸氢钠被吸入到在线监测设备中，经过在线设备的加热系统时释放出SO2，导致SO2的监测数据偏高。
为了验证这一结果，笔者做了以下模拟实验：
仪器：SO2分析仪（testo350）、SO2标准气体（50ppm）、50ml吸收瓶，硅胶管、流量计、加热采样器（加热温度140℃）。
试剂：去离子水、氢氧化钠溶液（0.09g/l）、亚硫酸钠溶液（0.14g/l）、亚硫酸氢钠溶液（0.23g/l）。
步骤一：首先用标气对分析仪进行校准。在室温条件下，将SO2标气（流量为1.0L/min）用内装10ml氢氧化钠吸收液的吸收瓶吸收，测定其SO2浓度。其测定结果见图1。
步骤二：按步骤一，待测定值达到稳定后，分别在加热采样器中加入去离子水、氢氧化钠溶液、亚硫酸钠溶液和亚硫酸氢钠溶液各两滴，记录分析仪的读数，其测定结果见图2。
步骤三：按步骤一，待测定值达到稳定后，分别在加热采样器中匀速缓慢的加入去离子水、氢氧化钠溶液、亚硫酸钠溶液和亚硫酸氢钠溶液，记录分析仪的读数，其测定结果见图3。
图1
图2
图3
由图1可以看出，SO2通过氢氧化钠吸收液后，初期被完全吸收，随着SO2的不断通入，吸收液中的氢氧化钠完全转化成亚硫酸氢钠后，测定值达到稳定；但是并没有出现测定值高于标准值的情况[2]。由图2可以看出，在加热采样器中加入少量不同溶液时，只有加入亚硫酸氢钠时，才会出现测定值高于标准值的情况，这表明加入的亚硫酸氢钠溶液在加热条件下分解产生了SO2，但这种情况持续时间很短。图3测定结果表明，当不断加入亚硫酸氢钠溶液时，测定值大于标准值。
结合实际工作中遇到问题，排除监测设备出现故障。在线监测设备的监测值大于手工监测值是因为脱硫系统中的亚硫酸氢钠溶液被吸入到在线监测系统中[3]。亚硫酸氢钠作为脱硫产物，以溶液的形式存在于脱硫溶液中，由风机以小液滴的形式抽入到排气筒中，这些小液滴被线监测设备的取样泵吸入，经过在线监测设备的加热系统后，分解出SO2，导致在线监测值大于实际情况。
因此，使用氢氧化钠作为脱硫剂的工厂，安装线监测设备时，在满足其他要求的情况下应尽量避开排气筒中液滴密集的区域。同时，在线监测设备的运维单位因做好系统的除湿工作，避免排气筒中的小液滴被吸入到在线监测系统中，如无法避免，则应在监测系统的加热装置前将被吸入的小液滴除去。
参考文献：
[1]于小慢. 钠碱法脱硫参数对脱硫效率影响的测量与分析[J]. 有色冶金设计与研究, 2017(6):51-53.
[2]李燕梅, 唐照勇, 刘陈. 钠碱法脱硫副产物资源化利用[J]. 硫酸工业, 2017(5):39-41.
[3]范小帅, 周少培. 钠钙双碱法脱硫系统的控制方法改进[J]. 产业与科技论坛, 2017, 16(17):87-88.
论文作者:李祖文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/18
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