CN104237319A - 一种适用于工业生产的pH值在线分析装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于工业生产的pH值在线分析装置，包括冷却器、缓冲罐及pH在线分析仪，冷却器包括外壳体和换热盘管装置，所述外壳体的侧壁的下部设有冷却水进口，顶部设有冷却水出口，所述换热盘管装置设置在外壳体内，所述换热盘管装置包括设置在外壳体的顶部的进液口和设置在外壳体的侧壁下部的出液口，进液口和出液口之间设有盘管；缓冲罐的侧壁下端设有缓冲罐进口，缓冲罐进口与出液口之间相联通，缓冲罐的侧壁设有温度表，缓冲罐的顶部还设有缓冲罐出口，缓冲罐出口与依次串联有流速调节阀和流量计的溶液出口管线相连，缓冲罐顶部安装有pH在线分析仪。本发明装置将温度高和流速大的溶液温度降低、流速减小，可以及时准确分析pH值。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于工业生产的pH值在线分析装置及其应用。
背景技术
工业生产中溶液的pH值是一项常规检查项目，比较准确方便的检测仪表是在线检测仪，该检测仪安装在溶液储罐或工艺管线适当位置，通过连接导线、变送器和显示屏可以快速、灵敏的检测出溶液的pH值大小，不需要频繁的人工取样分析。人工取样分析不仅劳动强度大，而且多次分析，间断取样，操作时间长，误差大，不利于自动化和大规模生产。
在自动分析中，一般的pH检测仪为玻璃电极，主要部件为塑料材质，测量探头为玻璃材质，适用的温度、压力较低，适用温度在0-60℃以内，适用压力在0-0.3MPa，较高的温度会造成玻璃电极损坏，液体的流速应在0-0.5m/s之间，液体的流速大于0.5m/s时，pH检测值偏差增大，所以pH分析检测仪安装位置应在固定的设备，液体静止不动，或是安装在流速小于0.5m/s的管线、设备上面。但是，现有工业生产中溶液的pH值在线分析系统，存在pH检测分析仪在温度高和流速大的条件下难以使用，检测仪容易损坏的缺陷。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种适用于工业生产的pH值在线分析装置，将温度高和流速大的溶液温度降低、流速减小，可以及时准确分析pH值，满足了pH检测仪的测量条件，确保在线分析的要求，且方便、实用。
本发明采用的技术方案是：
一种适用于工业生产的pH值在线分析装置，包括冷却器、缓冲罐及pH在线分析仪，所述冷却器包括外壳体和换热盘管装置，所述外壳体的侧壁下部设有冷却水进口，所述外壳体的顶部设有冷却水出口，冷却水在所述外壳体内流动，所述换热盘管装置设置在外壳体内，所述换热盘管装置包括设置在所述外壳体的顶部的进液口和设置在外壳体的侧壁下部的出液口，所述进液口和出液口之间设有盘管；所述缓冲罐的侧壁下部设有缓冲罐进口，所述缓冲罐进口与所述出液口之间相联通，所述缓冲罐的侧壁设有温度表，所述缓冲罐的顶部设有缓冲罐出口，所述缓冲罐出口与依次串联有流速调节阀和流量计的溶液出口管线相连，所述缓冲罐的顶部安装有pH在线分析仪，所述pH在线分析仪包括玻璃探头，所述玻璃探头完全浸入溶液内部。
本发明所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其中，所述pH在线分析仪通过螺纹连接在所述缓冲罐的顶部。
本发明所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其中，所述缓冲罐进口与出液口之间通过法兰连接。
本发明所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其中，所述冷却器的底部和所述缓冲罐的底部分别设有排污口一和排污口二。
本发明所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其中，所述冷却器的直径为0.5-0.8m，高度为1.0-1.5m。
本发明所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其中，所述盘管直径在15-25mm之间。
本发明所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其中，所述溶液出口管线的直径在15-25mm之间。
本发明所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其中，所述缓冲罐直径为100-200mm。
本发明还提供了适用于工业生产的pH值在线分析装置在镁尾水中和排放中pH值控制的应用。
本发明还提供了适用于工业生产的pH值在线分析装置在尿素硝铵溶液生产中pH值控制的应用。
本发明有益效果：
本发明适用于工业生产的pH值在线分析装置，将温度高和流速大的溶液温度降低、流速减小，可以及时准确分析pH值，满足了pH检测仪的测量条件，确保在线分析的要求，且方便、实用。
本发明适用于工业生产的pH值在线分析装置，所述缓冲罐进口与出液口之间通过法兰连接，方便拆卸和及时检修装置内盘管等部件。
本发明适用于工业生产的pH值在线分析装置，通过在冷却器的底部和缓冲罐的底部分别设置有排污口一和排污口二，可以定期打开排放冷却器和缓冲罐内的污物。
附图说明
图1为本发明适用于工业生产的pH值在线分析装置的结构示意图；
图2为本发明适用于工业生产的pH值在线分析装置的俯视图。
图中：1、冷却器；11、外壳体；111、冷却水进口；112、冷却水出口；113、排污口一；12、换热盘管装置；121、进液口；122、出液口；2、缓冲罐；21、缓冲罐进口；22、缓冲罐出口；23、温度表；24、排污口二；3、pH在线分析仪；31、玻璃探头；4、流速调节阀；5、流量计；6、法兰；7、溶液出口管线。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，一种适用于工业生产的pH值在线分析装置，包括冷却器1、缓冲罐2及pH在线分析仪3，冷却器1包括外壳体11和换热盘管装置12，外壳体11的侧壁的下部设有冷却水进口111，外壳体11的顶部设有冷却水出口112，冷却水在外壳体11内流动，换热盘管装置12设置在外壳体11内，换热盘管装置12包括设置在外壳体11的顶部的进液口121和设置在外壳体11的侧壁下部的出液口122，进液口121和出液口122之间设有盘管，盘管的直径为20mm的不锈钢管线，冷却器1直径为0.5m，高度1.0m；缓冲罐2的侧壁下部设有缓冲罐进口21，缓冲罐进口21与出液口122之间通过法兰6连接，缓冲罐2的侧壁设有温度表23，缓冲罐2的顶部还设有缓冲罐出口22，冷却器1和缓冲罐2的底部分别设有排污口一113和排污口二24，缓冲罐2直径为200mm，高度为0.5m，缓冲罐出口22与依次串联有流速调节阀4和流量计5的溶液出口管线7相连，溶液出口管线7的直径为20mm，缓冲罐2的顶部安装有pH在线分析仪3，pH在线分析仪3通过螺纹连接在缓冲罐2的顶部，pH在线分析仪3包括玻璃探头31，玻璃探头31完全浸入溶液内部。
本实施例适用于工业生产的pH值在线分析装置的工作原理：外壳体11通入冷却水，冷却水从冷却水进口111进入，从冷却水出口112流出，冷却水在外壳体11内流动，需检测pH值的溶液从进液口121进入，从出液口122流出，溶液从出液口122流出，通过缓冲罐进口21进入缓冲罐下部，溶液从缓冲罐出口22流出，观察流量表5和温度计23指示，控制流量调节阀4阀门开度大小，控制溶液的流速和温度，阀门开大，溶液出口管线7和缓冲罐2内溶液流动较快，阀门关小，溶液出口管线7和阀门内流速较慢，将溶液流速控制在0.5m/s以内，温度控制在0-60℃，缓冲罐2内溶液温度高时关小流速调节阀4。
本实施例适用于工业生产的pH值在线分析装置在镁尾水中和排放中pH值控制的应用，
镁尾水中和排放：间接法浓硝酸废水称为镁尾水，镁尾水排放至中和池，镁尾水温度一般为40-50℃，pH值一般小于1，排放前需加入液碱氢氧化钠中和，中和废液pH值应达到6-9，pH值稳定后可以外排，但是，中和时会发生放热反应，废水温度会升高到60-80℃，容易损坏pH检测分析仪。
本实施例适用于工业生产的pH值在线分析装置在镁尾水中和排放中pH值控制的应用过程：将镁尾水中和废液通过输送泵加入到盘管内，通过冷却水进口111和冷却水出口112向外壳体11中通入冷却水降温，镁尾水中和废液进入缓冲罐2，开大流量调节阀4，控制流量计5流量在2m3/h(计算缓冲罐内液体流速＝流量/管线截面积＝2/3600*3.14*0.1*0.1＝0.018m/s)以内，缓冲罐2温度为42℃，缓冲罐2内中和废液通过溶液出口管线回流至中和池，缓冲罐2内镁尾水中和废液pH值从0.5缓慢上升至pH值为7.2，并保持稳定，说明中和合格，镁尾水中和废水可以外排。
实施例2
与实施例1的区别在于：冷却器1直径为0.8m，高度1.5m；盘管的直径为25mm；缓冲罐2直径为100mm，高度为0.5m；溶液出口管线7的直径为15mm。
实施例3
如图1和图2所示，一种适用于工业生产的pH值在线分析装置，包括冷却器1、缓冲罐2及pH在线分析仪3，冷却器1包括外壳体11和换热盘管装置12，外壳体11的侧壁的下部设有冷却水进口111，外壳体11的顶部设有冷却水出口112，冷却水在外壳体11内流动，换热盘管装置12设置在外壳体11内，换热盘管装置12包括设置在外壳体11的顶部的进液口121和设置在外壳体11的侧壁下部的出液口122，进液口121和出液口122之间设有盘管，盘管的直径为20mm的不锈钢管线，冷却器1直径为0.6m，高度1.5m；缓冲罐2的侧壁下部设有缓冲罐进口21，缓冲罐进口21与出液口122之间通过法兰6连接，缓冲罐2的侧壁设有温度表23，缓冲罐2的顶部还设有缓冲罐出口22，冷却器1和缓冲罐2底部分别设有排污口一113和排污口二24，缓冲罐2直径为200mm，高度为0.5m，缓冲罐出口22与依次串联有流速调节阀4和流量计5的溶液出口管线7相连，溶液出口管线7的直径为20mm，缓冲罐2顶部安装有pH在线分析仪3，pH在线分析仪3通过螺纹连接在缓冲罐2顶部，pH在线分析仪3包括玻璃探头31，玻璃探头31完全浸入溶液内部。
本实施例适用于工业生产的pH值在线分析装置在尿素硝铵溶液(UAN)生产中pH值控制的应用，
UAN生产采用尿素溶液和硝铵溶液混合配制，混合后溶液pH值一般在8-9之间，UAN产品的pH值要求为6.5-7.5，一般通过加入稀硝酸溶液中和，加酸时观察pH变化，合格后停止加酸，由于溶液温度在90-120℃，pH检测仪容易损坏。
本实施例适用于工业生产的pH值在线分析装置在尿素硝铵溶液(UAN)生产中pH值控制的应用过程：将UAN配制槽中UAN溶液通过进液口121加入到冷却器1，通过冷却水进口111和冷却水出口112向外壳体11中通入冷却水降温，UAN溶液进入缓冲罐2，打开流量调节阀4，控制流量在2m3/h以内，UAN溶液返回至UAN配制槽，换热后UAN溶液由100℃温度下降至52℃，加酸中和观察pH变化，当pH在6.6时停止加酸，UAN产品溶液温度最后降至40℃，中和合格，产品外送罐区。
实施例4
与实施例3的区别在于：冷却器1直径为0.8m，高度1.5m；盘管的直径为15mm；缓冲罐2直径为100mm，高度为0.5m；溶液出口管线7的直径为25mm。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种适用于工业生产的pH值在线分析装置，其特征在于：包括冷却器(1)、缓冲罐(2)及pH在线分析仪(3)，所述冷却器(1)包括外壳体(11)和换热盘管装置(12)，所述外壳体(11)的侧壁下部设有冷却水进口(111)，所述外壳体(11)的顶部设有冷却水出口(112)，冷却水在所述外壳体(11)内流动，所述换热盘管装置(12)设置在外壳体(11)内，所述换热盘管装置(12)包括设置在所述外壳体(11)的顶部的进液口(121)和设置在所述外壳体(11)的侧壁下部的出液口(122)，所述进液口(121)和出液口(122)之间设有盘管；所述缓冲罐(2)的侧壁下部设有缓冲罐进口(21)，所述缓冲罐进口(21)与出液口(122)之间相联通，所述缓冲罐(2)的侧壁设有温度表(23)，所述缓冲罐(2)的顶部还设有缓冲罐出口(22)，所述缓冲罐出口(22)与依次串联有流速调节阀(4)和流量计(5)的溶液出口管线(7)相连，所述缓冲罐(2)的顶部安装有pH在线分析仪(3)，所述pH在线分析仪(3)包括玻璃探头(31)，所述玻璃探头(31)完全浸入溶液内部。
2.根据权利要求1所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其特征在于：所述pH在线分析仪(3)通过螺纹连接在所述缓冲罐(2)的顶部。
3.根据权利要求2所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其特征在于：所述缓冲罐进口(21)与出液口(122)之间通过法兰(6)连接。
4.根据权利要求3所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其特征在于：所述冷却器(1)的底部和所述缓冲罐(2)的底部分别设置有排污口一(113)和排污口二(24)。
5.根据权利要求4所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其特征在于：所述冷却器(1)的直径为0.5-0.8m，高度为1.0-1.5m。
6.根据权利要求5所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其特征在于：所述盘管的直径在15-25mm之间。
7.根据权利要求6所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其特征在于：所述溶液出口管线(7)的直径在15-25mm之间。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置，其特征在于：所述缓冲罐(2)直径为100-200mm。
9.权利要求1-8任意一项所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置在镁尾水中和排放中pH值控制的应用。
10.权利要求1-8任意一项所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置在尿素硝铵溶液生产中pH值控制的应用。
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