CN109871046A - 外循环自动测控pH的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于ACR种子聚合生产领域，具体涉及物料pH的自动测控，其提供一种外循环自动测控pH的装置，包括反应釜本体，所述反应釜本体上分别设置有取样口和回样口，还设置有pH调节剂加入口，反应釜本体外设置有如下装置，其包括依次连接在取样口和回样口之间以伴热管串联的取样泵、pH检测单元；还包括根据pH检测单元的pH值信号控制向pH调节剂加入口滴加pH调节剂的调节单元；以及根据反应釜本体内介质温度控制伴热管内介质温度与其保持一致的温控单元。本发明通过自动控制各反应阶段的pH值，可实现pH值的自动检测与控制，在外部进行循环检测的同时解决了测量介质因管路散热温度变化对产品质量产生影响的问题。
Description
技术领域
本发明属于ACR种子聚合生产领域，具体涉及物料pH自动检测与控制。
背景技术
ACR(高抗冲特种树脂)生产采用乳液聚合法，进行间歇式聚合反应，ACR种子反应釜加入物料后，ACR种子反应釜要经历三个阶段的反应，每个阶段都需要测量ACR种子反应釜内物料的pH值。现有技术是在每个阶段反应结束后根据人工测量的pH值与各阶段pH设定值进行对比，以往pH测量都在容器内部进行测量，人工控制滴加的pH调节剂量，直到人工分析pH值达到pH设定值的控制范围。每个阶段对pH值需要进行多次分析，人工判断pH值与设定值。由于pH滴加量差异性会对ACR种子聚合反应的种子质量有影响，同时人工分析和人工控制滴加量也会增加ACR种子聚合反应的周期，降低ACR产量。外循环测量方法测量介质因管路散热造成温度变化，温度变化会影响ACR种子反应，从而对产品质量产生影响。
发明内容
本发明公开了一种外循环自动测控pH的装置，可实现pH值的自动检测与控制调节釜内溶液酸碱度，在外部进行循环检测的同时解决了测量介质因管路散热造成温度变化而对产品质量产生影响的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种外循环自动测控pH的装置，包括反应釜本体，所述反应釜本体上分别设置有取样口和回样口，还设置有pH调节剂加入口，反应釜本体外设置有如下装置，其包括依次连接在取样口和回样口之间以伴热管串联的取样泵、pH检测单元；还包括根据pH检测单元的pH值信号控制向pH调节剂加入口滴加pH调节剂的调节单元；以及根据反应釜本体内介质温度控制伴热管内介质温度与其保持一致的温控单元。
进一步地，所述温控单元包括温度传感器、伴热管温度控制器及加热元件；所述温度传感器、伴热管温度控制器及加热元件依次连接，所述温度传感器用于实时测量釜内介质温度并将测得温度值作为伴热管温度控制器的设定温度值。
进一步地，所述伴热管温度控制器根据设定温度值控制加热元件来调节伴热管内取样介质温度，使其保持与釜内介质温度一致。
进一步地，所述取样泵采用气动隔膜泵。
进一步地，所述取样泵与取样口之间设置有取样阀。
进一步地，还包括转换单元，所述转换单元采用变送器，用于将测得pH模拟值转换为pH数字值。
进一步地，所述调节单元包括pH调节剂开关阀控制器和pH调节剂开关阀，其中pH调节剂开关阀控制器控制所述pH调节剂开关阀导通或切断以调节反应釜内溶液pH。
进一步地，还包括检修阀，所述检修阀设置于pH检测单元与回样口之间的伴热管上。
因为本发明采用以上技术方案，所以具备以下有益效果：
本发明通过自动控制各反应阶段的pH值，降低了现场操作人员的安全风险，可实现pH值的自动检测与控制，在外部进行循环检测的同时解决了测量介质因管路散热温度变化对产品质量产生影响的问题。
附图说明
图1为本发明一种外循环自动测控pH的装置结构示意图。
附图标号1-反应釜本体，2-取样口，3-回样口，4-取样泵，5-电极，6-流通池，7-伴热管，8-检修阀，9-温度传感器，10-伴热管温度控制器，11-加热元件，12-变送器，13-pH调节剂开关阀控制器，14-pH调节剂开关阀，15-pH调节剂加入口，16-取样阀，55-温控单元，56-检测单元，57-调节单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种外循环自动测控pH的装置，包括反应釜本体1，所述反应釜本体1上分别设置有取样口2和回样口3，还设置有pH调节剂加入口15，反应釜本体1外设置有如下装置，其包括依次连接在取样口2和回样口3之间以伴热管7串联的取样泵4、pH检测单元56；还包括根据pH检测单元56的pH值信号控制向pH调节剂加入口15滴加pH调节剂的调节单元57；以及根据反应釜本体1内介质温度控制伴热管7内介质温度与其保持一致的温控单元55。
其中温控单元55包括温度传感器9、伴热管温度控制器10及加热元件11；所述温度传感器9、伴热管温度控制器10及加热元件11依次连接。所述温度传感器9用于实时测量釜内介质温度并将测得温度值作为伴热管温度控制器10的设定温度值。所述伴热管温度控制器10根据设定温度值控制加热元件11来调节伴热管7内取样介质温度，该温控单元55的一端与反应釜本体1连接，进行温度采集与控制，使其保持与釜内介质温度一致。
该外循环测控装置通过气动隔膜泵将取样介质经取样口2通过伴热管7输送至pH检测单元56，检测pH值后经回样口3流回反应釜本体1内。另外可以是取样介质经回样口3自动经伴热管7流动至pH检测单元，经检测pH值后通过取样口2流回反应釜本体1内；气动隔膜泵与取样口2之间设置有取样控制阀16。
其中包括转换单元，该转换单元采用变送器12，用于将测得pH模拟值转换为pH数字值；其中检修阀8设置于pH检测单元56与回样口3之间的伴热管7上，用于该装置出现问题时进行人工检修。
其中调节单元57包括pH调节剂开关阀控制器13和pH调节剂开关阀14，其中pH调节剂开关阀14上方设置有pH调节剂滴加装置，其中pH调节剂开关阀控制器13控制所述pH调节剂开关阀14导通或切断以控制pH调节剂滴加装置调节反应釜内溶液pH。
外循环自动检测的具体流程为：ACR(高抗冲特种树脂)采用乳液聚合法，进行间歇式聚合反应。ACR种子种子反应釜加入物料后，要进行三个阶段的反应，每个阶段需要测量ACR种子种子反应釜内物料的pH值。首先ACR种子釜通过气动隔膜泵从种子反应釜下部取样口2经伴热管7引出pH待检介质，取样量的标准主要是因循环设置的伴热管7长度所确定，流速过低会对测量带来滞后影响，流速过高对泵的标准和电极的抗冲击有较高的要求，所以要综合考虑及多次尝试后选择一个适合的流量。因为取样点为低位，回样点为高位，如果采用液相高位取样，低位返回，液位高差小压差较小，流速会较低，对测量的流量要求有一定的影响，即采用气动隔膜泵来实现外循环检测后流回回样口3。同样另一种方案是回样口3引出待检介质，但需要在回样口3位置低于溶液时会自动经伴热管7流动至pH检测单元56，经检测pH值后通过取样口2流回反应釜本体1内。其中取样口2位于反应釜中下部，回样口3位于反应釜上部。为了防止测量管路温度降低对产品质量影响，需保证取样介质温度与釜内保持一致，防止取样介质温度受环境温度的影响，外循环回路采取了带温度控制器的伴热管道，温度传感器9用于实时测量釜内介质温度并将测得温度值作为伴热管温度控制器10的设定温度值，伴热管温度控制器10根据反应釜温的变化自动调整伴热管7的温度，实现了外循环管道温度与种子反应釜温度保持一致的效果。然后使待检介质进入pH检测单元56，其包括pH计流通池6和pH电极5，该电极5安装在流通池6内，用来检测待检介质的pH值。流通池6内的检测介质经测得pH后通过伴热管7经回样口流回反应釜本体1内。取样口2与容器联接采用法兰接口，法兰接口后会设一个取样阀16，在需要进行取样时打开该取样阀16，反之不打开取样阀16。pH电极5测出pH模拟值经变送器12转换为数字pH值，使用变送器12把pH值转换为标准测量信号4－20mA直流数字信号后将数字pH值上传至pH调节剂开关阀控制器13。将该测得数字pH值与设定pH值对比，如果测得pH值与设定pH值相同，将不打开pH调节剂开关阀14；反之测得数字pH值与设定pH值不同，pH调节剂开关阀控制器13会控制pH调节剂开关阀打开，进行pH调节剂的滴加，根据测量的pH值与每个阶段pH设定值进行对比，控制pH调节剂的滴加量，直到ACR种子种子反应釜内的物料的pH值达到设定pH值，实现对ACR种子种子反应釜的pH值自动调节。
采取以上措施后，实现了ACR种子反应釜的pH值自动检测与控制，又解决了测量管路温度变化对产品质量影响的问题。聚合反应过程中通过程序自动控制各生产阶段的pH值，降低了现场操作人员的安全风险，提高了ACR种子釜聚合生产的安全性和生产装置的自动化水平，对降低生产作业人工成本和提高装置生产效益具有重要的作用。
Claims (8)
1.一种外循环自动测控pH的装置，包括反应釜本体(1)，所述反应釜本体(1)上分别设置有取样口(2)和回样口(3)，还设置有pH调节剂加入口(15)，其特征在于，反应釜本体(1)外设置有如下装置，其包括依次连接在取样口(2)和回样口(3)之间以伴热管(7)串联的取样泵(4)、pH检测单元(56)；还包括根据pH检测单元(56)的pH值信号控制向pH调节剂加入口(15)滴加pH调节剂的调节单元(57)；以及根据反应釜本体(1)内介质温度控制伴热管(7)内介质温度与其保持一致的温控单元(55)。
2.如权利要求1所述的外循环自动测控pH的装置，其特征在于，所述温控单元(55)包括温度传感器(9)、伴热管温度控制器(10)及加热元件(11)；所述温度传感器(9)、伴热管温度控制器(10)及加热元件(11)依次连接，所述温度传感器(9)用于实时测量釜内介质温度并将测得温度值作为伴热管温度控制器(10)的设定温度值。
3.如权利要求2所述的外循环自动测控pH的装置，其特征在于，所述伴热管温度控制器(10)根据设定温度值控制加热元件(11)来调节伴热管(7)内取样介质温度，使其保持与釜内介质温度一致。
4.如权利要求1所述的外循环自动测控pH的装置，其特征在于，所述取样泵(4)采用气动隔膜泵。
5.如权利要求1所述的外循环自动测控pH的装置，其特征在于，所述取样泵(4)与取样口(2)之间设置有取样阀(16)。
6.如权利要求1所述的外循环自动测控pH的装置，其特征在于，还包括转换单元，所述转换单元采用变送器(12)，用于将测得pH模拟值转换为pH数字值。
7.如权利要求1所述的外循环自动测控pH的装置，其特征在于，所述调节单元(57)包括pH调节剂开关阀控制器(13)和pH调节剂开关阀(14)，其中pH调节剂开关阀控制器(13)控制所述pH调节剂开关阀(14)导通或切断以调节反应釜内溶液pH。
8.如权利要求1所述的外循环自动测控pH的装置，其特征在于，还包括检修阀(8)，所述检修阀(8)设置于pH检测单元(56)与回样口(3)之间的伴热管(7)上。
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