CN114910531A - 基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统以及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水样检测技术领域，涉及一种基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统以及检测方法，装置包括稳定剂储槽、补充水氯离子测量单元、循环冷却水氯离子测量单元以及数据处理单元；所述稳定剂储槽分别与补充水氯离子测量单元和循环冷却水氯离子测量单元连通；所述数据处理单元分别与补充水氯离子测量单元和循环冷却水氯离子测量单元电连接。本发明通过氯离子传感器测定浓缩倍率，实现浓缩倍率的在线监测，测量结果准确度高、操作方便，涉及的氯离子测量稳定剂可大幅提高测量准确度及测量稳定性；此外，检测装置结构简单，测量方便快捷，实现了浓缩倍率的在线检测。
Description
技术领域
本发明属于水样检测技术领域，涉及一种基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统以及检测方法。
背景技术
浓缩倍率是工业用循环水的一个重要指标，是指在循环冷却水中，由于蒸发而浓缩的物质含量与补充水中同一物质含量的比值，具体是指循环冷却水与补充水含盐量的比值；由于循环水在运行过程中水分不断蒸发，若溶液浓度超过同样条件下饱和溶解度时，会出现盐类的沉析，因此循环水的浓缩倍数有一定的限制值，实际中，浓缩倍率太小不利于节水降耗；而当浓缩倍率提高时，可降低补充水用量，节约水资源，降低排污水量，从而减少对环境的污染和废水的处理量；可以节约水处理剂的消耗量，从而降低冷却水处理的成本，但是浓缩倍率太大，会使冷却水中的硬度、碱度太高，水的结垢倾向增大，导致设备容易结垢；因此，为了保证冷却水的处理效果，必须控制好循环冷却水的浓缩倍率。
浓缩倍率的测定一般采用氯根、Ca2+、Na+、K+来完成。由于钾、钠离子在水中的溶解度相当大，在运行过程中不会析出，同时补充水的钾、钠离子也基本稳定，因此用钾、钠离子测定出来的浓缩倍数较准确，是指导浓缩倍率的有效方法，但是钾、钠离子测定具有分析过程繁琐、要求高、费用高的缺陷；钙离子测量有干扰，测定一般用滴定法，但是钙离子属于结垢因素，循环水在运行过程中或多或少会出现结垢现象，此时钙离子测定出来的浓缩倍数会偏低，且在高浓缩倍数的情况下，且钙离子不易实现在线监测；因此用氯离子测定时，由于氯离子性质稳定，不产生沉淀，测定简单快捷，一般用硝酸银滴定法(摩尔法)，但是存在测量准确度差、指示剂毒性大、无法在线测量的问题。
发明内容
针对背景技术中存在的技术问题，本发明公开一种基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统以及检测方法，能极大的消除人为误差，减小偏差，保证测量结果准确度高；此外，检测装置结构简单，测量方便快捷，实现在线检测。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于氯离子传感器的浓缩倍率检测装置，包括稳定剂储槽、补充水氯离子测量单元、冷却水氯离子测量单元以及数据处理单元；所述稳定剂储槽分别与补充水氯离子测量单元和冷却水氯离子测量单元连通；所述数据处理单元分别与补充水氯离子测量单元和冷却水氯离子测量单元电连接。
进一步的，所述补充水氯离子测量单元包括补充水测量装置以及置于补充水测量装置内的补充水氯离子电极；所述补充水测量装置上分别设置补充水进口以及补充水出口；所述补充水进口经补充水氯离子电极与补充水出口相连通；所述稳定剂储槽与补充水测量装置内部相连通；所述补充水氯离子电极与数据处理单元相连接。
进一步的，所述补充水氯离子电极的测量范围为0～200mg/L。
进一步的，所述补充水氯离子测量单元还包括置于补充水进口上的补充水泵。
进一步的，所述循环冷却水氯离子测量单元包括循环冷却水测量装置以及置于循环冷却水测量装置内的循环冷却水氯离子电极；所述循环冷却水测量装置上分别设置循环冷却水进口以及循环冷却水出口；所述循环冷却水进口经循环冷却水氯离子电极与循环冷却水出口相连通；稳定剂储槽分别与补充水测量装置和循环冷却水测量装置相连通；所述循环冷却水氯离子电极与数据处理单元电连接。
进一步的，所述循环冷却水氯离子电极的测量范围为0～1000mg/L。
进一步的，所述循环冷却水氯离子测量单元还包括置于循环冷却水进口上的循环冷却水泵。
一种所述的基于氯离子传感器的浓缩倍率检测装置的检测方法，包括以下步骤：
1)循环冷却水进入冷却水氯离子测量单元中，同时通过稳定剂储槽向循环冷却水中加入氯离子稳定剂，循环冷却水氯离子测量单元测量出循环冷却水中的氯离子浓度C1；
2)循环水补充水进入补充水氯离子测量单元中，同时通过稳定剂储槽向循环水补充水中加入氯离子稳定剂，补充水氯离子测量单元测量出循环水补充水中的氯离子浓度C2；
3)步骤1)测定的C1和步骤2)测定的C2均传送给数据处理单元；然后根据C1/C2的比值得到循环水的浓缩倍率。
进一步的，所述步骤1)的具体过程是，将循环冷却水泵入循环冷却水测量装置中，同时将稳定剂储槽中储存的氯离子稳定剂加入循环冷却水测量装置中，循环冷却水与氯离子稳定剂搅拌混合均匀后，冷却水氯离子电极测定循环冷却水中的氯离子浓度C1；
所述步骤2)的具体过程是，将循环补充水泵入补充水测量装置中，同时将稳定剂储槽中储存的氯离子稳定剂加入补充水测量装置中，循环补充水与氯离子稳定剂搅拌混合均匀后，补充水氯离子电极测定循环补充水中的氯离子浓度C2。
进一步的，所述步骤1)和步骤2)中，氯离子稳定剂包括以下质量百分比的化合物：2～5％溴化钠、1～5％醋酸钠、2～5％硝酸钾、5-10％酸和余量水。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过电极法测量氯离子来测定循环水的浓缩倍率，添加氯离子稳定剂，保证测量结果的准确性。
2、本发明提供直接通过氯离子传感器测定冷却水和补充水中的氯离子浓度，然后将所测定的结果传送至数据处理单元，直接得到浓缩倍率，操作简单快捷，能广泛用于工业用循环水的浓缩倍率测定。
3、本发明提供的检测装置包括储存罐、搅拌罐以及数据处理单元，结构简单，且成本低，能实现循环水浓缩倍率的在线检测，测定结果准确。
4、本发明提供的氯离子稳定剂的配方，可保证循环冷却水和补充水氯离子准确快速测量。
附图说明
图1为本发明提供的浓缩倍率检测系统示意图；
其中：
1—稳定剂储槽；2—补充水泵；3—补充水测量装置；4—补充水氯离子电极；5—循环冷却水泵；6—循环冷却水测量装置；7—循环冷却水氯离子电极；8—数据处理单元。
具体实施方式
现结合附图以及实施例对本发明做详细的说明。
实施例
参见图1，本实施例提供的基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统，包括稳定剂储槽1、补充水氯离子测量单元4、冷却水氯离子测量单元7以及数据处理单元8。稳定剂储槽1分别与补充水氯离子测量单元4和冷却水氯离子测量单元7连通；数据处理单元8分别与补充水氯离子测量单元4和冷却水氯离子测量单元7相连接。
本实施例中，补充水氯离子测量单元4包括补充水测量装置3以及置于补充水测量装置3内的补充水氯离子电极4；补充水测量装置3上分别设置补充水进口以及补充水出口；补充水进口经补充水氯离子电极4与补充水出口相连通；稳定剂储槽1与补充水测量装置3内部相连通；补充水氯离子电极4与数据处理单元8电连接。补充水进口上设置补充水泵2。
本实施例中，循环冷却水氯离子测量单元包括循环冷却水测量装置6以及置于循环冷却水测量装置6内的循环冷却水氯离子电极7；循环冷却水测量装置6上分别设置循环冷却水进口以及循环冷却水出口；循环冷却水进口经循环冷却水氯离子电极7与循环冷却水出口相连通；稳定剂储槽1分别与补充水氯离子测量单元3和循环冷却水氯离子测量单元6连通；循环冷却水氯离子电极7与数据处理单元8电连接。包括置于循环冷却水进口上的循环冷却水泵5。
本实施例中，稳定剂储槽1、补充水测量装置3、循环冷却水测量装置6均设置恒温装置，内部盛放待测水溶液。补充测量单元3和循环冷却水测量装置6底部设置搅拌部件，实现搅拌混合功能。
本实施例中，数据处理单元8为现有的装置，为可编程或是集成的数据处理装置，实现数据的接受、传递以及计算；此外，数据处理单元还具有零水及标液自动校验功能，对整套装置进行校验归零，进一步消除测量的误差，使测量结果更加准确。
本实施例中，补充水氯离子电极4的测量范围为0～200mg/L。循环冷却水氯离子电极7的测量范围为0～1000mg/L，保证所测溶液的氯离子浓度的测量精度。
在《工业循环冷却水处理设计规范》中明确提出，敞开式系统循环冷却水的浓缩倍率不宜小于3.0；但《工业循环冷却水处理设计规范》中关于浓缩倍数的要求仅适用于常规净循环水系统，不能适用于浊循环水系统。对于一般含盐量的补充水，国内钢铁企业敞开式净循环冷却水的浓缩倍数一般控制在2～3之间，少数可达到4。
本实施例提供浓缩倍率检测方法，包括以下步骤：
1)循环冷却水进入冷却水氯离子测量单元中，同时通过稳定剂储槽向循环冷却水中加入氯离子稳定剂，循环冷却水氯离子测量单元测量出循环冷却水中的氯离子浓度C1；
具体过程是，将循环冷却水通过泵通入循环冷却水测量装置6中，具体的，通过循环冷却水泵5从循环冷却水进口进入循环冷却水测量装置6中；同时将稳定剂储槽1中储存的氯离子稳定剂加入循环冷却水测量装置6中，循环冷却水与氯离子稳定剂搅拌混合均匀后，循环冷却水氯离子电极7测定循环冷却水中的氯离子浓度C1；测定完成后，从循环冷却水出口排出循环冷却水测量装置6。
2)补充水进入补充水氯离子测量单元中，同时通过稳定剂储槽向循环水补充水中加入氯离子稳定剂，补充水氯离子测量单元测量出循环水补充水中的氯离子浓度C2；
具体过程是，将循环补充水泵入补充水测量装置3中，通过补充水泵2从补充水进口进入补充水测量装置3中；同时将稳定剂储槽1中储存的氯离子稳定剂加入补充水测量装置3中，补充水与氯离子稳定剂搅拌混合均匀后，补充水氯离子电极4测定循环补充水中的氯离子浓度C2；测定完成后，从补充水出口排出补充水测量装置3。
3)步骤1)测定的C1和步骤2)测定的C2均传送给数据处理单元8；然后根据C1/C2的比值得到循环水的浓缩倍率。
进一步的，步骤1)和步骤2)测量过程中添加的氯离子稳定剂，所起的作用主要是缓冲pH值及稳定待测水样离子强度。具体的，氯离子稳定剂的配方包括溴化钠、醋酸钠、硝酸钾、酸和水，上述溴化钠的质量百分比在2～5％内选择，醋酸钠的质量百分比在1～5％内选择，硝酸钾的质量百分比在2～5％内选择，酸的质量百分比在5～10％内选择，余量为水。
本发明提供的检测装置，设备结构简单，易搭建，投资小，成本低；且通过氯离子传感器分别测定补充水的氯离子浓度C2和冷却水的氯离子浓度C1，再通过数据处理单元C1/C2的比值计算出循环水的浓缩倍率，测定过程中加入氯离子稳定剂消除干扰并提高测量准确度，使测量结果准确，操作便捷直观，可广泛应用于工业循环冷却水浓缩倍率的在线检测。
Claims (10)
1.一种基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统，其特征在于，包括稳定剂储槽(1)、补充水氯离子测量单元、循环冷却水氯离子测量单元以及数据处理单元(8)；所述稳定剂储槽(1)分别与补充水氯离子测量单元和循环冷却水氯离子测量单元连通；所述数据处理单元(8)分别与补充水氯离子测量单元和循环冷却水氯离子测量单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统，其特征在于，所述补充水氯离子测量单元包括补充水测量装置(3)以及置于补充水测量装置(3)内的补充水氯离子电极(4)；所述补充水测量装置(3)上分别设置补充水进口以及补充水出口；所述补充水进口经补充水氯离子电极(4)与补充水出口相连通；所述稳定剂储槽(1)与补充水测量装置(3)内部相连通；所述补充水氯离子电极(4)与数据处理单元(8)电连接。
3.根据权利要求2所述的基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统，其特征在于，所述补充水氯离子电极(4)的测量范围为0～200mg/L。
4.根据权利要求3所述的基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统，其特征在于，所述补充水氯离子测量单元还包括置于补充水进口上的补充水泵(2)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统，其特征在于，所述循环冷却水氯离子测量单元包括循环冷却水测量装置(6)以及置于循环冷却水测量装置(6)内的循环冷却水氯离子电极(7)；所述循环冷却水测量装置(6)上分别设置循环冷却水进口以及循环冷却水出口；所述循环冷却水进口经循环冷却水氯离子电极(7)与循环冷却水出口相连通；所述稳定剂储槽(1)分别与补充水测量装置(3)和循环冷却水测量装置(6)相连通；所述循环冷却水氯离子电极(7)与数据处理单元(8)电连接。
6.根据权利要求5所述的基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统，其特征在于，所述循环冷却水氯离子电极(7)的测量范围为0～1000mg/L。
7.根据权利要求6所述的基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统，其特征在于，所述循环冷却水氯离子测量单元还包括置于循环冷却水进口上的循环冷却水泵(5)。
8.一种如权利要求7所述的基于氯离子传感器的浓缩倍率在线检测系统的检测方法，其特征在于，所述在线检测方法包括以下步骤：
1)循环冷却水进入冷却水氯离子测量单元中，同时通过稳定剂储槽(1)向循环冷却水中加入氯离子稳定剂，循环冷却水氯离子测量单元测量出循环冷却水中的氯离子浓度C1；
2)循环水补充水进入补充水氯离子测量单元中，同时通过稳定剂储槽(1)向循环水补充水中加入氯离子稳定剂，补充水氯离子测量单元测量出循环水补充水中的氯离子浓度C2；
3)步骤1)测定的C1和步骤2)测定的C2均传送给数据处理单元(8)；然后根据C1/C2的比值得到循环水的浓缩倍率。
9.根据权利要求8所述的在线检测方法，其特征在于，所述步骤1)的具体过程是，将循环冷却水泵入循环冷却水测量装置(6)中，同时将稳定剂储槽(1)中储存的氯离子稳定剂加入循环冷却水测量装置(6)中，循环冷却水与氯离子稳定剂搅拌混合均匀后，冷却水氯离子电极(7)测定循环冷却水中的氯离子浓度C1；
所述步骤2)的具体过程是，将循环补充水泵入补充水测量装置(3)中，同时将稳定剂储槽(1)中储存的氯离子稳定剂加入补充水测量装置(3)中，循环补充水与氯离子稳定剂搅拌混合均匀后，补充水氯离子电极(4)测定循环补充水中的氯离子浓度C2。
10.根据权利要求8所述的在线检测方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤2)中，氯离子稳定剂包括以下质量百分比的化合物：2～5％溴化钠、1～5％醋酸钠、2～5％硝酸钾、5-10％酸和余量水。
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- 2022-04-07 CN CN202210361400.XA patent/CN114910531A/zh active Pending
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