CN117161019A - 一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置及方法，清洗装置包括清洗液储存装置、除盐水储存装置、清洗液供给装置、测量池、废液排出装置、废液收集装置；所述测量池设有待测液入口、清洗液入口以及废液出口，所述待测液入口用于进样；所述清洗液储存装置及除盐水储存装置均与清洗液供给装置入口相连；所述清洗液供给装置出口与测量池清洗液入口相连；所述废液出口与废液排出装置入口相连，所述废液排出装置出口与废液收集装置入口相连。本发明利用特制清洗液对容量法测定氯离子过程中生成的沉积物进行清洗，保证氯离子在在线监测装置不被污染，确保测定结果的准确性。

Description

一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置及方法

技术领域

本发明涉及分析化学的容量滴定领域，更具体地说，涉及一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置及方法。

背景技术

循环冷却水是工业用水中的用水大项，在石油化工、电力、钢铁、冶金等行业，循环冷却水的用量占企业总用水量的50～90％。冷却水在循环运行过程中，由于蒸发、风吹、排污、渗漏四种水量的损失，需要补充新鲜水。循环冷却水的浓缩倍数是指该循环冷却水的含盐量与其补充水的含盐量之比，系统浓缩倍数的大小反应水资源利用率，浓缩倍数过小，补水量及排污量偏大，浓缩倍数过大，则循环水腐蚀、结垢趋势增强，缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂耗量增大，而且不利于系统的安全稳定运行。

由于原水中有不同的含盐量，因此需要结合当地的水质资源、水处理药剂处理效果以及运行管理情况等控制浓缩倍率，将循环冷却水中的含盐量、悬浮物、有机物等控制在合理范围内。浓缩倍数的计算通常选用的物质包括Cl^-、 以及K⁺等，主要原因在于这些离子相对较为稳定，其浓度不会因为结垢等原因而发生变化。其中，Cl^-浓度的检测最为简便快捷，现场一般通过人工滴定的方法，在中性或弱碱性环境下，以铬酸钾为指示剂，利用硝酸银滴定氯化物，测定频率通常每周2～3次，有较大的延迟性和滞后性。Cl^-的在线监测通常采用离子选择性电极法，虽然比较简单，但干扰因素较多，水样中常见的阴离子如F^-等都会对其测定产生一定影响，而且离子选择性电极具有一定寿命，使用一段时问后，电极会老化，导致测定结果不准确。容量分析具有测定结果准确、受到的干扰因素较少的特点，但若以K₂CrO₄为指示剂，利用容量分析法以AgNO₃标准溶液对Cl^-含量进行在线监测，反应原理如下：

Ag⁺+Cl^-→AgCl↓(白色沉淀)

指示剂K₂CrO₄与AgNO₃的反应如下：

由于Ag₂CrO₄沉淀的溶解度大于AgCl，因此Ag⁺先与Cl^-反应生成白色沉淀，再与反应生成Ag₂CrO₄砖红色沉淀，以此作为滴定的终点。但由于滴定过程中生成的白色AgCl沉淀很容易附着在测量池壁上，很容易造成测定设备污染，进而导致测定结果不准确。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置及方法，本发明的装置利用特制清洗液对容量法测定氯离子过程中生成的沉积物进行清洗，保证氯离子在在线监测装置不被污染，确保测定结果的准确性。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

本发明第一个目的是提供一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，包括清洗液储存装置、除盐水储存装置、清洗液供给装置、测量池、废液排出装置、废液收集装置；

所述测量池设有待测液入口、清洗液入口以及废液出口，所述待测液入口用于进样；

所述清洗液储存装置及除盐水储存装置均与清洗液供给装置入口相连；

所述清洗液供给装置出口与测量池清洗液入口相连；所述废液出口与废液排出装置入口相连，所述废液排出装置出口与废液收集装置入口相连。

作为本发明进一步改进，所述清洗液储存装置及除盐水储存装置分别通过电控阀与清洗液供给装置入口相连；

所述清洗液供给装置出口通过逆止阀与测量池清洗液入口相连。

作为本发明进一步改进，所述清洗液供给装置为清洗液供给泵，所述清洗液储存装置及除盐水储存装置均连接至清洗液供给泵。

作为本发明进一步改进，所述废液排出装置包括废液排出阀和废液排出泵，测量池的废液出口依次通过废液排出阀、废液排出泵连接至废液收集装置。

作为本发明进一步改进，所述待测液入口上设置有待测液进料逆止阀和待测液进料阀。

作为本发明进一步改进，所述清洗液供给装置为进料泵，所述清洗液储存装置及除盐水储存装置分别连接一个进料泵，两个进料泵出口混合后与测量池清洗液入口相连。

作为本发明进一步改进，所述测量池内部设有搅拌装置。

作为本发明进一步改进，所述搅拌装置采用磁力搅拌。

作为本发明进一步改进，所述测量池底部采用椭球形结构，废液出口设置在椭球形底部。

本发明第二目的是提供一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置的清洗方法，包括：

在完成一次在线Cl^-测定后，关闭待测液入口，打开清洗液供给装置，将清洗液输送进入测量池，之后清洗液供给装置，搅拌后打开废液排出装置，将测量池中的废液排至废液收集装置；

打开清洗液储存装置、除盐水储存装置，将除盐水输送进入测量池，之后关闭清洗液供给装置，搅拌后，打开废液排出装置将测量池中的废液排至废液收集装置；

重复若干次，完成对测量池的彻底清洗；

其中，清洗液中Na₂S₂O₃的浓度为0.5～12％、NH₃浓度为0.1～2％。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过设置清洗液储存装置、除盐水储存装置，利用清洗液供给装置将反应液送至测量池，反应后通过废液排出装置排入废液收集装置，利用银离子有空轨道能接受电子，容易形成配位键进而生成络合物的特点，以Na₂S₂O₃溶液与氨水按照一定比例混合配制的清洗液对容量法在线测定氯离子过程中产生的AgCl沉积物进行清洗，保证了容量法在线测定Cl^-结果的准确性，避免了离子选择性电极法受到干扰因素较多且电极寿命有限的缺点。

附图说明

图1为本发明实施例1的装置示意图；

图2为本发明实施例2的装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更容易被清楚地理解，下面结合附图对本发明的各个实施方式进行阐述，并对本发明作进一步地详细说明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明第一个目的提供一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，具体包括清洗液储存装置、除盐水储存装置、清洗液供给装置、测量池、废液排出装置、废液收集装置；

所述测量池设有待测液入口、清洗液入口以及废液出口，所述待测液入口用于进样；

所述清洗液储存装置及除盐水储存装置均与清洗液供给装置入口相连；

所述清洗液供给装置出口与测量池清洗液入口相连；所述废液出口与废液排出装置入口相连，所述废液排出装置出口与废液收集装置入口相连。

本发明涉及分析化学的容量滴定领域，更具体地说，涉及一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置。本发明利用银离子有空轨道能接受电子，容易形成配位键进而生成络合物的特点，以Na₂S₂O₃溶液与氨水按照一定比例混合配制的清洗液对容量法在线测定氯离子过程中产生的AgCl沉积物进行清洗，保证了容量法在线测定Cl-结果的准确性，避免了离子选择性电极法受到干扰因素较多且电极寿命有限的缺点。

更具体的，清洗装置还需要配套的管道、电控阀、逆止阀等。

所述清洗液储存装置及除盐水储存装置分别通过电控阀与清洗液供给装置入口相连；

所述清洗液供给装置出口通过逆止阀与测量池清洗液入口相连；

所述测量池设有待测液入口、清洗液入口以及废液出口，所述待测液入口用于进样，所述废液出口与废液排出装置入口相连；

所述废液排出装置出口与废液收集装置入口相连。

优选地，所述测量池内部设有搅拌装置，可采用磁力搅拌或旋桨搅拌；

优选地，所述测量池底部采用椭球形无死角设计，废液出口设置在椭球形底部，以确保每次测定及清洗产生的废液能够完全排出；

本发明还提供一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置的清洗方法，包括：

在完成一次在线Cl-测定后，关闭待测液入口，打开清洗液供给装置，将清洗液输送进入测量池，之后清洗液供给装置，搅拌后打开废液排出装置，将测量池中的废液排至废液收集装置；

打开清洗液储存装置、除盐水储存装置，将除盐水输送进入测量池，之后关闭清洗液供给装置，搅拌后，打开废液排出装置将测量池中的废液排至废液收集装置；

重复若干次，完成对测量池的彻底清洗；

其中，清洗液中Na₂S₂O₃的浓度为0.5～12％、NH₃浓度为0.1～2％。

优选地，所述清洗液储存装置储存的清洗液主要成分为一定浓度的Na₂S₂O₃及氨水，本发明利用银离子有空轨道能接受电子，容易形成配位键进而生成络合物的特点对AgCl沉淀进行清洗。具体反应原理如下：

AgCl与氨溶液反应如下：

AgCl+2NH₄OH→[Ag(NH₃)₂]⁺+Cl^-+2H₂O

AgCl与Na₂S₂O₃溶液反应如下的反应如下：

AgCl+3Na₂S₂O₃→[Ag(S₂O₃)₃]^5-+Cl^-+6Na⁺

Ag⁺与NH₃和均能形成配位键并生成络合物，因此氨水与Na₂S₂O₃溶液均能清除容量法测定氯离子过程中生成的AgCl沉积物。但申请人在研究中发现，由于NH₃分子很容易从氨水中逸出，长时间利用高浓度的氨水对AgCl沉积物进行清洗，逸出的NH₃分子会对用于测定的光路系统造成影响，导致测定结果不准确，而单一的Na₂S₂O₃溶液对AgCl沉积物的清除效果难以满足在线清洗的需求。针对这一技术难点，本发明将Na₂S₂O₃溶液与氨水按照一定比例进行混合配制成为清洗液，控制其中Na₂S₂O₃的浓度为0.5～12％、NH₃浓度为0.1～2％，实现清洗液对AgCl沉积物清除效果最大化的同时，避免NH₃分子从清洗液中逸出对用于测定的光路系统造成影响。

以下结合具体实施例和附图对本发明的方案作进一步说明。

实施例一

本发明的第一实施方式涉及一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置。其装置示意图如附图1所示，本实施例的主体包括清洗液储存箱1001、清洗液进料阀1002、除盐水储存箱1003、除盐水进料阀1004、清洗液供给泵1101、清洗进料逆止阀1102、内部设有搅拌装置1202的测量池1201、待测液进料阀1203、待测液进料逆止阀1204、废液排出阀1301、废液排出泵1302、废液收集箱1401，各部分连接方式如下：

所述清洗液储存箱1001出口连接至清洗液进料阀1002入口，所述除盐水储存箱1003连接至除盐水进料阀1004入口，所述清洗液进料阀1002出口与除盐水进料阀1004出口通过T型三通与清洗液供给泵1101入口相连，所述清洗液供给泵1101出口连接至清洗液进料阀1102入口，所述清洗液进料阀1102出口连接至测量池1201清洗液入口，所述待测液进料阀1203出口连接至待测液进料逆止阀1204入口，所述待测液进料逆止阀1204出口连接至测量池1201顶部待测液进料口，所述测量池1201底部设有废液排出口，与所述废液排出阀1301入口相连，所述废液排出阀1301出口连接至废液排出泵1302入口，所述废液排出泵1302出口连接至所述废液收集箱1401入口。

本实施例中所述清洗液进料阀1002、除盐水进料阀1004、待测液进料阀1203以及废液排出阀1301均采用电控阀；所述清洗液供给泵1101及废液排出泵1302均采用耐腐蚀磁力泵；所述测量池1201内部的搅拌装置1202采用磁力搅拌的形式；所述清洗液中Na₂S₂O₃的浓度为1％、NH₃浓度为0.2％。

利用本实施例所述装置清除容量法在线测定氯离子过程中生成的沉积物的操作流程如下：

1)清洗液清除沉积物步骤：在完成一次在线Cl^-测定后，关闭待测液进料阀1203，打开清洗液进料阀1002及清洗液供给泵1101，将20mL清洗液输送进入测量池1201，之后关闭清洗液进料阀1002及清洗液供给泵1101，打开磁力搅拌装置1202，搅拌持续1min，打开废液排出阀1301、废液排出泵1302，将测量池中的废液排至废液收集装置1401，之后关闭废液排出阀1301与废液排出泵1302；

2)除盐水冲洗步骤：打开除盐水进料阀1004及清洗液供给泵1101，将20mL除盐水输送进入测量池1201，之后关闭除盐水进料阀1004及清洗液供给泵1101，打开磁力搅拌装置1202，搅拌持续1min，打开废液排出阀1301、废液排出泵1302，将测量池中的废液排至废液收集装置1401，之后关闭废液排出阀1301与废液排出泵1302；

3)重复上述步骤2)两次，完成对测量池1201的彻底清洗。

本实施例以Na₂S₂O₃溶液与氨水按照一定比例混合配制的清洗液对容量法在线测定氯离子过程中产生的AgCl沉积物进行清洗，保证了容量法在线测定Cl^-结果的准确性，避免了离子选择性电极法受到干扰因素较多且电极寿命有限的缺点。

实施例二

本发明的第二实施方式涉及一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置。本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中所用的清洗液中Na₂S₂O₃和NH₃的浓度更高，清洗过程中与除盐水按照一定配比进行稀释后再输送进入测量池对定氯离子过程中生成的AgCl沉积物进行清洗，与实施例一相比减少了工作人员配制清洗液的周期。

本实施例的主体包括清洗液储存箱2001、清洗液进料阀2002、清洗液进料泵2003、除盐水储存箱2004、除盐水进料阀2005、除盐水进料泵2006、清洗进料逆止阀2101、内部设有搅拌装置2202的测量池2201、待测液进料阀2203、待测液进料逆止阀2204、废液排出阀2301、废液排出泵2302、废液收集箱2401，各部分连接方式如下：

所述清洗液储存箱2001出口连接至清洗液进料阀2002入口，所述清洗液进料阀2002出口连接至清洗液进料泵2003入口，所述除盐水储存箱2004连接至除盐水进料阀2005入口，所述除盐水进料阀2005出口连接至除盐水进料泵2006入口，所述清洗液进料泵2003出口与除盐水进料泵2006出口通过T型三通与清洗进料逆止阀2101入口相连，所述清洗进料逆止阀2101出口连接至测量池2201清洗液入口，所述待测液进料阀2203出口连接至待测液进料逆止阀2204入口，所述待测液进料逆止阀2204出口连接至测量池2201顶部待测液进料口，所述测量池2201底部设有废液排出口，与所述废液排出阀2301入口相连，所述废液排出阀2301出口连接至废液排出泵2302入口，所述废液排出泵2302出口连接至所述废液收集箱2401入口。

本实施例中所述清洗液进料阀2002、除盐水进料阀2005、待测液进料阀2203以及废液排出阀2301均采用电控阀；所述清洗液进料泵2003及述除盐水进料泵2006采用耐腐蚀计量泵，所述废液排出泵2302采用耐腐蚀磁力泵；所述测量池2201内部的搅拌装置1202采用旋桨搅拌的形式；所述清洗液中Na₂S₂O₃的浓度为10％、NH₃浓度为2％。

利用本实施例所述装置清除容量法在线测定氯离子过程中生成的沉积物的操作流程如下：

1)清洗液清除沉积物步骤：在完成一次在线Cl^-测定后，关闭待测液进料阀2203，打开清洗液进料阀2002、清洗液进料泵2003、除盐水进料阀2005及除盐水进料泵2006，将清洗液及除盐水按照1:10的体积比输送进入测量池2201，进入总体积为20mL，之后关闭清洗液进料阀2002、清洗液进料泵2003、除盐水进料阀2005及除盐水进料泵2006，打开旋桨搅拌装置2202，搅拌持续1min，打开废液排出阀2301、废液排出泵2302，将测量池中的废液排至废液收集装置2401，之后关闭废液排出阀2301与废液排出泵2302；

2)除盐水冲洗步骤：打开除盐水进料阀2005及除盐水进料泵2006，将20mL除盐水输送进入测量池2201，之后关闭除盐水进料阀2005及除盐水进料泵2006，打开磁力搅拌装置2202，搅拌持续1min，打开废液排出阀2301、废液排出泵2302，将测量池中的废液排至废液收集装置2401，之后关闭废液排出阀2301与废液排出泵2302；

3)重复上述步骤2)两次，完成对测量池2201的彻底清洗。

本实施例以Na₂S₂O₃溶液与氨水按照一定比例混合配制的清洗液对容量法在线测定氯离子过程中产生的AgCl沉积物进行清洗，保证了容量法在线测定Cl^-结果的准确性，避免了离子选择性电极法受到干扰因素较多且电极寿命有限的缺点，同时相比实施例一本实施例中所用的清洗液中Na₂S₂O₃和NH₃的浓度更高，减少了工作人员配制清洗液的周期。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，包括清洗液储存装置、除盐水储存装置、清洗液供给装置、测量池、废液排出装置、废液收集装置；

所述测量池设有待测液入口、清洗液入口以及废液出口，所述待测液入口用于进样；

所述清洗液储存装置及除盐水储存装置均与清洗液供给装置入口相连；

所述清洗液供给装置出口与测量池清洗液入口相连；所述废液出口与废液排出装置入口相连，所述废液排出装置出口与废液收集装置入口相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，所述清洗液储存装置及除盐水储存装置分别通过电控阀与清洗液供给装置入口相连；

所述清洗液供给装置出口通过逆止阀与测量池清洗液入口相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，所述清洗液供给装置为清洗液供给泵，所述清洗液储存装置及除盐水储存装置均连接至清洗液供给泵。

4.根据权利要求1所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，所述废液排出装置包括废液排出阀和废液排出泵，测量池的废液出口依次通过废液排出阀、废液排出泵连接至废液收集装置。

5.根据权利要求1所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，所述待测液入口上设置有待测液进料逆止阀和待测液进料阀。

6.根据权利要求1所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，所述清洗液供给装置为进料泵，所述清洗液储存装置及除盐水储存装置分别连接一个进料泵，两个进料泵出口混合后与测量池清洗液入口相连。

7.根据权利要求1所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，所述测量池内部设有搅拌装置。

8.根据权利要求7所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，所述搅拌装置采用磁力搅拌。

9.根据权利要求1所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置，其特征在于，所述测量池底部采用椭球形结构，废液出口设置在椭球形底部。

10.权利要求1所述的一种用于清除氯离子测定沉积物的在线清洗装置的清洗方法，其特征在于，包括：

在完成一次在线Cl-测定后，关闭待测液入口，打开清洗液供给装置，将清洗液输送进入测量池，之后清洗液供给装置，搅拌后打开废液排出装置，将测量池中的废液排至废液收集装置；

打开清洗液储存装置、除盐水储存装置，将除盐水输送进入测量池，之后关闭清洗液供给装置，搅拌后，打开废液排出装置将测量池中的废液排至废液收集装置；

重复若干次，完成对测量池的彻底清洗；

其中，清洗液中Na₂S₂O₃的浓度为0.5～12％、NH₃浓度为0.1～2％。