CN201304333Y - 一种自动控制沉淀反应的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动控制沉淀反应的系统，包括反应器；与所述反应器相连的加料系统，所述加料系统包括碱液箱、酸式盐液箱、与所述碱液箱相连的碱计量泵、与所述酸式盐液箱相连的盐计量泵；还包括控制所述加料系统的控制系统，所述控制系统包括与所述反应器相连的pH分析仪及与所述碱计量泵相连的比例积分微分(PID)控制器；该系统可以自动改善沉淀反应的环境，从而提高生产颗粒的产量、质量，且节省了人力。

Description

一种自动控制沉淀反应的系统

技术领域

本实用新型涉及一种化学反应系统，更具体地说，涉及一种自动控制沉淀反应的系统。

背景技术

在生产颗粒的制造行业里，尤其是涉及到两种药物的精密配比，在将其进行化学反应以制得沉淀颗粒的反应装置里，通常采用的加药方法是以调节转子流量计流量来控制加药流量。但是由于管道，工艺配置，计量泵精度，物料的含杂质量等因素会使滴加反应物的偏差随时间的积累而加大，所以混合后的反应物的pH值难以稳定，这样很不利于沉淀颗粒的生成，尤其是不符合医药用品对沉淀反应的颗粒的质量的要求。所以，其经常需要人为的调整以抑制偏差，如果调整不及时，pH值就会在相当大范围内波动，无法满足沉淀反应条件，严重影响了反应速度及产物的理化性能，浪费了大量药剂。

因此，需要采用一种新的控制方法来实现对两种进行化学反应的物料的配比控制以实现对化学反应的自动准确控制，进而得到高质量的沉淀颗粒。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述对沉淀反应控制不能自动化且控制不够准确的缺陷，提供一种可以自动地、准确地控制沉淀反应的系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种自动控制沉淀反应的系统，其包括反应器；与所述反应器相连的加料系统，所述加料系统包括碱液箱、酸式盐液箱、与所述碱液箱相连的碱计量泵、与所述酸式盐液箱相连的盐计量泵；其特征在于，还包括控制所述加料系统的控制系统，所述控制系统包括与所述反应器相连的PH分析仪及与所述碱计量泵相连的比例积分微分(PID)控制器。

在本实用新型所述的自动控制沉淀反应的系统中，所述pH分析仪包括采集反应器内酸碱度的传感器。

在本实用新型所述的自动控制沉淀反应的系统中，所述传感器设置在反应器内，所述PH分析仪通过所述传感器与反应器相连。

在本实用新型所述的自动控制沉淀反应的系统中，所述反应器为反应釜。

在本实用新型所述的自动控制沉淀反应的系统中，所述比例积分微分(PID)控制器为AL808工业过程控制器。

在本实用新型所述的自动控制沉淀反应的系统中，所述pH分析仪型号为G6610。

本实用新型提供的自动控制沉淀反应的系统通过PH分析仪采集反应器内酸碱度值并把酸碱度采样模拟量转换成电量传送给PID控制器，经PID控制器中的微处理分析后输出电流传送给碱计量泵以调节碱的流量，进而自动调节控制反应器内的反应环境以实现自动稳定反应器内的pH值，从而自动准确的控制反应器内的沉淀反应。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型自动控制沉淀反应的系统的控制原理方框图；

图2是本实用新型自动控制沉淀反应的系统一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型自动控制沉淀反应的系统一实施例的电气控制原理图；

图4是本实用新型一实施例中自动控制沉淀反应的系统控制后的反应器内PH值变化图；

图5是传统控制装置与采用本实用新型后生产的颗粒质量对比图。

具体实施方式

下面结合图1到图3来说明本系统的结构构成。

图1是本实用新型自动控制沉淀反应的系统的控制原理方框图；图2是一实施例的结构示意图；图3是一实施例的电气控制原理图。本实用新型包括反应器5，其用于反应物的混合及化学反应以生成沉淀颗粒。反应器5内的反应物来自与其相连的加料系统，加料系统包括碱液箱4、酸式盐液箱6、与碱液箱4相连的碱计量泵3、与所述酸式盐液箱6相连的盐计量泵7；通过调节碱计量泵3可以控制碱液箱4里的液体流入反应器5的流速，同理，通过调节盐计量泵7可以控制酸式盐液箱6里的液体流入反应器5的流速，从而控制两种反应物在反应器5里的混合情况。本发明提供的系统关键在于还包括控制加料系统的控制系统，控制系统包括与所述反应器5相连的PH分析仪1及与所述碱计量泵3相连的比例积分微分(PID)控制器。PH分析仪1附带有传感器8，其通过传感器8与反应器5相连，传感器8设置于反应器5内以采集反应器5内酸碱度。

优选地，所述反应器5为反应釜。反应釜多用于化工工业生产进行聚合反应的容器，可依据实际的生产能力选不同大小和型号；所述pH分析仪型号为G6610；所述比例积分微分(PID)控制器为AL808工业过程控制器。PID控制器2，即比例积分微分控制器，PID控制器2为比例调节、积分调节和微分调节三种控制作用的综合。

酸式盐液与碱液由各自的计量泵加入反应釜。反应母液由pH分析仪的传感器8采样显示酸碱度值，而且pH分析仪将采样的酸碱度模拟量转换成4-20mA电流模拟量，再将其传送给PID控制器2，PID控制器2再对其进行微处理分析，处理后输出4-20mA电流并传送给碱计量泵3以调节碱的流量。当设定好一定的pH值，PID控制器2就可以控制碱泵进而根据pH值来调节碱液的流量以达到自动追踪定量控制反应物的目的。这样可以稳定pH值，更利于得到高质量的沉淀颗粒。控制电气系统的电气控制原理图如图3所示。

由于生产沉淀颗粒大多数是利用碱与酸式盐反应制得的，在本实用新型中，通过盐计量泵7控制盐液流量固定，直接通过PID控制器2来控制碱计量泵3以控制碱液的流速。当反应器5内PH值相比反应环境所需要的PH值偏酸性时，可以增大碱液的流速，相反，就可以减小碱液的流速。

例如，采用有效体积为300L的反应釜；最大流量为6L/H的计量泵。配置1mol/L硫酸镍的酸式盐液，碱液为2mol/L的氢氧化钠溶液，设置初始加药流量均为3.6L/H，需要调节pH值为10.12。通过PID控制器2后，结合图4所示通过pH分析仪记录的pH曲线，其经过2-3个震荡周期后pH值偏差不超过±0.02。通过对反应产物氢氧化镍粉体的各指标检测，对比传统制备法得的相同的产物，指标均有不同程度的提高，主要表现在振实密度和粒度分布范围。粒度分布窄，表明颗粒均匀，参见图5，图5是传统控制装置与采用本实用新型后生产的颗粒质量对比图。

再例如，同上述反应装置，配置2mol/L硫酸锰的酸式盐液，碱液为4mol/L的氢氧化钠溶液，设置加药流量为3.2L/H。调节pH值为8.36，反应产物为氢氧化锰粉体，其所得沉淀颗粒的振实密度为1.93g/cm³，对比现有技术中调节转子流量计流量来控制的装置产出颗粒的振实密度为1.69g/cm³有很大提高，粒度分布窄，颗粒形貌有很大改善。

本实用新型沉淀反应系统也可以采用以下方案：采用碱式盐与酸混合生产沉淀颗粒，则固定碱式盐的流速，PID控制器2与酸计量泵相连以控制酸的流量。

本实用新型采用的PID控制器2能稳定、快速、准确的响应命令。增大比例系数P将加快系统的响应，比例作用能使偏差较快地得到校正；积分作用能最终消除稳态误差，采用微分进行控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标有显著效果，它可以使系统超调量减小，稳定性增加，动态误差减小，且微分作用在有偏差出现时，能立刻产生幅度的校正偏差的作用，从而缩短了调节时间，提高了调节效率和精度。

所以，本实用新型采用控制系统后，可以实现自动准确的调节pH值，pH值波动范围大大减小，改善了沉淀反应的环境，有利与颗粒的生长，最终提高了产品的质量；由于无需人工调整，同时也减少了人工的投入。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1、一种自动控制沉淀反应的系统，包括反应器(5)；与所述反应器(5)相连的加料系统，所述加料系统包括碱液箱(4)、酸式盐液箱(6)、与所述碱液箱(4)相连的碱计量泵(3)、与所述酸式盐液箱(6)相连的盐计量泵(7)；其特征在于，还包括控制所述加料系统的控制系统，所述控制系统包括与所述反应器(5)相连的PH分析仪(1)及与所述碱计量泵(3)相连的比例积分微分(PID)控制器(2)。

2、根据权利要求1所述的自动控制沉淀反应的系统，其特征在于，所述pH分析仪包括采集反应器(5)内酸碱度的传感器。

3、根据权利要求1或2所述的自动控制沉淀反应的系统，其特征在于，所述传感器设置在反应器(5)内，所述PH分析仪(1)通过所述传感器与反应器(5)相连。

4、根据权利要求1所述的自动控制沉淀反应的系统，其特征在于，所述反应器(5)为反应釜。

5、根据权利要求1所述的自动控制沉淀反应的系统，其特征在于，所述比例积分微分(PID)控制器(2)为AL808工业过程控制器。

6、根据权利要求1所述的自动控制沉淀反应的系统，其特征在于，所述PH分析仪型号为G6610。

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