CN203520127U - 二氧化氯发生器成套装置控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种更适合于“Ru法”生产二氧化氯工艺、促进化学反应顺利进行的二氧化氯发生器成套装置控制系统，所述成套装置中，计量供料系统的计量泵配备运行模式控制器，发生器配备温度传感器、功率可调的超温保护式加热装置、与主控制器信号连接的预投料存储器，发生器的余液分离器配置与主控制器连接的余液pH值检测装置和余液排放阀，余液排放阀的其中一个出口与预投料存储器连接，前述温度传感器经预设温度比较装置与主控制器信号连接，可实现预投反应母液、达到反应条件启动投料、反应初期渐增投料、反应过程智能加热控温等功能，主要用于应用“Ru法”的二氧化氯发生器成套装置，也可用于常规发生器成套装置控制系统的改造。

Description

二氧化氯发生器成套装置控制系统

技术领域

本实用新型涉及二氧化氯工业生产领域，尤其是一种二氧化氯发生器成套装置的控制系统。

背景技术

二氧化氯是国际上公认的高效消毒灭菌剂，主要用于自来水消毒、医院污水、医疗器械、工业循环水杀菌灭藻、水果保鲜等。在工业上，二氧化氯通常根据实际的运用环境采用二氧化氯发生器设备实时制备并投用。

二氧化氯发生器设备的工作原理是：原料储罐中的药剂A，和药剂B，经各自的抽吸或泵入系统注入各自的原料计量箱，在经计量泵精确计量后送入发生器的反应室内，由发生器控温加热到特定的反应温度，在发生器的反应室内进行充分曝气混合反应，生成的二氧化氯气体经分离器在外部水射器作用下，被水吸收后形成消毒液，由输送投加管道通入被处理水体中，达到杀菌、消毒、灭藻、剥泥、脱色、除臭、解堵、降低油田回注水输送管阻、去除还原性污染物质等目的。

传统方法生产二氧化氯的反应过程通常为吸热过程。传统的二氧化氯发生器成套装置包括计量进料系统、二氧化氯发生器和安全检测控制系统。发生器的箱体上设置有进水口、进气口、二氧化氯出口、安全口和反应余液排放口，进水口配置进水阀，发生器箱体内设置主控制器和一级反应器、二级反应器，以及相应的一级加热装置、二级加热装置，主控制器与进水阀信号连接，计量供料系统与一级反应器连接，一级反应器设置有进气口及与该进气口连接的曝气器，一级反应器的进气口的前端气路上设置有暂存冷却器，在设备异常时保留液体，保证设备安全，在主控制器控制下，向一级反应器加入原料，加热装置在主控制器控制下根据反应要求调节反应环境温度，空气经由曝气器进入一级反应器后再随一级反应器的气液混合物经与水射器连接的管道抽入二级反应器进一步反应，所述管道上连接有安全塞，在设备运行异常时可作为特定的泄压口使用，二级反应器的反应产物由气液分离器进行气液分离，得到纯度较高的二氧化氯气体和余液，二氧化氯气体供工业应用，余液经处理后排放。

于2004年4月28日公开的公开号为CN1491883A的中国专利申请“一种制备二氧化氯同时联产无机盐和（或）复合肥的方法”中，介绍了一种二氧化氯的制备方法，该方法目前在业内被称为“Ru法”，其反应过程是放热过程，且其反应条件中对温度范围的控制要求比传统生产工艺要高。

以“Ru法”生产二氧化氯，可生产出纯度达95%以上高纯二氧化氯，通常采用增设了高位水箱的传统二氧化氯发生器设备进行制备，一级反应器的进水口为与高位水箱连接的高位进水口。所述高位水箱主要用于在异常状态下向反应器内加水，迅速破坏反应条件，保障设备和人身安全。

以“Ru法”生产二氧化氯时，二氧化氯的纯度比传统方法更高，相应的，生产安全性要求更高，为此，申请人已经提出了一种较为安全的二氧化氯发生器综合检控系统并获得了中国实用新型专利，该综合检控系统主要包括与发生器相连接的水射器的管网动力水压力检测、反应内部压力检测、漏氯检测、余含量检测等几个功能单元。该专利的公告号为CN201971714U，于2011年9月14日公告。

为了进一步提高二氧化氯发生器装置与“Ru法”工艺的匹配性，不仅需要对二氧化氯发生器成套装置本身进行改进，对成套装置的改进主要是曝气方式和抽吸方式的改进，即一、二级反应器均设置曝气口，均配备相应的抽吸装置和气液分离装置，一级反应器配置有气液分离器和相应的抽吸装置，气液分离器的液体出口通过管道与二级反应器相连接，二级反应器通过余液分离器与其抽吸装置连接。但在此基础上，还需要对二氧化氯发生器的控制系统进行相应的改造。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种更适合于“Ru法”生产二氧化氯工艺、促进化学反应顺利进行的二氧化氯发生器成套装置控制系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：二氧化氯发生器成套装置控制系统，所述成套装置包括主控制器和与主控制器信号连接的计量供料系统、二氧化氯发生器，计量供料系统包括通过计量泵与二氧化氯发生器连接的原料计量箱，计量泵与主控制器信号连接，二氧化氯发生器包括一级反应器、二级反应器和相应的加热装置，一级反应器配置有气液分离器和相应的抽吸装置，气液分离器的液体出口通过管道与二级反应器相连接，二级反应器通过余液分离器与其抽吸装置连接，所述一级反应器配置有与主控制器信号连接的温度传感器，所述成套装置还包括与一级反应器连接的预投料存储器，预投料存储器与主控制器信号连接。

所述温度传感器通过预设温度比较装置与主控制器信号连接。

所述计量泵通过运行模式控制器与主控制器信号连接。

所述加热装置采用输出功率可调节的超温保护式加热装置，并与主控制器信号连接。超温保护的实现可以是在主控制器3内配置有超温检测回路，当温度传感器异常或加热器的控制开关失灵引起超温时，强制加热装置断电。如果加热装置为循环水换热装置，推荐超温检测还可增设循环水的液位检测回路。

所述余液分离器配置有与主控制器连接的余液pH值检测装置和余液排放阀，余液排放阀的其中一个出口通过管道与预投料存储器相连接。

本实用新型的有益效果是：能够实现预投反应母液、达到反应条件启动投料、反应初期渐增投料、反应过程智能加热控温等功能，主要应用于“Ru法”的二氧化氯发生器成套装置，也可用于常规二氧化氯发生器成套装置控制系统的改造。

附图说明

图1是本实用新型二氧化氯发生器成套装置控制系统的示意图。

图2是本实用新型中二氧化氯发生器的控制示意图。

图中标记为：1-计量供料系统，2-二氧化氯发生器，3-主控制器，5-安全塞，6-暂存冷却器，7-PC机，8-高位水箱，11-溶药装置，12-原料箱，13-计量泵，14-酸稀释装置，15-预投料存储器，16-运行模式控制器，21-一级反应器，22-二级反应器，23-加热装置，24-曝气器，25-抽吸装置，26-气液分离器，27-余液分离器，28-缓冲吸收器，29-温度传感器，41-反应器内压检测装置，42-反应器内外温差比较装置，43-动力水压检测装置，44-余氯检测器，45-漏氯检测装置，46-补水控温装置，47－终止反应控制装置，48-余液pH值检测装置，49-余液排放阀，50-预设温度比较装置，210-进气口，220-进气口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2所示，本实用新型的二氧化氯发生器成套装置控制系统，所述成套装置包括主控制器3和与主控制器3信号连接的计量供料系统1、二氧化氯发生器2，计量供料系统1包括通过计量泵13与二氧化氯发生器2连接的原料箱12，计量泵13与主控制器3信号连接，二氧化氯发生器2包括一级反应器21、二级反应器22和相应的超温保护式加热装置23，一级反应器21配置有气液分离器26和相应的抽吸装置25，气液分离器26的液体出口通过管道与二级反应器22相连接，二级反应器22通过余液分离器27与其抽吸装置25连接，所述一级反应器21配置有与主控制器3信号连接的温度传感器29，从而利用采集的温度信号对发生器的进料、加热等操作予以控制，使之与反应的进程相匹配，所述成套装置还包括与一级反应器21连接的预投料存储器15，预投料存储器15与主控制器3信号连接。由于发生器初始投料时其反应器内无反应母液，投进去的常温比例量物料将会使反应温度发生较大的先降后升起伏变化，为使反应温度条件平稳安全过渡，发生器初始工作时，可以通过预投料存储器15预投给定量的酸化剂。这样的逻辑控制方式是本领域技术人员很容易用常规控制程序实现的。

如图1、图2所示，所述温度传感器29通过预设温度比较装置50与主控制器3信号连接。只有反应器的温度在给定的范围内，主控制器3才给出信号让计量泵13工作，即预定了计量泵13工作时反应器的温度范围。也即，操作人员在如PC机7这样的人机界面上，可以任何时候启动计量泵13，但主控制器3会限制在发生器温度达到某一给定范围值后计量泵13才能真正自动开启。正常反应的温度范围通常是固定的值，无需人工经常作参数修改设置。这样的逻辑控制方式是本领域技术人员很容易用常规控制程序实现的。

如图1、图2所示，所述计量泵13通过运行模式控制器16与主控制器3信号连接。所述运行模式控制器在“正常操作、运行”、“非正常操作、运行”二择一的模式下控制计量泵的启、停，目的是确保计量泵在异常状态下的强制停止，保证异常状态下反应原料决不进入反应器。具体的启动和停止条件可根据二氧化氯发生器成套装置的硬件配置的不同，选配各种常规的检测传感器如温度传感器、压力传感器、计时器等并将检测信号输入运行模式控制器进行运算来实现。例如，这样设置计量泵启动条件:在人机界面操作启动计量泵条件下，须反应温度接近或达到预设温度值、在预投酸后、不缺原料时计量泵才能启动工作；这样设置计量泵停止条件:手动可停止工作；温度远低于给定值、温度超过给定范围、初始未预投酸、缺原料、高位水置换、动力水欠压、反应器内压异常时将自动限制计量泵工作。此外，由于初始投料时常温比例量物料会使反应温度不平稳，在初始阶段，可进一步通过运行模式控制器16控制计量泵13在初始阶段渐进递增投料，逐渐使反应平稳过渡到正常值，经过设定的时间后，计量泵13的投料量方达到正常值，这样的控制方式在具有运行模式控制器16的前提下是很容易用常规控制程序实现的。

如图1和图2所示，所述加热装置23采用输出功率可调节的加热装置，并通过预设温度比较装置50与主控制器3信号连接，为了提高原料的反应转化率，发生器可以采用相应的PID加热控制模式，控制温度分别可设。当实际温度远低于控制目标温度时，加热装置全负荷工作；实际温度越接近控制目标温度，则加热装置输出功率越小，使受控温度不易过冲。这样的控制逻辑在具有比例控制器的前提下是很容易用常规控制程序实现的。

如图1和图2所示，所述一级反应器21配置有反应器内外温差比较装置42，温度传感器29与反应器内外温差比较装置42信号连接，反应器内外温差比较装置42与主控制器3信号连接。反应器内外温差比较装置42进行反应器的内外温区比较，经主控制器3运算识别，判断反应过程即反应是否开始，反应进行是否顺利，从而相应的调节计量供料系统和加热装置，从硬件配置上进一步提高发生器的安全性，保证设备在各地均能稳定、高效的工作，保障反应过程在最佳温度条件下进行。

如图1和图2所示，所述余液分离器27配置有与主控制器3连接的余液pH值检测装置48和余液排放阀49，余液排放阀49的其中一个出口通过管道与预投料存储器15相连接。通过控制余液排放阀49实现余液的回用、收集或排放。当PH值大于7时余液回用，进入预投料存储器15；当PH值等于7时余液收集；当PH小于7时余液排放。余液排放阀49采用常规的电磁阀之后，这样的逻辑控制方式是本领域技术人员很容易用常规控制程序实现的。

此外，由于有的使用地点电源条件可能欠佳，不定时的停电或电源不稳定，起伏变化较大，因而推荐在上述地点配备UPS后备电源，从而提高设备控制的可靠性。

实施例：

如图1和图2所示，本实用新型的二氧化氯发生器成套装置控制系统，发生器的反应原料图示分别采用氯酸钠和硫酸，所述成套装置包括主控制器3和与主控制器3信号连接的计量供料系统1和二氧化氯发生器2，计量供料系统1包括原料箱12和连接在原料箱12与一级反应器21之间的计量泵13，二氧化氯发生器2包括一级反应器21、二级反应器22，一级反应器21、二级反应器22均配备有作为超温保护式加热装置23，的换热水套，换热水套的循环水补给管道上连接有由与主控制器3信号连接的补水控温装置46控制的补水阀，动力水分别注入高位水箱8和作为抽吸装置25的水射器，高位水箱8与一级反应器21之间的连接管道上设置有由终止反应控制装置47控制的进水阀，一级反应器21设置有与大气相连通的进气口210及与该进气口210连接的曝气器24，一级反应器21的进气口210的前端气路上设置有缓冲吸收器28，缓冲吸收器28位于一级反应器21的上方，与主控制器3信号连接的预投料存储器15与一级反应器21连接，一级反应器21配置有气液分离器26和相应的作为抽吸装置25的水射器，气液分离器26的液体出口通过管道与二级反应器22相连接，二级反应器22通过余液分离器27与其水射器连接，二级反应器22也设置有进气口22，所述控制系统中，一级反应器21配置有与主控制器3信号连接的温度传感器29，温度传感器29通过预设温度比较装置50与主控制器3信号连接；补水控温装置46的指令动作依据温度传感器29、预设温度比较装置50与主控制器3的信号交互确定；余液分离器27配置有与主控制器3连接的余液pH值检测装置48和余液排放阀49，余液排放阀49的其中一个出口通过管道与预投料存储器15相连接；所述计量泵13通过运行模式控制器16与主控制器3信号连接。

Claims (5)

1.二氧化氯发生器成套装置控制系统，所述成套装置包括主控制器（3）和与主控制器（3）信号连接的计量供料系统（1）、二氧化氯发生器（2），计量供料系统（1）包括通过计量泵（13）与二氧化氯发生器（2）连接的原料箱（12），计量泵（13）与主控制器（3）信号连接，二氧化氯发生器（2）包括一级反应器（21）、二级反应器（22）和相应的加热装置（23），一级反应器（21）配置有气液分离器（26）和相应的抽吸装置（25），气液分离器（26）的液体出口通过管道与二级反应器（22）相连接，二级反应器（22）通过余液分离器（27）与其抽吸装置（25）连接，其特征是：所述一级反应器（21）配置有与主控制器（3）信号连接的温度传感器（29），所述成套装置还包括与一级反应器（21）连接的预投料存储器（15），预投料存储器（15）与主控制器（3）信号连接。

2.如权利要求1所述的二氧化氯发生器成套装置控制系统，其特征是：所述温度传感器（29）通过预设温度比较装置（50）与主控制器（3）信号连接。

3.如权利要求1或2所述的二氧化氯发生器成套装置控制系统，其特征是：所述计量泵（13）通过运行模式控制器（16）与主控制器（3）信号连接。

4.如权利要求2所述的二氧化氯发生器成套装置控制系统，其特征是：所述加热装置（23）采用输出功率可调节的超温保护式加热装置，并通过预设温度比较装置（50）与主控制器（3）信号连接。

5.如权利要求1或2所述的二氧化氯发生器成套装置控制系统，其特征是：所述余液分离器（27）配置有与主控制器（3）连接的余液pH值检测装置（48）和余液排放阀（49），余液排放阀（49）的其中一个出口通过管道与预投料存储器（15）相连接。

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