CN216594777U - 一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，检测装置包括检测系统、加药系统和控制系统；所述检测系统包括依次连接的第一流量泵、加热管、冷凝管、正渗透模块、四通模块及荧光检测模块；所述加药系统包括第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵，第四蠕动泵、第五蠕动泵、盐酸药罐、碱液药罐、过氧化氢药罐、缓冲液药罐及分子探针药罐；实用新型的一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置。该装置实现了在线准确测定水汽系统痕量铁，该装置灵敏性高，测定准确，可以及时准确反应水汽系统腐蚀情况。可以实现火电厂水汽系统铁含量在线准确快速测定。

Description

一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置

技术领域

本实用新型涉及电厂水化学检测领域，具体涉及一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置。

背景技术

火电厂水汽品质是火电厂安全运行的前提，其中水汽系统腐蚀产物铁含量是评价水汽系统设备腐蚀程度的唯一化学监测指标，目前火电厂主要采用邻菲罗啉分光光度法测定水汽系统痕量铁，邻菲罗啉分光光度法检出限不满足高参数机组对铁含量的标准要求。原子吸收测铁只能离线测定，不能在线测定。目前测铁采用人工取样，送达实验室进行分析，耗时长，水样容易污染，不能快速准确反应水汽腐蚀情况。

实用新型内容

针对现在电厂水汽系统测铁面临的问题，实用新型提供了一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置。实现了在线准确测定水汽系统痕量铁，该装置灵敏性高，测定准确，可以及时准确反应水汽系统腐蚀情况。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，包括检测系统、加药系统和控制系统；

所述检测系统包括依次连接的第一流量泵、加热管、冷凝管、正渗透模块、四通模块及荧光检测模块；第一流量泵入口用于和水汽系统水样相连，荧光检测模块出口废液排入电厂废水收集系统；

所述加药系统包括第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵，第四蠕动泵、第五蠕动泵、盐酸药罐、碱液药罐、过氧化氢药罐、缓冲液药罐及分子探针药罐；所述盐酸药罐出口与第一蠕动泵入口相连，第一蠕动泵出口与加热管入口相连；碱液药罐出口与第二蠕动泵入口相连，第二蠕动泵出口与冷凝管出口相连；过氧化氢药罐出口与第三蠕动泵入口相连，第三蠕动泵出口与四通模块中的第一入口相连，缓冲液药罐出口与第四蠕动泵入口相连，第四蠕动泵出口与四通模块中的第二入口相连，分子探针药罐出口与第五蠕动泵入口相连，第五蠕动泵出口与四通模块中第三入口相连；

所述控制系统与荧光检测模块及加药系统电连接。

可选的，所述控制系统包括第一流量泵控制模块、第一蠕动泵控制模块、第二蠕动泵控制模块、第三蠕动泵控制模块、第四蠕动泵控制模块、第五蠕动泵控制模块、四通控制模块、正渗透控制模块及触摸显示屏控制模块；

第一流量泵控制模块连接第一流量泵，第一蠕动泵控制模块连接第一蠕动泵，第二蠕动泵控制模块连接第二蠕动泵，第三蠕动泵控制模块连接第三蠕动泵，第四蠕动泵控制模块连接第四蠕动泵，第五蠕动泵控制模块连接第五蠕动泵；第一流量泵控制模块、第一蠕动泵控制模块、第二蠕动泵控制模块、第三蠕动泵控制模块、第四蠕动泵控制模块和第五蠕动泵控制模块均与触摸显示屏控制模块电连接。

可选的，所述加热管和冷凝管中待测水样通过的管路为耐酸耐高温的玻璃材质，其他管路均为聚四氟乙烯材质。

可选的，第一流量泵、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵、第五蠕动泵、盐酸药罐、碱液药罐、过氧化氢药罐、缓冲液药罐、分子探针药罐的材质均为聚四氟乙烯材质。

可选的，所述荧光检测模块为密闭池，不与大气连通。

可选的，所述四通模块内设置阀门，四通模块中第一、第二、第三通道分别与第四通道通过阀门切换进行连通。

可选的，所述荧光检测模块的荧光最大激发和发射波长为380nm和440nm，狭缝2.5/5nm。

本实用新型和现有技术相比具有以下优点：

本实用新型一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置包括检测系统、加药系统和控制系统；所述检测系统用于流入水汽系统水样，通过荧光检测模块检测后，出口废液排入电厂废水收集系统；第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵，第四蠕动泵、第五蠕动泵、盐酸药罐、碱液药罐、过氧化氢药罐、缓冲液药罐及分子探针药罐用于进行加药，并获取相关数据至控制系统，控制系统进行在线控制。该装置采用正渗透将水汽系统水样进行浓缩，可有效提高铁检出限，同时该装置可实现在线测定水汽系统痕量铁，从根本上解决了传统方法不能在线及时准确反映水汽系统腐蚀情况。该实用新型可以在线读数，无需人工操作，不会造成水样污染，耗时短，可以及时准确反应水汽系统腐蚀情况。本实用新型可以在线测定火电厂水汽系统痕量铁含量，操作方便快捷，无需人为操作，节省人力成本，自动化程度高。

进一步，本实用新型使用正渗透浓缩法，将水样进行浓缩后再测定，提高检出限。

进一步，本实用新型通过分子探针与火电厂水汽系统铁含量的结合，能够准确快速测定水汽系统铁含量，及时有效反应水汽系统腐蚀情况。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。在附图中：

图1是本实用新型的系统示意图。

图2是本实用新型的控制系统示意图。

其中，1为第一流量泵，2为加热管，3为冷凝管，4为正渗透模块，5为四通模块，6为荧光检测模块，7为第一蠕动泵，8为第二蠕动泵，9为第三蠕动泵，10为第四蠕动泵，11为第五蠕动泵，A为盐酸药罐，B为碱液药罐，C 为过氧化氢药罐，D为缓冲液药罐，E为分子探针药罐，K1为第一流量泵控制模块，K4为正渗透模块，K7为第一蠕动泵控制模块，K8为第二蠕动泵控制模块，K9为第三蠕动泵控制模块，K10为第四蠕动泵控制模块，K11为第五蠕动泵控制模块，K12为触摸显示屏。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型第一个目的是提供一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，包括检测系统、加药系统和控制系统；

所述检测系统包括依次连接的第一流量泵1、加热管2、冷凝管3、正渗透模块4、四通模块5及荧光检测模块6；第一流量泵1入口用于和水汽系统水样相连，荧光检测模块6出口废液排入电厂废水收集系统；

所述加药系统包括第一蠕动泵7、第二蠕动泵8、第三蠕动泵9，第四蠕动泵10、第五蠕动泵11、盐酸药罐A、碱液药罐B、过氧化氢药罐C、缓冲液药罐D及分子探针药罐E；所述盐酸药罐A出口与第一蠕动泵7入口相连，第一蠕动泵7出口与加热管2入口相连；碱液药罐B出口与第二蠕动泵8入口相连，第二蠕动泵8出口与冷凝管3出口相连；过氧化氢药罐C出口与第三蠕动泵9入口相连，第三蠕动泵9出口与四通模块5中的第一入口相连，缓冲液药罐D出口与第四蠕动泵10入口相连，第四蠕动泵10出口与四通模块5中的第二入口相连，分子探针药罐E出口与第五蠕动泵11入口相连，第五蠕动泵11 出口与四通模块5中第三入口相连；

所述控制系统与荧光检测模块6及加药系统电连接。

对于高参数机组，水汽系统铁含量需维持在较低水平，GB/T 12145-2016要求高参数机组铁含量标准值小于5μg/L，期望值小于3μg/L，用传统邻菲罗啉分光光度法难以满足测试要求，原子吸收法测铁虽然灵敏度高，但是不能在线及时反映水汽系统腐蚀情况，电厂安全运行不能得到及时保障。该装置采用正渗透将水汽系统水样进行浓缩，可有效提高铁检出限，同时该装置可实现在线测定水汽系统痕量铁，从根本上解决了传统方法不能在线及时准确反映水汽系统腐蚀情况。该实用新型可以在线读数，无需人工操作，不会造成水样污染，耗时短，可以及时准确反应水汽系统腐蚀情况。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，包括检测系统、加药系统和控制系统；所述检测系统包括第一流量泵1，加热管2，冷凝管3，正渗透模块4，四通模块5，荧光检测模块6；水汽系统水样与第一流量泵1入口相连，第一流量泵1出口与加热管2入口相连，加热管 2出口与冷凝管3入口相连，冷凝管3出口与正渗透模块4入口相连，正渗透模块4出口与四通模块5中的a入口相连，四通模块5中a出口与四通模块5中d入口相连，四通模块5中d出口与荧光检测模块6入口相连，荧光检测模块6出口废液排入电厂废水收集系统。

所述加药系统包括第一蠕动泵7，第二蠕动泵8，第三蠕动泵9，第四蠕动泵10，第五蠕动泵11，盐酸药罐A，碱液药罐B，过氧化氢药罐C，缓冲液药罐D，分子探针药罐E。所述盐酸药罐A出口与第一蠕动泵7入口相连，第一蠕动泵7出口与加热管2入口相连，碱液药罐B出口与第二蠕动泵8入口相连，第二蠕动泵8出口与冷凝管3出口相连，过氧化氢药罐C出口与第三蠕动泵9入口相连，第三蠕动泵9出口与四通模块5中的a入口相连，缓冲液药罐 D出口与第四蠕动泵10入口相连，第四蠕动泵10出口与四通模块5中的b入口相连，分子探针药罐E出口与第五蠕动泵11入口相连，第五蠕动泵11出口与四通模块5中c入口相连。

所述控制系统包括第一流量泵控制模块K1，第一蠕动泵控制模块K7，第二蠕动泵控制模块K8，第三蠕动泵控制模块K9，第四蠕动泵控制模块K10，第五蠕动泵控制模块K11，四通控制模块K5，正渗透控制模块K4，触摸显示屏控制模块K12。

第一流量泵控制模块K1连接第一流量泵1，并控制第一流量泵1流量和运行时间，第一蠕动泵控制模块K7连接第一蠕动泵7，并控制第一蠕动泵7流量和运行时间，第二蠕动泵控制模块K8连接第一蠕动泵8，并控制第二蠕动泵8 流量和运行时间，第三蠕动泵控制模块K9连接第三蠕动泵9，并控制第三蠕动泵9流量和运行时间，第四蠕动泵控制模块K10连接第四蠕动泵10，并控制第四蠕动泵10流量和运行时间，第五蠕动泵控制模块K11连接第五蠕动泵11，并控制第五蠕动泵11流量和运行时间。第一流量泵控制模块K1、第一蠕动泵控制模块K7、第二蠕动泵控制模块K8、第三蠕动泵控制模块K9、第四蠕动泵控制模块K10和第五蠕动泵控制模块K11均将信号引入触摸显示屏控制模块 K12，由触摸显示屏控制模块K12输入运行参数，由触摸显示屏控制模块K12 中的自动控制程序进行控制。

作为本实用新型的优选实施方式，加热管2和冷凝管3中待测水样通过的管路为耐酸耐高温的玻璃材质，其他管路均为聚四氟乙烯材质。

作为本实用新型的优选实施方式，第一流量泵1、第一蠕动泵7、第二蠕动泵8、第三蠕动泵9、第四蠕动泵10、第五蠕动泵11、盐酸药罐A、碱液药罐 B、过氧化氢药罐C、缓冲液药罐D、分子探针药罐E的材质均为聚四氟乙烯材质。

作为本实用新型的优选实施方式，荧光检测模块6为密闭池，不与大气连通。

作为本实用新型的优选实施方式，四通模块5内设置阀门，四通模块中a、 b、c通道分别与d通道通过阀门切换进行连通。

实施例2

本实用新型还提供一种基于正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置的检测方法，能够对火电厂水汽系统痕量铁进行快速在线测定，具体实施方法如下：

该装置分为进样阶段和测样阶段。

进样阶段开始，水汽系统水样经过第一流量泵1后，加1+1盐酸，再经加热管2进行加热，将水汽系统非溶解性铁转化为溶解性铁，水样再经冷凝管3 进行冷却后，加入碱液，调节pH至7.4，pH为中性的水样经过正渗透进行浓缩，浓缩倍数N可在正渗透模块4中进行设定，浓缩后的水样加入过氧化氢溶液，将水样中的各个价态的铁离子氧化为三价铁离子，四通模块5通过内部阀门切换，在进样状态时，通道a与通道d连通，通道b和c关闭，此时第四蠕动泵10和第五蠕动泵11处于停滞状态，水样由四通模块5的a通道和d通道进入荧光检测模块，第四蠕动泵控制模块K10控制第四蠕动泵10打开，四通模块5通过阀门切换，b通道与d通道连通，a通道和c通道关闭，缓冲液通过 b通道和d通道进入荧光检测模块6。

进样阶段结束，测样阶段开始，四通模块5通过阀门切换，通道c和通道 d连通，关闭通道a和通道b，第五蠕动泵控制模块K11控制第五蠕动泵11启动，荧光检测模块开始检测荧光强度，并将信号传输到触摸显示屏12，待荧光强度发生突变时，触摸屏显示屏12将信号传入第五蠕动泵控制模块K11，第五蠕动泵控制模块K11关闭第五蠕动泵11，并记录第五蠕动泵运行时间T11，荧光检测模块6打开末端排放口，将废液排放至电厂废水收集池。

第一流量泵控制模块K1控制第一流量泵1启动，并设定运行时间T1和流量Q1，第一蠕动泵控制模块K7控制第一蠕动泵7启动，并设定运行时间T7 和流量Q7，第一蠕动泵7与第一流量泵1同时启动，第二蠕动泵控制模块K8 控制第二蠕动泵8启动，并设定运行时间T8和流量Q8，第二蠕动泵8启动时间与第一流量泵1启动时间间隔5秒，第三蠕动泵控制模块K9控制第三蠕动泵9启动，并设定运行时间T9和流量Q9，第三蠕动泵9启动时间与第一流量泵1启动时间间隔1分钟，第四蠕动泵控制模块K10控制第四蠕动泵10启动，并设定运行时间T10和流量Q10，第四蠕动泵10启动时间与第一流量泵1启动时间间隔2秒，第五蠕动泵控制模块K11控制第五蠕动泵11启动，并设定流量Q11，运行时间T11与荧光检测模块6进行连锁，荧光检测模块6的荧光强度信号反映在触摸显示屏上，第五蠕动泵11启动时间与第一流量泵1启动时间间隔2秒。

待测水样中铁含量公式如下：

铁含量＝56×C×Q11×T11÷Q1÷T1÷N；

分子探针药罐中分子探针的物质的量为Cμmol/L。

铁浓度测定时间为5～10分钟测定一组数值。

作为本实用新型的优选实施方式，碱液是20％氢氧化钠、1+1氨水和20％氢氧化钾任意一种。

作为本实用新型的优选实施方式，分子探针为水溶性姜黄素的Schiff碱Fe³⁺。

作为本实用新型的优选实施方式，缓冲液为Tris-HCl。

作为本实用新型的优选实施方式，第一流量泵1的流量为20～100ml/min，第一蠕动泵7的流量为0.5～5ml/min，第二蠕动泵8的流量为0.5～5ml/min，第三蠕动泵9的流量为0.5～5ml/min，第四蠕动泵10的流量为3～10ml/min，第五蠕动泵11的流量为0.1～2ml/min。

作为本实用新型的优选实施方式，荧光检测模块6的荧光最大激发和发射波长为380nm和440nm，狭缝2.5/5nm。

作为本实用新型的优选实施方式，分子探针与三价铁络合需要的物质的量为1:1。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (7)

1.一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：包括检测系统、加药系统和控制系统；

所述检测系统包括依次连接的第一流量泵(1)、加热管(2)、冷凝管(3)、正渗透模块(4)、四通模块(5)及荧光检测模块(6)；第一流量泵(1)入口用于和水汽系统水样相连，荧光检测模块(6)出口废液排入电厂废水收集系统；

所述加药系统包括第一蠕动泵(7)、第二蠕动泵(8)、第三蠕动泵(9)，第四蠕动泵(10)、第五蠕动泵(11)、盐酸药罐(A)、碱液药罐(B)、过氧化氢药罐(C)、缓冲液药罐(D)及分子探针药罐(E)；所述盐酸药罐(A)出口与第一蠕动泵(7)入口相连，第一蠕动泵(7)出口与加热管(2)入口相连；碱液药罐(B)出口与第二蠕动泵(8)入口相连，第二蠕动泵(8)出口与冷凝管(3)出口相连；过氧化氢药罐(C)出口与第三蠕动泵(9)入口相连，第三蠕动泵(9)出口与四通模块(5)中的第一入口相连，缓冲液药罐(D)出口与第四蠕动泵(10)入口相连，第四蠕动泵(10)出口与四通模块(5)中的第二入口相连，分子探针药罐(E)出口与第五蠕动泵(11)入口相连，第五蠕动泵(11)出口与四通模块(5)中第三入口相连；

所述控制系统与荧光检测模块(6)及加药系统电连接。

2.根据权利要求1所述的一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：

所述控制系统包括第一流量泵控制模块(K1)、第一蠕动泵控制模块(K7)、第二蠕动泵控制模块(K8)、第三蠕动泵控制模块(K9)、第四蠕动泵控制模块(K10)、第五蠕动泵控制模块(K11)、四通控制模块(K5)、正渗透控制模块(K4)及触摸显示屏控制模块(K12)；

第一流量泵控制模块(K1)连接第一流量泵(1)，第一蠕动泵控制模块(K7)连接第一蠕动泵(7)，第二蠕动泵控制模块(K8)连接第二蠕动泵(8)，第三蠕动泵控制模块(K9)连接第三蠕动泵(9)，第四蠕动泵控制模块(K10)连接第四蠕动泵(10)，第五蠕动泵控制模块(K11)连接第五蠕动泵(11)；第一流量泵控制模块(K1)、第一蠕动泵控制模块(K7)、第二蠕动泵控制模块(K8)、第三蠕动泵控制模块(K9)、第四蠕动泵控制模块(K10)和第五蠕动泵控制模块(K11)均与触摸显示屏控制模块(K12)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述加热管(2)和冷凝管(3)中待测水样通过的管路为耐酸耐高温的玻璃材质，其他管路均为聚四氟乙烯材质。

4.根据权利要求1所述的一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：第一流量泵(1)、第一蠕动泵(7)、第二蠕动泵(8)、第三蠕动泵(9)、第四蠕动泵(10)、第五蠕动泵(11)、盐酸药罐(A)、碱液药罐(B)、过氧化氢药罐(C)、缓冲液药罐(D)、分子探针药罐(E)的材质均为聚四氟乙烯材质。

5.根据权利要求1所述的一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述荧光检测模块(6)为密闭池，不与大气连通。

6.根据权利要求1所述的一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述四通模块(5)内设置阀门，四通模块(5)中第一、第二、第三通道分别与第四通道通过阀门切换进行连通。

7.根据权利要求1所述的一种正渗透浓缩法测定水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述荧光检测模块(6)的荧光最大激发和发射波长为380nm和440nm，狭缝2.5/5nm。

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