CN218910003U - 一种亚硫酸盐空气氧化系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种亚硫酸盐空气氧化系统，包括恒温搅拌装置、反应器、第一自动滴定仪、第一称重装置和空气泵；所述恒温搅拌装置具有温度探头；所述反应器设在所述恒温搅拌装置上，所述反应器内设有所述温度探头；所述第一自动滴定仪连接pH复合电极，所述pH复合电极伸入所述反应器；所述第一称重装置上设有第一酸/碱储存器；所述第一酸/碱储存器通过第一管线连通所述反应器，且所述第一管线上安装有第一电磁阀，所述第一电磁阀连接所述第一自动滴定仪。本申请所述亚硫酸盐空气氧化系统，可实现氧化反应在恒定温度、恒定转速及恒定pH下进行，并能实时记录亚硫酸盐反应液pH调整在恒定过程中的酸碱消耗量。

Description

一种亚硫酸盐空气氧化系统

技术领域

本申请涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种亚硫酸盐空气氧化系统。

背景技术

在石灰石-石膏湿法脱硫工艺中，烟气中的SO₂被吸收塔上部喷嘴喷射出的石灰石(CaCO₃)浆液捕集落入底部浆液中，并在鼓入氧化风作用下发生氧化，得到石膏副产物(CaSO₄·2H₂O)。浆液氧化主要为液相反应过程，亚硫酸盐与氧气反应速率较快，O₂参与反应前需先从空气溶解到液相中。煤与石灰石中通常含有微量的Mn、Fe、Co等，溶解后生成Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺等在吸收塔内富集，能有效的催化氧化过程，氧化速率通常受O₂在液膜中的扩散能力限制。石灰石-石膏湿法脱硫工艺中的氧化过程通常发生在恒定pH、恒定温度及恒定搅拌程度的工况下，现有的亚硫酸盐氧化装置无法实现在恒定条件下进行下的精确测量。

发明内容

有鉴于此，本申请旨在于提出一种亚硫酸盐空气氧化系统，由于设置了恒温搅拌装置、自动滴定仪和称重装置，可实现氧化反应在恒定温度、恒定转速及恒定pH下进行，并能实时记录亚硫酸盐反应液pH调整在恒定过程中的酸碱消耗量。

为达到上述目的，本申请实施例提出了一种亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，包括：

恒温搅拌装置，所述恒温搅拌装置具有温度探头；

反应器，所述反应器设在所述恒温搅拌装置上，所述反应器内设有所述温度探头；

第一自动滴定仪，所述第一自动滴定仪连接pH复合电极，所述pH复合电极伸入所述反应器；

第一称重装置，所述第一称重装置上设有第一酸/碱储存器；所述第一酸/碱储存器通过第一管线连通所述反应器，且所述第一管线上安装有第一电磁阀，所述第一电磁阀连接所述第一自动滴定仪；

空气泵，所述空气泵通过第二管线连通所述曝气装置，所述第二管线上安装有流量计，所述曝气装置设在所述反应器内。

另外，根据本申请上述实施例提出的亚硫酸盐空气氧化系统，还可以具有如下附加的技术特征：

在一些实施例中，所述的亚硫酸盐空气氧化系统，还包括第二称重单元和第二自动滴定仪；所述第二称重单元上设有第二酸/碱储存器，所述第二酸/碱储存器通过第三管线连通所述反应器，所述第三管线上安装有第二电磁阀，所述第二电磁阀连接有第二自动滴定仪，所述第二自动滴定仪连接所述pH复合电极。

在一些实施例中，所述pH复合电极通过控制器连接所述第一自动滴定仪和所述第二自动滴定仪。

在一些实施例中，所述第一酸/碱储存器为酸液瓶，所述第二酸/碱储存器为碱液瓶。

在一些实施例中，所述的亚硫酸盐空气氧化系统还包括溶氧仪；所述溶氧仪具有溶氧仪探头，所述溶氧仪探头伸入所述反应器中。

在一些实施例中，所述溶氧仪、温度探头、所述曝气装置和所述pH复合电极均端部插入所述反应器内的液面以下。

在一些实施例中，所述pH复合电极通过控制器连接所述第一自动滴定仪。

在一些实施例中，所述控制器为PLC控制器。

在一些实施例中，所述恒温搅拌装置为恒温磁力搅拌器，所述反应器内设有磁子。

在一些实施例中，所述第一称重装置和第二称重装置均为分析天平。

在一些实施例中，所述曝气装置为喷头、微孔曝气器和射流曝气器。

在一些实施例中，所述反应器为烧杯、烧瓶、锥形瓶中的一种。

本申请实施例的亚硫酸盐空气氧化系统，可带来的有益效果为：由于设置了恒温搅拌装置、自动滴定仪和称重装置，可实现氧化反应在恒定温度、恒定转速及恒定pH下进行，并能实时记录亚硫酸盐反应液pH调整在恒定过程中的酸碱消耗量。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请一个实施例的亚硫酸盐空气氧化系统的简单结构示意图。

图2是根据本申请另一个实施例的亚硫酸盐空气氧化系统的简单结构示意图。

附图标记：

1-恒温搅拌装置；2-温度探头；3-磁子；4-第一自动滴定仪；5-第一酸/碱储存器；6-第一称重装置；7-第一电磁阀；8-pH复合电极；9-溶氧仪探头；10-溶氧仪；11-空气泵；12-流量计；13-曝气装置；14-反应器；15-第二自动滴定仪；16-第二酸/碱储存器；17-第二称重装置；18-第二电磁阀；19-控制器。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在申请中，所涉及的原材料、设备等，如无特殊说明，均为可通过商业途径或公知方法自制的原材料、设备；所涉及的方法，如无特殊说明，均为常规方法。

下面结合附图来描述本申请实施例的亚硫酸盐空气氧化系统。

图1是根据本申请一个实施例的亚硫酸盐空气氧化系统的简单结构示意图。

如图1所示，本申请实施例的亚硫酸盐空气氧化系统，包括恒温搅拌装置1、反应器14、第一自动滴定仪4、第一称重装置6和空气泵11。其中，恒温搅拌装置1具有温度探头2；反应器14设在恒温搅拌装置1上，反应器14内设有温度探头2；第一自动滴定仪4连接pH复合电极8，pH复合电极8伸入反应器14；第一称重装置6上设有第一酸/碱储存器5；第一酸/碱储存器5通过第一管线连通反应器14，且第一管线上安装有第一电磁阀7，第一电磁阀7连接第一自动滴定仪4；空气泵11通过第二管线连通曝气装置13，第二管线上安装有流量计12，曝气装置13设在反应器14内。

亚硫酸盐氧化过程中pH会发生变化，本申请实施例的亚硫酸盐空气氧化系统，由于设置了恒温搅拌装置、自动滴定仪和称重装置，可实现氧化反应在恒定温度、恒定转速及恒定pH下进行，并能实时记录亚硫酸盐反应液pH调整在恒定过程中的酸碱消耗量。

在一些实施例中，为了准确测定反应器内反应液中溶解氧的含量，亚硫酸盐空气氧化系统还包括溶氧仪10；溶氧仪10具有溶氧仪探头9，溶氧仪探头9伸入反应器14中。具体来说，溶氧仪10、温度探头2、曝气装置和pH复合电极8均端部插入反应器14内的液面以下。这样溶解氧仪可以在反应过程中实时监测反应液中溶解氧的浓度，温度探头可以测试反应液的温度，曝气装置可以为反应提供氧气，pH复合电极可以实时监测反应液的pH。

在一些实施例中，如图2所示，pH复合电极8通过控制器19连接第一自动滴定仪4。具体来说，控制器19的输入端电连接pH复合电极8，pH复合电极8伸入反应器14中，控制器19的输出端电连接第一自动滴定仪4。作为可能的示例，控制器包括但不限于PLC控制器，方便自动滴定和自动控制。

需要说明的是，当本实施例的亚硫酸盐空气氧化系统仅包含第一酸/碱储存器5时，第一酸/碱储存器5内可根据反应需要，储存酸或碱液。较佳的，第一酸/碱储存器5为酸液瓶或碱液瓶，酸液瓶和碱液瓶可以是锥形瓶等。

在一些实施例中，为了便于酸和碱滴定，调节反应液的pH，如图2所示，亚硫酸盐空气氧化系统，还包括第二称重单元和第二自动滴定仪15；第二称重单元上设有第二酸/碱储存器16，第二酸/碱储存器16通过第三管线连通反应器14，第三管线上安装有第二电磁阀18，第二电磁阀18连接有第二自动滴定仪15，第二自动滴定仪15连接pH复合电极8。较佳的，第一酸/碱储存器5为酸液瓶，第二酸/碱储存器16为碱液瓶，酸液瓶和碱液瓶可以是锥形瓶等。在一些实施例中，为了方便控制和实现自动滴定，pH复合电极8通过控制器19连接第一自动滴定仪4和第二自动滴定仪15。具体来说，控制器19的输入端电连接pH复合电极8，pH复合电极8伸入反应器14中，控制器19的输出端电连接第一自动滴定仪4和第二自动滴定仪15。作为可能的示例，跟只有一个自动滴定仪的情形类似，控制器19可以采用PLC控制器等。需要说明的是，pH复合电极8检测反应液的pH，将检测到的反应液的pH信号传递给控制器，控制器根据需要，控制第一自动滴定仪4和/或第二自动滴定仪15动作，进而控制第一电磁阀和/或第二电磁阀动作，对反应液进行滴定或不滴定，该控制实现方法属于现有技术，在此不再赘述。

在一些实施例中，恒温搅拌装置1为恒温磁力搅拌器，反应器14内设有磁子3。第一称重装置6和第二称重装置17均为分析天平。曝气装置13为喷头、微孔曝气器和射流曝气器。反应器14为烧杯、烧瓶、锥形瓶中的一种。

需要说明的是，本申请实施例的亚硫酸盐空气氧化系统主要偏向实验室检测设备，具体到工业化，可根据实际需要对各功能构件进行替换或改进。

以图2所示的本申请实施例的亚硫酸盐空气氧化系统为例，本申请实施例的亚硫酸盐空气氧化系统的工作过程为：

1、将一定浓度(如0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L或1mol/L等)的酸液(如盐酸或硫酸等)、碱液(氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液等)分别装入第一酸/碱储存器5、第二酸/碱储存器16，调节第一自动滴定仪4、第二自动滴定仪15的滴定终点pH(如pH＝1、2、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、8、10、12或13等)，设置第一自动滴定仪4、第二自动滴定仪15具有相同的滴定终点pH，滴定终点pH即反应液目标pH；

2、将定量的亚硫酸盐反应液(如亚硫酸钠溶液、亚硫酸钙浆液)倒入反应器14中，打开恒温搅拌装置，设置一定的转速(如400r/min、500r/min、600r/min、700r/min或800r/min等)；

3、将温度升至目标温度(如30℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等)；

4、反应液的pH通过pH复合电极8测量，并将信号传至控制器19，控制器19根据反应液的实际pH与目标滴定终点的差值决定启动酸液滴定或碱液滴定。若反应液的实际pH大于目标滴定终点，则启动第一自动滴定仪4，通过控制第一电磁阀7进行酸液滴定，若反应液的实际pH小于目标滴定终点，则启动第二自动滴定仪15，通过控制第二电磁阀18进行碱液滴定，若反应液的实际pH等于目标滴定终点，则无动作，不执行滴定操作；

5、待反应液pH调整至目标pH并稳定后，将第一称重装置6、第二称重装置17数值调至0；

6、打开空气泵11开关，调节流量计12至一定的空气流量，通过曝气装置向反应液曝气，开始亚硫酸盐的空气氧化反应；

7、实验过程中，可通过第一称重装置6、第二称重装置17定时记录第一酸/碱储存器5、第二酸/碱储存器16所示的酸、碱滴定量。

需要说明的是，但系统还含有溶氧仪时，可以实时测定反应液的溶解氧浓度。当系统只包含第一自动滴定仪、第一称重装置和第一酸/碱储存器等时，工作过程与上述过程类似，只是需要根据需要调节第一酸/碱储存器为碱液瓶或酸液瓶，或者两者交替放置在第一称重装置上，向反应液滴定酸或碱液。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，包括：

恒温搅拌装置，所述恒温搅拌装置具有温度探头；

反应器，所述反应器设在所述恒温搅拌装置上，所述反应器内设有所述温度探头；

第一自动滴定仪，所述第一自动滴定仪连接pH复合电极，所述pH复合电极伸入所述反应器；

第一称重装置，所述第一称重装置上设有第一酸/碱储存器；所述第一酸/碱储存器通过第一管线连通所述反应器，且所述第一管线上安装有第一电磁阀，所述第一电磁阀连接所述第一自动滴定仪；

空气泵，所述空气泵通过第二管线连通曝气装置，所述第二管线上安装有流量计，所述曝气装置设在所述反应器内。

2.根据权利要求1所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，还包括第二称重单元和第二自动滴定仪；所述第二称重单元上设有第二酸/碱储存器，所述第二酸/碱储存器通过第三管线连通所述反应器，所述第三管线上安装有第二电磁阀，所述第二电磁阀连接有第二自动滴定仪，所述第二自动滴定仪连接所述pH复合电极。

3.根据权利要求2所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，所述pH复合电极通过控制器连接所述第一自动滴定仪和所述第二自动滴定仪；

和/或，所述第一酸/碱储存器为酸液瓶，所述第二酸/碱储存器为碱液瓶。

4.根据权利要求1所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，还包括溶氧仪；所述溶氧仪具有溶氧仪探头，所述溶氧仪探头伸入所述反应器中；

和/或，所述溶氧仪、温度探头、所述曝气装置和所述pH复合电极均端部插入所述反应器内的液面以下。

5.根据权利要求4所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，所述pH复合电极通过控制器连接所述第一自动滴定仪。

6.根据权利要求3或5所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。

7.根据权利要求1所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，所述恒温搅拌装置为恒温磁力搅拌器，所述反应器内设有磁子。

8.根据权利要求2所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，所述第一称重装置和第二称重装置均为分析天平。

9.根据权利要求1所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，所述曝气装置为喷头、微孔曝气器和射流曝气器。

10.根据权利要求1所述的亚硫酸盐空气氧化系统，其特征在于，所述反应器为烧杯、烧瓶、锥形瓶中的一种。

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