有机物酸碱度在线测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种有机物酸碱度在线测量系统，包括取样单元、萃取单元、测量单元和运算控制及输出单元；取样单元包括静态混合器。本实用新型专利技术采用连续测量并能实时响应介质酸碱度变化的测量系统，依次通过在前的静态混合器对被测量有机溶液与去离子水的初步混合和在后的混合搅拌器对初步混合后流入的被测量有机溶液与去离子水的混合液进行充分混合，使得对化工装置酸碱度变化进行的测量结果所得到的响应曲线与现有技术所得到的响应曲线相比更接近理论响应曲线，能更真实的还原酸碱度变化情况，且置换过程导致的纯滞后时间也更短；该系统结构简单，响应较快，运行安全可靠，节能环保且成本较低，适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
有机物酸碱度在线测量系统
本技术涉及一种有机物酸碱度在线测量系统。
技术介绍
在化工生产装置上，有机物酸碱度的测量是人工滴定法，基本流程是：人工取样、萃取、滴定、反萃，然后人工计算结果。以磷酸滴定过程为例说明：一、取样，现场设置取样器，每2~4h人工取样100ml左右；二、萃取，萃取试剂为纯水100～150ml，放置于水浴恒温箱内，控制温度为47摄氏度，将所取试样倒入分液瓶内，加纯水的三分之一，约30～40ml，充分摇匀，静置分层，将下层溶解了磷酸的萃取液放出于烧杯中，重复以上过程三次，完成萃取过程；三、滴定，向烧杯中混合的三次萃取液滴入约1ml甲基红-亚甲基蓝混合指示液作为指示试剂，溶液变为粉红色，然后用滴入质量浓度0.01009％g/l的NaOH溶液滴定（0.1ml/滴）的微量滴定管滴定，边滴定边摇匀，当溶液变为无色，滴定结束；四、反萃，为了验证是否将有机物中的磷酸彻底萃取干净，将经过萃取的萃余溶液有机物再加入30ml左右纯水，摇匀后静置分层后，将下层萃取液加入NaOH滴定后的磷酸溶液中，如果变回粉红色，证明萃取不彻底，则补充滴定过程，两次滴定的碱量之和为滴定结果，以确保结果准确；五、计算，根据微量滴定管刻度读取滴定碱溶液体积、浓度以及磷酸在47℃下的电离常数，计算出萃取液中酸浓度。上述人工滴定方法工人劳动强度大，效率低，对化工装置生产变化反应不及时，对于部分装置，酸碱度的变化有可能导致设备的腐蚀、化学反应失控爆炸等后果。对于上述人工滴定方法存在的问题，本申请人之前提交的文件（公告号为CN205484380U,公告日为2015年8月17日）中公开了一种有机物酸碱度测量系统，如图1所示，包括取样单元、萃取单元、测量单元和运算控制及输出单元，所述运算控制及输出单元控制取样单元和萃取单元并监测测量单元，所述取样单元、萃取单元以及测量单元之间通过管路进行连接，所述取样单元和萃取单元设有恒温装置；所述测量系统还包括样品回收装置，所述样品回收装置包括收集容器60，所述收集容器60分别与取样单元、萃取单元以及测量单元连接。其中，取样单元包括计量筒23，计量筒23上设有进料口和出料口，进料口连接第一管路和第二管路，出料口则通过第三管路连接到萃取单元，第一管路设有第一针型阀和第一电磁阀，第二管路上设有第二针型阀和第二电磁阀，第三管路上设有第三电磁阀；萃取单元2包括搅拌器21和分离器22，搅拌器21上设有搅拌电机211，搅拌电机211连接并控制搅拌轴212，搅拌器21上端通过管路连接到收集容器60；测量单元3包括测量池31，测量池31通过管路连接到收集容器60；该有机物酸碱度测量系统为在线间歇测量，采样周期约为10-15分钟，其对于酸碱度缓慢变化的化工装置，可以基本反映系统酸碱度的变化，且在每次采样测量结束后，与下一周期采样完成开始进入测量步骤前，输出值保持不变；应用该有机物酸碱度测量系统的测量结果取得如图2所示的响应曲线，其中，一方面，由于测量系统取样周期约在10-15分钟，因此可以基本还原被测量周期大于20-30分钟的波动，以在1小时的时间段内为例，完成了5次采样及分析测量的过程，加上样品置换、配比、搅拌、萃取等过程产生的纯滞后△t1时间；另一方面，其测量结果取得如图2所示的响应曲线与通过理论计算及分析得到的如图3所示的理论响应曲线相比失真较大。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种采用连续测量并能实时响应介质酸碱度变化的有机物酸碱度在线测量系统。为了解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案得以解决：有机物酸碱度在线测量系统，包括取样单元、萃取单元、测量单元和运算控制及输出单元，取样单元、萃取单元以及测量单元之间通过管路进行连接，运算控制及输出单元控制取样单元和萃取单元并监测测量单元；取样单元包括静态混合器，静态混合器设有第一进料口、第二进料口和出料口，通过第一管路将被测量有机溶液从第一进料口输入静态混合器，通过第二管路将去离子水从第二进料口输入静态混合器，出料口通过第三管路连接到萃取单元；其中，被测量有机溶液与去离子水之间按照1:3的流量比例输入静态混合器，通过第三管路将静态混合器中经过初步混合的被测量有机溶液与去离子水的混合液输送到萃取单元中。与现有技术的一种有机物酸碱度测量系统相比，本技术专利通过静态混合器取代原有的计量筒作为取样单元，使得分别通过两路管路将被测量有机溶液与去离子水同时输入静态混合器经初步混合之后，再输送给萃取单元中，实现了被测量有机溶液与去离子水在被输送进入萃取单元之前就采取了初步混合的处理操作，既节省了计量筒装置，又提高了系统测量效果和效率。采用连续测量并能实时响应介质酸碱度变化的测量系统，通过在萃取过程之前增设静态混合器并对被测量有机溶液与去离子水进行初步混合，使得对化工装置酸碱度变化进行的测量结果所得到的响应曲线与现有技术所得到的响应曲线相比更接近理论响应曲线，能更真实的还原酸碱度变化情况，且置换过程导致的纯滞后时间也更短。本技术专利中，静态混合器内的混合通道设有扰流网，扰流网固定设有扰动叶轮，扰流网与扰动叶轮的组合结构设置，进一步提高了被测量有机溶液与去离子水同时输入静态混合器之后的初步混合效果和效率。其中，静态混合器内的混合通道设有水平混合单元和垂直混合单元，扰流网分布于水平混合单元和垂直混合单元中，扰动叶轮固定设置于垂直混合单元中，扰动叶轮包括主叶片、第一叶片和第二叶片，主叶片设有凹口和卡口，第一叶片和第二叶片分别交叉设置于主叶片的正反两面，相邻的两个主叶片通过卡口沿周向交错固定连接，被测量有机溶液与去离子水形成的混合液流顺沿凹口流向出料口；水平混合单元和垂直混合单元的设置以及组合式扰动叶轮的设置，进一步提高了被测量有机溶液与去离子水同时输入静态混合器之后在静态混合器的混合通道内的初步混合效果和效率。作为优选，还包括样品回收装置，样品回收装置包括收集容器，收集容器的轻介质入口通过管路与萃取单元连接，收集容器的重介质入口通过管路与测量单元连接，收集容器顶部设有排气口。作为优选，萃取单元包括混合搅拌器、T型分离器，混合搅拌器上部通过第三管路与出料口连接，混合搅拌器下部通过第四管路连接到T型分离器，T型分离器上端通过第五管路连接到收集容器的轻介质入口，T型分离器下端通过第六管路连接到测量单元；混合搅拌器设有搅拌电机，搅拌电机连接并控制搅拌轴。作为优选，混合搅拌器和T型分离器的进口端均连接有自力式温控阀，T型分离器的进口端还设有温度测量仪。作为优选，第六管路连接有排空截止阀。排空截止阀用于与系统的隔离及系统排净，以方便检修。作为优选，测量单元包括测量池，测量池底部通过第六管路与T型分离器下端连接，测量池上部通过第七管路连接到收集容器的重介质入口，测量池顶部设有pH测量仪。作为优选，收集容器的重介质入口的高度大于测量池的高度，收集容器的重介质入口的高度大于混合搅拌器高度的三分之二，并且混合搅拌器高度的三分之二位置介于测量池的高度与收集容器的高度之间，以防止测量池及混合搅拌器在连续工作过程中发生干涸现象。本技术专利作出如下定义并满足如下要求：分离器水平中轴线到收集容器的重介质入口的高度为h，分离器水平中轴线到收集容器的轻介质入本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机物酸碱度在线测量系统，其特征在于：包括取样单元（1）、萃取单元（2）、测量单元（3）和运算控制及输出单元（4），取样单元（1）、萃取单元（2）以及测量单元（3）之间通过管路进行连接，运算控制及输出单元（4）控制取样单元（1）和萃取单元（2）并监测测量单元（3）；取样单元（1）包括静态混合器（10），静态混合器（10）设有第一进料口（101）、第二进料口（102）和出料口（103），通过第一管路（8）将被测量有机溶液从第一进料口（101）输入静态混合器（10），通过第二管路（13）将去离子水从第二进料口（102）输入静态混合器（10），出料口（103）通过第三管路（11）连接到萃取单元（2）；其中，被测量有机溶液与去离子水之间按照1:3的流量比例输入静态混合器（10），通过第三管路（11）将静态混合器（10）中经过初步混合的被测量有机溶液与去离子水的混合液输送到萃取单元（2）中。

【技术特征摘要】
1.有机物酸碱度在线测量系统，其特征在于：包括取样单元（1）、萃取单元（2）、测量单元（3）和运算控制及输出单元（4），取样单元（1）、萃取单元（2）以及测量单元（3）之间通过管路进行连接，运算控制及输出单元（4）控制取样单元（1）和萃取单元（2）并监测测量单元（3）；取样单元（1）包括静态混合器（10），静态混合器（10）设有第一进料口（101）、第二进料口（102）和出料口（103），通过第一管路（8）将被测量有机溶液从第一进料口（101）输入静态混合器（10），通过第二管路（13）将去离子水从第二进料口（102）输入静态混合器（10），出料口（103）通过第三管路（11）连接到萃取单元（2）；其中，被测量有机溶液与去离子水之间按照1:3的流量比例输入静态混合器（10），通过第三管路（11）将静态混合器（10）中经过初步混合的被测量有机溶液与去离子水的混合液输送到萃取单元（2）中。2.根据权利要求1所述的有机物酸碱度在线测量系统，其特征在于：还包括样品回收装置（6），样品回收装置（6）包括收集容器（60），收集容器（60）的轻介质入口（601）通过管路与萃取单元（2）连接，收集容器（60）的重介质入口（602）通过管路与测量单元（3）连接，收集容器（60）顶部设有排气口（603）。3.根据权利要求2所述的有机物酸碱度在线测量系统，其特征在于：萃取单元（2）包括混合搅拌器（21）、T型分离器（22），混合搅拌器（21）上部通过第三管路（11）与出料口（103）连接，混合搅拌器（21）下部通过第四管路（14）连接到T型分离器（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧曜君，安瑜，
申请(专利权)人：萧曜君，安瑜，
类型：新型
国别省市：江苏,32