一种强酸溶液在线浓度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及固废资源化领域，更具体的说，涉及一种固废焚烧资源化过程产生的强酸溶液在线浓度测量装置及方法。本装置，包括称量杯、称重系统、排酸中间储罐和回液泵：称量杯，接收被测酸液储罐的酸液，以溢流方式保证待测强酸溶液体积不变，并将溢出的酸液排出至排酸中间储罐；称重系统，用于对称量杯进行实时称重并记录；排酸中间储罐，用于暂存称量杯排出的酸液；回液泵，将排酸中间储罐中的酸液回流排入到喷淋酸回收塔中。本发明专利技术通过称重法测量一定液体体积的溶液质量，经过质量

【技术实现步骤摘要】
一种强酸溶液在线浓度测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及固废资源化领域，更具体的说，涉及一种固废焚烧资源化过程产生的强酸溶液在线浓度测量装置及方法。

技术介绍

[0002]高氟有机废物是氟氯化工行业产生的化工废料，是困扰氟化工行业可持续发展的一类固体废弃物，具有氟氯含量高、分解慢、成分复杂、生物累积毒性强等特点。
[0003]采用高温焚烧法处置高氟、氯含量的化工残渣，具备物料适用性广、处理速度快、减容减量大的优势，是目前处理高氟、高氯化工残渣的最新技术。
[0004]由于高含氟高氯化工残渣原料的高含氟高氯特征，焚烧后产生的烟气中氟化氢或氯化氢等强腐蚀气体浓度较高。利用氟化氢、氯化氢在水中溶解度高的特点，对焚烧尾部烟气进行水洗喷淋，去除烟气中的氟化氢/氯化氢气体，同时，将氟化氢、氯化氢富集到喷淋吸收液中生成氢氟酸、盐酸等强酸溶液，从而实现氟、氯资源的回收利用，实现变废为宝的资源化目标。
[0005]随着喷淋吸收液在吸收塔内不断地循环，吸收液中的强酸浓度越来越高，当氢氟酸或盐酸浓度达到酸回收浓度时，可以将副产的酸溶液泵送到副产酸成品储罐中。
[0006]副产得到的成品酸的浓度或纯度越高，生产副产酸消耗的水越少，氢氟酸或盐酸的资源利用的价值越大，也意味着副产氢氟酸、盐酸的经济价值越高，但是，由于氟、氯等强酸浓度直接测量仪表的困难，目前市场上还没有成熟的高浓度强酸浓度测量技术。
[0007]因此，测量溶液中酸浓度的技术方案，对具有高氟高氯有机废物焚烧资源化生产过程的副产强酸的浓度控制调整具有重要的意义。
[0008]目前，溶液中氢氟酸浓度可以通过下列方法进行测量：
[0009]1)理论上可以通过溶液的pH值进行氢氟酸浓度测定。
[0010]需要使用pH计准确测量出溶液的pH值，然后通过以下公式进行计算，最终得出氢氟酸浓度(mol/L)。
[0011]氢氟酸浓度的计算公式如下：
[0012][0013]其中，pKa为酸度系数，对于HF酸，pKa＝
‑
1；
[0014]pH(HF)为HF酸的PH值。
[0015]然而，由于氢氟酸的强腐蚀特性，常规工业用pH计在用于氢氟酸溶液实际测量时都会被快速腐蚀，因此，难以进行氢氟酸浓度的在线测量。
[0016]2)为了减少腐蚀，需要对待测HF溶液进行稀释再进行测量，通过稀释的倍数来折算实际的氢氟酸浓度。
[0017]但是，上述测量方法存在以下问题：一方面，稀释过程很复杂，在不知道原溶液浓度的情况下，并不好准确掌握稀释倍数；另一方面，氢氟酸会挥发影响测量的准确性，不适
用于在线测量，所谓在线测量即为实时连续地测量获得氢氟酸浓度结果。
[0018]3)采用二氧化硅与待测HF溶液反应，测生成的SiF4体积的方法。
[0019]但是，上述测量方法存在以下问题，如果待测酸溶液中含有氟硅酸，会占用两个H离子，从而导致按照pH计算出的浓度不准确。
[0020]4)在离线条件下，可以采用滴定法，通过与NaOH的反应来进行计算。
[0021]所谓离线条件是指非实时测量的条件下，先向溶液中滴加酚酞，然后逐滴已知浓度的NaOH溶液滴加到氢氟酸溶液中，直到酚酞完全褪色，通过以下公式进行计算，最终得出氢氟酸浓度(mol/L)。
[0022]氢氟酸浓度的计算公式如下：：
[0023][0024]其中，c(NaOH)为NaOH的浓度，V
NaOH
为所需的NaOH的体积，V为待测HF溶液体积。
[0025]但是，上述滴定法很难用于在线测量。
[0026]5)采用波美度来测量氢氟酸的浓度。
[0027]把波美比重计浸入所测溶液中，得到的度数叫波美度。将波美比重计洗净擦干，缓缓放入盛有待测试液的适当量筒中，勿碰及容器四周及底部，保持试液温度20℃，待其静置后，轻轻按下少许，然后待其自然上升静置至无气泡冒出后，从水平位置观察与液面相交处的刻度，即为试样的相对密度。如测定温度不是20℃，应对测得值加以校正。在读数时应以密度计与液体形成的弯月面下缘为准，若液体颜色较深时，则以弯月向上缘为准；操作时注意不要让密度计接触量筒壁及底部，待测液中不得有气泡；该法操作简便迅速，但准确性较差，需要试液量多，不适用于氢氟酸、盐酸这样极易挥发的试液。
[0028]上述测量方法劳动强度大，人员有接触氢氟酸或盐酸的强酸溶液的风险，存在安全隐患。
[0029]综上所述，目前亟需一种副产强酸浓度的在线测量技术方案，用于及时反馈吸收塔内的氢氟酸/盐酸等强酸溶液的浓度情况。

技术实现思路

[0030]本专利技术的目的是提供一种强酸溶液在线浓度测量装置及方法，解决现有技术中对于具有含氟、含氯有机废物焚烧资源化生产过程的氢氟酸、盐酸等强酸浓度难以进行在线测量的问题。
[0031]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种强酸溶液在线浓度测量装置，包括称量杯、称重系统、排酸中间储罐和回液泵：
[0032]所述称量杯，分别通过连接管道与被测酸液储罐、排酸中间储罐连接，接收被测酸液储罐的酸液，以溢流方式保证待测强酸溶液体积不变，并将溢出的酸液排出至排酸中间储罐；
[0033]所述称重系统，与称量杯相连接，用于对称量杯进行实时称重并记录；
[0034]所述排酸中间储罐，分别与称量杯、回液泵相连接，用于暂存称量杯排出的酸液；
[0035]所述回液泵，分别与喷淋酸回收塔、排酸中间储罐相连接，将排酸中间储罐中的酸液回流排入到喷淋酸回收塔中。
[0036]在一实施例中，所述强酸溶液在线浓度测量装置，还包括控制系统；
[0037]所述称重系统，包括称重传感器和数字重量变送器：
[0038]所述称重传感器，与称量杯、数字重量变送器连接，对称量杯进行实时称重，获得重量信号并发送至数字重量变送器；
[0039]所述数字重量变送器，与称重传感器、控制系统连接，将称重传感器的重量信号转化为质量数据，并将质量数据发送到控制系统。
[0040]在一实施例中，所述控制系统，通过以下表达式获得强酸溶液的浓度C：
[0041][0042]式中：C为被测强酸溶液的质量浓度，单位％；
[0043]m为称量杯中被测强酸溶液在溢流情况下的质量数据，单位kg；
[0044]m0为称量杯的空杯质量，单位kg；
[0045]V为称量杯中到溢流液位的有效容积，单位m3；
[0046]为水H2O的密度，单位为kg/m3；
[0047]ρ为被测强酸的密度，单位为kg/m3。
[0048]在一实施例中，所述称量杯，包括称量杯外壳，称量杯盖板和至少一个内部挡板：
[0049]所述至少一个内部挡板，与称量杯盖板连接，插入称量杯外壳内部，将称量杯外壳的内部空间分成至少两个子空间，用于加强酸液扰流；
[0050]所述称量杯盖板，与称量杯外壳连接，形成密闭空间；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强酸溶液在线浓度测量装置，其特征在于，包括称量杯、称重系统、排酸中间储罐和回液泵：所述称量杯，分别通过连接管道与被测酸液储罐、排酸中间储罐连接，接收被测酸液储罐的酸液，以溢流方式保证待测强酸溶液体积不变，并将溢出的酸液排出至排酸中间储罐；所述称重系统，与称量杯相连接，用于对称量杯进行实时称重并记录；所述排酸中间储罐，分别与称量杯、回液泵相连接，用于暂存称量杯排出的酸液；所述回液泵，分别与喷淋酸回收塔、排酸中间储罐相连接，将排酸中间储罐中的酸液回流排入到喷淋酸回收塔中。2.根据权利要求1所述的强酸溶液在线浓度测量装置，其特征在于，还包括控制系统；所述称重系统，包括称重传感器和数字重量变送器：所述称重传感器，与称量杯、数字重量变送器连接，对称量杯进行实时称重，获得重量信号并传输至数字重量变送器；所述数字重量变送器，与称重传感器、控制系统连接，将称重传感器的重量信号转化为质量数据，并将质量数据发送到控制系统。3.根据权利要求2所述的强酸溶液在线浓度测量装置，其特征在于，所述控制系统，通过以下表达式获得强酸溶液的浓度C：式中：C为被测强酸溶液的质量浓度，单位％；m为称量杯中被测强酸溶液在溢流情况下的质量数据，单位kg；m0为称量杯的空杯质量，单位kg；V为称量杯中到溢流液位的有效容积，单位m3；为水H2O的密度，单位为kg/m3；ρ为被测强酸的密度，单位为kg/m3。4.根据权利要求1所述的强酸溶液在线浓度测量装置，其特征在于，所述称量杯，包括称量杯外壳，称量杯盖板和至少一个内部挡板：所述至少一个内部挡板，与称量杯盖板连接，插入称量杯外壳内部，将称量杯外壳的内部空间分成至少两个子空间，用于加强酸液扰流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艺颗，马增益，方海滔，杨建敏，严建华，钱袁栋，方卓婷，黄志平，叶医龙，芮鹏，周为阳，孙静琦，
申请(专利权)人：衢州环新环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：