一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统与方法，包括对反应釜内悬浮反应液进行测量的测量装置，测量装置与反应釜之间构成实时循环系统，整个测量由自动化系统控制，使用PLC程序控制整个工艺过程，包括在线抽取过滤具有悬浮颗粒的反应溶液、在线测量pH和上传数值、自动冲洗pH电极、自动注入缓冲溶液保护pH电极、自动控制反应釜内加碱(酸)流量调节反应液酸碱度、过程自动指示，这种智能化控制手段精确、方便，又能节省人工和时间成本。又能节省人工和时间成本。又能节省人工和时间成本。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统与方法


[0001]本专利技术属于溶液检测
，尤其涉及一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统与方法。

技术介绍

[0002]现有的在线检测pH值装置都是针对反应体系是纯溶液体系，不能含有胶体和悬浮颗粒，仅仅只是考虑反应体系溶液的温度、浓度和其它离子的相关影响；
[0003]pH的测量反映的是一个离子扩散的动态平衡过程，反应釜中物料的组成、状态和流动的速度、所处环境等都对工业在线pH值的测量结果有着较大的影响，特别是当反应体系产物中有悬浮颗粒或胶状物质时，因为存在着液接界电势和流动电势的影响，要准确测量pH值在胶体化学和分析化学的研究中就有一定的难度，而对反应釜中有悬浮颗粒的溶液pH值在线直接测量就更加困难，目前现有技术中还没有很好的解决这个问题，许多实际化工生产中仍需要采取人工取样，将溶液进行处理后才能检测pH值，这不仅造了成人工和生产时间的浪费，也会造成安全隐患，无疑是自动化生产过程中的一大痛点。
[0004]而且现有的在线检测pH装置是直接在生产工艺中被检测液体的主管道上安装或将检测电极深入到反应釜深处安装，缺少电极的校准和清洗及养护环节，造成实际生产中在线pH测量不准确且电极的损耗较大，大大缩短了pH电极的使用寿命，这无疑也是不小的成本消耗。
[0005]为此，我们提出一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统与方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统与方法,以解决现在的一些在线测量pH值的技术大都是单一的pH数值测定，或仅含有测量后的电极水洗过程，没有把溶液的前处理、测量结果的使用、电极的养护、加酸或加碱、过程的控制等一系列问题一揽子解决，也即没有把pH测量和反应控制全过程的各个环节用工业自动化控制技术串联一体，降低人工成本，以最大限度的提高劳动生产力的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统的具体技术方案如下：包括反应釜，反应釜内设有对悬浮反应液进行过滤的过滤头，其过滤头连接在抽液管上，抽液管上安装有可正反抽取的抽液泵，抽液管另一端连接溶液流入管，溶液流入管贯穿设置在大容器的侧壁上，所述大容器内设有小容器，小容器内设有pH计探头，pH计探头通过与其连接的升降装置可上下移动，溶液流入管上连接有分支管路，溶液通过分支管路同时流入到小容器中，pH计探头可在小容器内测量溶液的流动和反映溶液的即时状态，其反应釜、pH计探头、抽液泵、升降装置均与控制系统连接，大容器上设有溶液流出管，在溶液达到溶液流出管高度时，通过管道流回反应釜中。
[0008]进一步，所述过滤头包括框架网兜，所述框架网兜的内腔设有方便过滤头沉入反应釜溶液中的配重块，框架网兜的外围包覆有过滤网。
[0009]进一步，所述大容器中设置清洗水管，其清洗水管上分出多个喷水管口，喷水管口贯穿延伸位于小容器中，清洗水管的顶端连接清洗水泵管，其清洗水泵管连接清洗水泵，所述清洗水泵与控制系统连接。
[0010]进一步，所述小容器内设有用于抽取小容器内清洗后用水的抽水管，其抽水管另一端连接抽水水泵管，抽水水泵管的另一端连接抽水水泵，所述抽水水泵与控制系统连接。
[0011]进一步，所述pH计探头包括pH电极和变送器，变送器用于将pH测量值传送至控制系统，pH电极的底端设有pH电极玻璃球。
[0012]进一步，所述小容器内设有缓冲溶液管，其缓冲溶液管另一端连接缓冲溶液水泵管，缓冲溶液水泵管的另一端连接缓冲溶液水泵，所述缓冲溶液水泵与控制系统连接，抽取缓冲溶液，经缓冲溶液水泵管与缓冲溶液管进入到小容器中，将pH电极玻璃球以上部分浸没其中，保护pH电极。
[0013]进一步，所述控制系统为PLC控制器和DCS中心。
[0014]进一步，所述升降装置和大容器安装在支架底座上。
[0015]进一步，所述升降装置包括电推杆，电推杆固定在电推杆底座上，电推杆底座连接在支架上，支架连接在支架底座上，电推杆的伸缩端连接连接杆，连接杆的另一端连接pH计探头。
[0016]一种在线测量悬浮反应液pH系统的过程控制方法，包括如下步骤：
[0017]S1:在反应体系中选择性的过滤悬浮的颗粒和胶状物质，抽液泵抽取反应溶液经管道到大容器和小容器中，降低体系的接界电位，确保符合pH测量所需要的溶液性质要求；
[0018]S2:在整个的反应过程中，按PLC程序自动控制抽液泵正、反转，以冲洗过滤头，保持过滤头不被堵塞，保持正常的液体抽取，抽取的液体流过大容器和小容器后，由大容器的出口流回反应釜中，构成一个釜外循环系统；
[0019]S3:利用pH计探头在线测量小容器中实时流动的溶液，从而控制整个反应体系和过程的pH值；
[0020]S4:测量的pH值，如果远离反应的终点，则通过PLC控制流量计以恒定速度加碱(或酸)，当接近过程pH值前，则控制流量计缓慢加碱(或酸)，逐步到过程，在目标pH值处停留几分钟，观察pH值变化，直至反应体系达到稳定的目标pH值，PLC控制pH计探头和流量计停止；
[0021]S5：pH计探头和流量计停止工作后，启动抽液泵反转抽取大容器和小容器中的反应溶液回反应釜；
[0022]S6：待溶液抽完后，启动电推杆向上推起，将pH电极上推，启动清洗水泵抽取清水通过喷洗水泵管入口，经管道分为两个喷水管口冲洗pH计探头，PLC启动抽水水泵经管道口将清洗电极的清洗水抽干后，控制电推杆回到原位。
[0023]S7：程序启动缓冲溶液水泵抽取储藏瓶中的缓冲溶液经缓冲溶液水泵管与缓冲溶液管注入到小容器中，将pH电极玻璃球及以上部分浸没其中，保护pH电极。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025](1)新型抽取反应液滤头的设计和采取的抽液泵正、反转操作，抽取液体和反冲液体的间隙性交替进行，使得悬浮颗粒不能吸附在滤头周围，抽取的液体稳定均匀，使化工生产中产生的胶体和悬浮液pH值得以在线测定，解决了工业生产中的一大难题。
[0026](2)精巧设计了完整地在线测量pH系统的装置，使其测量标准化、系统化，既保证
了pH测量的精确性，又延长了测试电级的寿命，降低了成本。
[0027](3)抽滤液进入大容器后，经分支管分流部分滤液进入小容器的巧妙设计，构筑了反应釜内和测量容器内反应液体系的实时循环系统，确保即时在线反应液的抽取、pH值的测量、反应釜内反应液pH的调节和过程的确定。
[0028](4)使用PLC程序控制整个工艺过程，包括在线抽取过滤具有悬浮颗粒的反应溶液、在线测量pH和上传数值、自动冲洗pH电极、自动注入缓冲溶液保护pH电极、自动控制反应釜内加碱(酸)流量调节反应液酸碱度、过程自动指示。这种智能化控制手段精确、方便，又能节省人工和时间成本。
[0029](5)整个系统不含金属材料，可应用于强酸、强碱反应体系的pH值及相关数据的在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统，包括反应釜，其特征在于，反应釜内设有对悬浮反应液进行过滤的过滤头(1)，其过滤头(1)连接在抽液管上，抽液管上安装有可正反抽取的抽液泵，抽液管另一端连接溶液流入管(4)，溶液流入管(4)贯穿设置在大容器(7)的侧壁上，所述大容器(7)内设有小容器(6)，小容器(6)内设有pH计探头，pH计探头通过与其连接的升降装置可上下移动，溶液流入管(4)上连接有分支管路(5)，溶液通过分支管路(5)同时流入到小容器(6)中，pH计探头可在小容器(6)内测量溶液的流动和反映溶液的即时状态，其反应釜、pH计探头、抽液泵、升降装置均与控制系统连接，大容器(7)上设有溶液流出管(10)，在溶液达到溶液流出管(10)高度时，通过管道流回反应釜中。2.根据权利要求1所述的一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统，其特征在于，所述过滤头(1)包括框架网兜(102)，所述框架网兜(102)的内腔设有方便过滤头(1)沉入反应釜溶液中的配重块(103)，框架网兜(102)的外围包覆有过滤网(101)。3.根据权利要求1所述的一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统，其特征在于，所述大容器(7)中设置清洗水管(2)，其清洗水管(2)上分出多个喷水管口(9)，喷水管口(9)贯穿延伸位于小容器(6)中，清洗水管(2)的顶端连接清洗水泵管(11)，其清洗水泵管(11)连接清洗水泵，所述清洗水泵与控制系统连接。4.根据权利要求3所述的一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统，其特征在于，所述小容器(6)内设有用于抽取小容器(6)内清洗后用水的抽水管(3)，其抽水管(3)另一端连接抽水水泵管(12)，抽水水泵管(12)的另一端连接抽水水泵，所述抽水水泵与控制系统连接。5.根据权利要求1所述的一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统，其特征在于，所述pH计探头包括pH电极(14)和变送器，变送器用于将pH测量值传送至控制系统，pH电极(14)的底端设有pH电极玻璃球(8)。6.根据权利要求5所述的一种全自动测量反应釜内悬浮反应液pH的系统，其特征在于，所述小容器(6)内设有缓冲溶液管(15)，其缓冲溶液管(15)另一端连接缓冲溶液水泵管(13)，缓冲溶液水泵管(13)的另一端连接缓冲溶液水泵，所述缓冲溶液水泵与控制系统连接，抽取缓冲溶液，经缓冲溶液水泵管(13)与缓冲溶液管(15)进入到小容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋旭东，谢安建，汪春侠，詹璇，赵跃东，罗毅，郭警中，吴小松，
申请(专利权)人：安徽维德工业自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：