一种适用于工业生产的PH值在线分析装置及其应用.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104237319 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104237319 A (21)申请号 201410503747.9 (22)申请日 2014.09.26 G01N 27/00(2006.01) (71)申请人 安徽淮化股份有限公司 地址 232038 安徽省淮南市田家庵区泉山安 徽淮化股份有限公司技术研发中心 (72)发明人 黎军 张静忠 陈伟 李学海 (74)专利代理机构 北京双收知识产权代理有限 公司 11241 代理人 王菊珍 (54) 发明名称 一种适用于工业生产的 pH 值在线分析装置 及其应用 (57) 摘要 本发明提供了一种适用。

2、于工业生产的 pH 值 在线分析装置， 包括冷却器、 缓冲罐及 pH 在线分 析仪， 冷却器包括外壳体和换热盘管装置， 所述外 壳体的侧壁的下部设有冷却水进口， 顶部设有冷 却水出口， 所述换热盘管装置设置在外壳体内， 所 述换热盘管装置包括设置在外壳体的顶部的进液 口和设置在外壳体的侧壁下部的出液口， 进液口 和出液口之间设有盘管 ； 缓冲罐的侧壁下端设有 缓冲罐进口， 缓冲罐进口与出液口之间相联通， 缓 冲罐的侧壁设有温度表， 缓冲罐的顶部还设有缓 冲罐出口， 缓冲罐出口与依次串联有流速调节阀 和流量计的溶液出口管线相连， 缓冲罐顶部安装 有 pH 在线分析仪。本发明装置将温度高和流速 大。

3、的溶液温度降低、 流速减小， 可以及时准确分析 pH 值。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104237319 A CN 104237319 A 1/1 页 2 1. 一种适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其特征在于 ： 包括冷却器 (1)、 缓冲罐 (2) 及 pH 在线分析仪 (3)， 所述冷却器 (1) 包括外壳体 (11) 和换热盘管装置 (12)， 所述 外壳体 (11) 的侧壁下部设有冷却水进口 (111)， 。

4、所述外壳体 (11) 的顶部设有冷却水出口 (112)， 冷却水在所述外壳体 (11) 内流动， 所述换热盘管装置 (12) 设置在外壳体 (11) 内， 所述换热盘管装置 (12) 包括设置在所述外壳体 (11) 的顶部的进液口 (121) 和设置在所述 外壳体(11)的侧壁下部的出液口(122)， 所述进液口(121)和出液口(122)之间设有盘管 ； 所述缓冲罐(2)的侧壁下部设有缓冲罐进口(21)， 所述缓冲罐进口(21)与出液口(122)之 间相联通， 所述缓冲罐(2)的侧壁设有温度表(23)， 所述缓冲罐(2)的顶部还设有缓冲罐出 口(22)， 所述缓冲罐出口(22)与依次串联有流。

5、速调节阀(4)和流量计(5)的溶液出口管线 (7) 相连， 所述缓冲罐 (2) 的顶部安装有 pH 在线分析仪 (3)， 所述 pH 在线分析仪 (3) 包括 玻璃探头 (31)， 所述玻璃探头 (31) 完全浸入溶液内部。 2.根据权利要求1所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置， 其特征在于 ： 所述pH 在线分析仪 (3) 通过螺纹连接在所述缓冲罐 (2) 的顶部。 3. 根据权利要求 2 所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其特征在于 ： 所述缓 冲罐进口 (21) 与出液口 (122) 之间通过法兰 (6) 连接。 4. 根据权利要求 3 所述的适用于工业生产的 pH 。

6、值在线分析装置， 其特征在于 ： 所述冷 却器 (1) 的底部和所述缓冲罐 (2) 的底部分别设置有排污口一 (113) 和排污口二 (24)。 5. 根据权利要求 4 所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其特征在于 ： 所述冷 却器 (1) 的直径为 0.5-0.8m， 高度为 1.0-1.5m。 6. 根据权利要求 5 所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其特征在于 ： 所述盘 管的直径在 15-25mm 之间。 7. 根据权利要求 6 所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其特征在于 ： 所述溶 液出口管线 (7) 的直径在 15-25mm 之间。 8.。

7、根据权利要求1-7任意一项所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置， 其特征在 于 ： 所述缓冲罐 (2) 直径为 100-200mm。 9. 权利要求 1-8 任意一项所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置在镁尾水中和 排放中 pH 值控制的应用。 10.权利要求1-8任意一项所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置在尿素硝铵溶 液生产中 pH 值控制的应用。 权 利 要 求 书 CN 104237319 A 2 1/4 页 3 一种适用于工业生产的 pH 值在线分析装置及其应用 技术领域 0001 本发明涉及一种适用于工业生产的 pH 值在线分析装置及其应用。 背景技术 0002 工。

8、业生产中溶液的 pH 值是一项常规检查项目， 比较准确方便的检测仪表是在线 检测仪， 该检测仪安装在溶液储罐或工艺管线适当位置， 通过连接导线、 变送器和显示屏可 以快速、 灵敏的检测出溶液的 pH 值大小， 不需要频繁的人工取样分析。人工取样分析不仅 劳动强度大， 而且多次分析， 间断取样， 操作时间长， 误差大， 不利于自动化和大规模生产。 0003 在自动分析中， 一般的 pH 检测仪为玻璃电极， 主要部件为塑料材质， 测量探头为 玻璃材质， 适用的温度、 压力较低， 适用温度在 0-60以内， 适用压力在 0-0.3MPa， 较高的 温度会造成玻璃电极损坏， 液体的流速应在 0-0.5。

9、m/s 之间， 液体的流速大于 0.5m/s 时， pH 检测值偏差增大， 所以 pH 分析检测仪安装位置应在固定的设备， 液体静止不动， 或是安装 在流速小于 0.5m/s 的管线、 设备上面。但是， 现有工业生产中溶液的 pH 值在线分析系统， 存在 pH 检测分析仪在温度高和流速大的条件下难以使用， 检测仪容易损坏的缺陷。 发明内容 0004 针对上述技术问题， 本发明的目的是提供一种适用于工业生产的 pH 值在线分析 装置， 将温度高和流速大的溶液温度降低、 流速减小， 可以及时准确分析pH值， 满足了pH检 测仪的测量条件， 确保在线分析的要求， 且方便、 实用。 0005 本发明采。

10、用的技术方案是 ： 0006 一种适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 包括冷却器、 缓冲罐及 pH 在线分析 仪， 所述冷却器包括外壳体和换热盘管装置， 所述外壳体的侧壁下部设有冷却水进口， 所述 外壳体的顶部设有冷却水出口， 冷却水在所述外壳体内流动， 所述换热盘管装置设置在外 壳体内， 所述换热盘管装置包括设置在所述外壳体的顶部的进液口和设置在外壳体的侧壁 下部的出液口， 所述进液口和出液口之间设有盘管 ； 所述缓冲罐的侧壁下部设有缓冲罐进 口， 所述缓冲罐进口与所述出液口之间相联通， 所述缓冲罐的侧壁设有温度表， 所述缓冲罐 的顶部设有缓冲罐出口， 所述缓冲罐出口与依次串联有流速调。

11、节阀和流量计的溶液出口管 线相连， 所述缓冲罐的顶部安装有 pH 在线分析仪， 所述 pH 在线分析仪包括玻璃探头， 所述 玻璃探头完全浸入溶液内部。 0007 本发明所述的适用于工业生产的pH值在线分析装置， 其中， 所述pH在线分析仪通 过螺纹连接在所述缓冲罐的顶部。 0008 本发明所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其中， 所述缓冲罐进口与出 液口之间通过法兰连接。 0009 本发明所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其中， 所述冷却器的底部和 所述缓冲罐的底部分别设有排污口一和排污口二。 0010 本发明所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其中， 。

12、所述冷却器的直径为 说 明 书 CN 104237319 A 3 2/4 页 4 0.5-0.8m， 高度为 1.0-1.5m。 0011 本发明所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其中， 所述盘管直径在 15-25mm 之间。 0012 本发明所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其中， 所述溶液出口管线的 直径在 15-25mm 之间。 0013 本发明所述的适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 其中， 所述缓冲罐直径为 100-200mm。 0014 本发明还提供了适用于工业生产的pH值在线分析装置在镁尾水中和排放中pH值 控制的应用。 0015 本发明还提供了。

13、适用于工业生产的 pH 值在线分析装置在尿素硝铵溶液生产中 pH 值控制的应用。 0016 本发明有益效果 ： 0017 本发明适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 将温度高和流速大的溶液温度降 低、 流速减小， 可以及时准确分析 pH 值， 满足了 pH 检测仪的测量条件， 确保在线分析的要 求， 且方便、 实用。 0018 本发明适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 所述缓冲罐进口与出液口之间通 过法兰连接， 方便拆卸和及时检修装置内盘管等部件。 0019 本发明适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 通过在冷却器的底部和缓冲罐的 底部分别设置有排污口一和排污口二， 可以定期打开。

14、排放冷却器和缓冲罐内的污物。 附图说明 0020 图 1 为本发明适用于工业生产的 pH 值在线分析装置的结构示意图 ； 0021 图 2 为本发明适用于工业生产的 pH 值在线分析装置的俯视图。 0022 图中 ： 1、 冷却器 ； 11、 外壳体 ； 111、 冷却水进口 ； 112、 冷却水出口 ； 113、 排污口一 ； 12、 换热盘管装置 ； 121、 进液口 ； 122、 出液口 ； 2、 缓冲罐 ； 21、 缓冲罐进口 ； 22、 缓冲罐出口 ； 23、 温度表 ； 24、 排污口二 ； 3、 pH 在线分析仪 ； 31、 玻璃探头 ； 4、 流速调节阀 ； 5、 流量计 ； 。

15、6、 法 兰 ； 7、 溶液出口管线。 0023 以下将结合附图和实施例， 对本发明进行较为详细的说明。 具体实施方式 0024 实施例 1 0025 如图 1 和图 2 所示， 一种适用于工业生产的 pH 值在线分析装置， 包括冷却器 1、 缓 冲罐 2 及 pH 在线分析仪 3， 冷却器 1 包括外壳体 11 和换热盘管装置 12， 外壳体 11 的侧壁 的下部设有冷却水进口 111， 外壳体 11 的顶部设有冷却水出口 112， 冷却水在外壳体 11 内 流动， 换热盘管装置 12 设置在外壳体 11 内， 换热盘管装置 12 包括设置在外壳体 11 的顶部 的进液口 121 和设置在外。

16、壳体 11 的侧壁下部的出液口 122， 进液口 121 和出液口 122 之间 设有盘管， 盘管的直径为 20mm 的不锈钢管线， 冷却器 1 直径为 0.5m， 高度 1.0m ； 缓冲罐 2 的 侧壁下部设有缓冲罐进口 21， 缓冲罐进口 21 与出液口 122 之间通过法兰 6 连接， 缓冲罐 2 的侧壁设有温度表 23， 缓冲罐 2 的顶部还设有缓冲罐出口 22， 冷却器 1 和缓冲罐 2 的底部 说 明 书 CN 104237319 A 4 3/4 页 5 分别设有排污口一 113 和排污口二 24， 缓冲罐 2 直径为 200mm， 高度为 0.5m， 缓冲罐出口 22 与依次串。

17、联有流速调节阀 4 和流量计 5 的溶液出口管线 7 相连， 溶液出口管线 7 的直径为 20mm， 缓冲罐 2 的顶部安装有 pH 在线分析仪 3， pH 在线分析仪 3 通过螺纹连接在缓冲罐 2 的顶部， pH 在线分析仪 3 包括玻璃探头 31， 玻璃探头 31 完全浸入溶液内部。 0026 本实施例适用于工业生产的 pH 值在线分析装置的工作原理 ： 外壳体 11 通入冷却 水， 冷却水从冷却水进口 111 进入， 从冷却水出口 112 流出， 冷却水在外壳体 11 内流动， 需 检测 pH 值的溶液从进液口 121 进入， 从出液口 122 流出， 溶液从出液口 122 流出， 通过。

18、缓冲 罐进口 21 进入缓冲罐下部， 溶液从缓冲罐出口 22 流出， 观察流量表 5 和温度计 23 指示， 控制流量调节阀 4 阀门开度大小， 控制溶液的流速和温度， 阀门开大， 溶液出口管线 7 和缓 冲罐 2 内溶液流动较快， 阀门关小， 溶液出口管线 7 和阀门内流速较慢， 将溶液流速控制在 0.5m/s 以内， 温度控制在 0-60， 缓冲罐 2 内溶液温度高时关小流速调节阀 4。 0027 本实施例适用于工业生产的pH值在线分析装置在镁尾水中和排放中pH值控制的 应用， 0028 镁尾水中和排放 ： 间接法浓硝酸废水称为镁尾水， 镁尾水排放至中和池， 镁尾水温 度一般为 40-50。

19、， pH 值一般小于 1， 排放前需加入液碱氢氧化钠中和， 中和废液 pH 值应达 到 6-9， pH 值稳定后可以外排， 但是， 中和时会发生放热反应， 废水温度会升高到 60-80， 容易损坏 pH 检测分析仪。 0029 本实施例适用于工业生产的 pH 值在线分析装置在镁尾水中和排放中 pH 值控 制的应用过程 ： 将镁尾水中和废液通过输送泵加入到盘管内， 通过冷却水进口 111 和冷 却水出口 112 向外壳体 11 中通入冷却水降温， 镁尾水中和废液进入缓冲罐 2， 开大流量 调节阀 4， 控制流量计 5 流量在 2m3/h( 计算缓冲罐内液体流速流量 / 管线截面积 2/3600*。

20、3.14*0.1*0.1 0.018m/s) 以内， 缓冲罐 2 温度为 42， 缓冲罐 2 内中和废液通过 溶液出口管线回流至中和池， 缓冲罐 2 内镁尾水中和废液 pH 值从 0.5 缓慢上升至 pH 值为 7.2， 并保持稳定， 说明中和合格， 镁尾水中和废水可以外排。 0030 实施例 2 0031 与实施例1的区别在于 ： 冷却器1直径为0.8m， 高度1.5m ； 盘管的直径为25mm ； 缓 冲罐 2 直径为 100mm， 高度为 0.5m ； 溶液出口管线 7 的直径为 15mm。 0032 实施例 3 0033 如图 1 和图 2 所示， 一种适用于工业生产的 pH 值在线分。

21、析装置， 包括冷却器 1、 缓 冲罐 2 及 pH 在线分析仪 3， 冷却器 1 包括外壳体 11 和换热盘管装置 12， 外壳体 11 的侧壁 的下部设有冷却水进口 111， 外壳体 11 的顶部设有冷却水出口 112， 冷却水在外壳体 11 内 流动， 换热盘管装置 12 设置在外壳体 11 内， 换热盘管装置 12 包括设置在外壳体 11 的顶部 的进液口 121 和设置在外壳体 11 的侧壁下部的出液口 122， 进液口 121 和出液口 122 之间 设有盘管， 盘管的直径为 20mm 的不锈钢管线， 冷却器 1 直径为 0.6m， 高度 1.5m ； 缓冲罐 2 的 侧壁下部设有缓。

22、冲罐进口 21， 缓冲罐进口 21 与出液口 122 之间通过法兰 6 连接， 缓冲罐 2 的侧壁设有温度表 23， 缓冲罐 2 的顶部还设有缓冲罐出口 22， 冷却器 1 和缓冲罐 2 底部分 别设有排污口一 113 和排污口二 24， 缓冲罐 2 直径为 200mm， 高度为 0.5m， 缓冲罐出口 22 与依次串联有流速调节阀 4 和流量计 5 的溶液出口管线 7 相连， 溶液出口管线 7 的直径为 20mm， 缓冲罐 2 顶部安装有 pH 在线分析仪 3， pH 在线分析仪 3 通过螺纹连接在缓冲罐 2 顶 说 明 书 CN 104237319 A 5 4/4 页 6 部， pH 在线。

23、分析仪 3 包括玻璃探头 31， 玻璃探头 31 完全浸入溶液内部。 0034 本实施例适用于工业生产的 pH 值在线分析装置在尿素硝铵溶液 (UAN) 生产中 pH 值控制的应用， 0035 UAN 生产采用尿素溶液和硝铵溶液混合配制， 混合后溶液 pH 值一般在 8-9 之间， UAN 产品的 pH 值要求为 6.5-7.5， 一般通过加入稀硝酸溶液中和， 加酸时观察 pH 变化， 合格 后停止加酸， 由于溶液温度在 90-120， pH 检测仪容易损坏。 0036 本实施例适用于工业生产的 pH 值在线分析装置在尿素硝铵溶液 (UAN) 生产中 pH 值控制的应用过程 ： 将 UAN 配。

24、制槽中 UAN 溶液通过进液口 121 加入到冷却器 1， 通过冷却水 进口 111 和冷却水出口 112 向外壳体 11 中通入冷却水降温， UAN 溶液进入缓冲罐 2， 打开流 量调节阀 4， 控制流量在 2m3/h 以内， UAN 溶液返回至 UAN 配制槽， 换热后 UAN 溶液由 100 温度下降至 52， 加酸中和观察 pH 变化， 当 pH 在 6.6 时停止加酸， UAN 产品溶液温度最后 降至 40， 中和合格， 产品外送罐区。 0037 实施例 4 0038 与实施例3的区别在于 ： 冷却器1直径为0.8m， 高度1.5m ； 盘管的直径为15mm ； 缓 冲罐 2 直径为 100mm， 高度为 0.5m ； 溶液出口管线 7 的直径为 25mm。 0039 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述， 并非对本发明的范 围进行限定， 在不脱离本发明设计精神的前提下， 本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进， 均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。 说 明 书 CN 104237319 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104237319 A 7 。