一种连续调节pH值的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液体(废水或废液或溶液等)的连续调节PH值处理，具体说是一种连续调节PH值的方法和装置。本发明所述方法和装置适用于:对含有较高浓度的易挥发性弱酸根和/或易挥发性弱碱离子的液体进行连续调节PH值，或使用含有较高浓度的易挥发性弱酸根和/或易挥发性弱碱离子的液体进行连续调节PH值。
【背景技术】
[0002]废液产生于各行各业的生产、碱洗或酸洗过程中，这些废液往往碱度高、成分复杂，必须经过处理才能回用、回收、排放或进入下一个处理环节。
[0003]在废液处理过程中往往需要调节pH值。一般认为调节pH值(或称中和过程)是酸碱反应，是最简单的化学反应，工业应用中不需要过多劳神。然而在实际应用中，用酸或碱对废液进行调节PH值这一看似简单的操作时，却出现颇多严重影响后续工艺处理或工艺目标实现的问题。
[0004]问题一，调节pH值操作非连续进行，例如酸缓慢加入碱液，导致操作速度慢。
[0005]比如:文献《环己酮生产中皂化废碱液的资源化利用及处理》(陶沙，化学工业与工程技术，2010, 31 (5)，58-60)中提到的调节pH值操作是:“硫酸以滴加的方式加入，当反应物料的PH值在2?2.5时，反应完毕”。
[0006]比如:在专利CN 101665297 B中提到的调节pH值操作是:“向含有……生产过程废水中加入定量的硫酸，控制加料速度和反应温度使反应放出的CO2气体较为均匀，避免物料剧烈翻腾”。
[0007]可见这些文献给出的调节pH值操作非连续进行，这会导致调节pH值操作速度慢，如果后续步骤需要连续进行，则需要增加间歇设备的数量以及复杂的切换自控系统。
[0008]另外专利CN 101665297 B中采用的“加入定量的硫酸”的方法不容易适应“生产过程废水”的浓度、流量波动。
[0009]问题二，采用连续自动控制来调节pH值时，调节后的pH值经常超出预定的目标pH值范围，导致控制系统方案复杂且故障多。
[0010]比如:文献《废碱液湿式氧化系统操作探讨》(方琦，乙烯工业2006，18 (4) 14-18)中，从湿式空气氧化WAO系统来的废碱液进入反应罐，在罐中与外界送入的硫酸经过搅拌器混合，使废碱液的PH值达到7.5后，再将废碱液送到装置界区外部的池子中。
[0011]按该文献所述方案操作时，反应罐外送的废碱液的pH值经常超出预定的目标pH值范围，可能的原因是:PH值测量点选在装置界区外部的池子从而导致滞后时间较长；但将调节重点放在混合区时，PH值在线分析仪测量时常会发生故障，经常要切换控制回路甚至改为手动操作。
[0012]问题三，众多的现有专利虽然给出了用酸或碱进行调节pH值所要求的目标pH值范围，也有文章给出了确定调节终点的PH值的方法，但都是基于间歇操作的实验方法，不适用于连续调节PH值操作。
[0013]现有技术中，对于通过控制调节pH值操作来实现预期的目标pH值范围这一调节结果的方法疏于研究，更没有给出工业上连续调节PH值时确定调节终点的方法，导致工业应用设计中难以实现目标PH值范围的调控。
[0014]总之，调节pH值这一看似简单的步骤存在着间歇操作速度慢、连续操作调控结果(调节后的PH值)超出预定的目标pH值范围和故障多的问题，严重限制了各种相关处理工艺的实施。
【发明内容】
[0015]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种连续调节pH值的方法和装置，对调节PH值(尤指废碱液调节pH值)的过程进行了详细的研究，找出内在规律，给出了工业应用设计中连续调节pH值时调节终点的确定思路及方法，并给出了适用于连续调节PH值的装置(反应器)，使调节pH值操作连续稳定运行，以克服现有调节pH值技术中间存在的问题。
[0016]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:
[0017]一种连续调节pH值的方法，其特征在于，具体包括如下步骤:
[0018]步骤1、将被调节液体和调节液体导入连续调节pH值的装置内，根据处理需要确定目标PH值范围，所述目标pH值范围指被调节液体在调节后要达到的pH值范围；
[0019]步骤2、测试达到目标pH值范围时，对应的调节液体与被调节液体的流量比例及监控点的pH值:得到达到目标pH值范围时,对应的调节液体与被调节液体的流量比例的范围，对应的监控点的pH值的范围，测试结束；
[0020]步骤3、进行连续调节pH值的操作:
[0021]根据步骤2得到的调节液体与被调节液体的流量比例的范围，以及监控点的pH值的范围，按照当前被调节液体的流量确定监控点的pH值的范围，确定调节液体与被调节液体的流量比例的范围与当前调节液体的流量，
[0022]在上述确定的范围内，调节或微调调节液体与被调节液体的流量，使测得的监控点的PH值在监控点的pH值的范围之内，则连续调节pH值的装置连续稳定运行。
[0023]在上述技术方案的基础上，所述连续调节pH值的装置内部设有与其配套的搅拌装置，
[0024]在连续调节pH值的装置内部设有pH值监控点，用于获取监控点的pH值，
[0025]在连续调节pH值的装置外部设有相应的被调节液体接收区，在接收区设有pH值监测点，用于获取监测点的pH值。
[0026]在上述技术方案的基础上，所述被调节液体，即被连续调节pH值的对象，优选为含有较高浓度的易挥发性弱酸根和/或易挥发性弱碱离子的液体，
[0027]所述调节液体，为与被调节液体酸碱性相反的液体，根据处理需要确定，优选为含有较高浓度的易挥发性弱酸根和/或易挥发性弱碱离子的液体。
[0028]在上述技术方案的基础上，所述被调节液体，优选为含有0.05mol/L以上易挥发性弱酸根和/或含有0.05mol/L以上易挥发性弱碱离子的液体，
[0029]所述调节液体，优选为含有0.05mol/L以上易挥发性弱酸根和/或含有0.05mol/L以上易挥发性弱碱离子的液体。
[0030]在上述技术方案的基础上，所述易挥发性弱酸根包括但不限于:碳酸根CO32、碳酸氢根HCO3、甲酸根HCOO、乙酸根H3C-COO、草酸根H00C-C00或00C-C00、硫离子S2中的一种或多种；
[0031]所述易挥发性弱碱离子包括但不限于:氨根NH4+、胺根R4N+中的一种或多种。
[0032]在上述技术方案的基础上，步骤2中，在被调节液体为特定流量时，目标pH值范围对应的监控点的pH值的范围通过以下方式之一进行测试:
[0033]在连续调节pH值的装置上进行，
[0034]在连续进料连续出料的小试调节pH值实验装置上进行，
[0035]在实验室间歇调节pH值滴定实验的基础上建立。
[0036]在上述技术方案的基础上，当在连续调节pH值的装置上进行测试时，具体步骤为:
[0037]步骤2.1、根据被调节液体的设计流量范围，首先从该设计流量范围的最低值开始，连续地向连续调节PH值的装置中加入被调节液体，同时连续地向连续调节pH值的装置中加入调节液体，连续出料，
[0038]读取监测点的pH值，当监测点的pH值符合目标pH值范围时，记录并得到当前被调节液体流量下，调节液体与被调节液体的流量比例，以及监控点的pH值；
[0039]步骤2.2、增加被调节液体的流量，也相应增加调节液体的流量，
[0040]读取监测点的pH值，当监测点的pH值符合目标pH值范围时，记录并得到当前被调节液体流量下，调节液体与被调节液体的流量比例，以及监控点的pH值；
[0041]步骤2.3、重复步骤2.2的过程，不断增加被调节液体的流量，直到达到设计流量范围的最高值，
[0042]根据步骤2.1?2.3的结果，得到达到目标pH值范围时，对应的调节液体与被调节液体的流量比例的范围，对应的监控点的pH值的范围，测试结束。
[0043]在上述技术方案的基础上，当在连续进料连续出料的小试调节pH值实验装置上进行测试时，步骤与在连续调节PH值的装置上的步骤相同，被调节液体的流量范围按照试验装置与实际装置的容积比例缩减。
[0044]在上述技术方案的基础上，当在实验室间歇调节pH值滴定实验的基础上建立测试时，所述滴定具体分为:不稀释的滴定和稀释的滴定两种；
[0045]当采用不稀释的滴定时，取定量被调节液体置于有搅拌的容器中，开启搅拌，用调节液体滴定，滴定操作的具体要求是:
[0046]每滴定若干滴调节液体后，测定容器中混合液体的pH值且该pH值连续Imin?15min以上不反弹，记录为调节pH值结果，并记录此时滴定所用的调节液体总量，使记录到的调节pH值结果的范围包含了目标pH值范围；
[0047]目标pH值范围对应的调节液体总量范围与定量被调节液体的比例，即可作为调节液体与被调节液体的流量比例范围；
[0048]当采用稀释的滴定时，先将被调节液体和/或调节液体的浓度稀释为0.05?lmol/L，再取定量被调节液体置于有搅拌的容器中，开启搅拌，用调节液体滴定；滴定操作的具体要求是:
[0049]每滴定若干滴调节液体后，测定容器中混合液体的pH值且该pH值连续1s?120s以上不反弹，记录为调节pH值结果，并记录此时滴定所用的调节液体总量，使记录到的调节pH值结果的范围包含了目标pH值范围；
[0050]目标pH值范围对应的未稀释调节液体总量范围与定量未稀释被调节液体的比例，即可作为调节液体与被调节液体的流量比例范围。
[0051]在上述技术方案的基础上，所述连续调节pH值的装置内部还设立脱气构件，脱气构件的下部与连续调节PH值的装置的底部连接，将连续调节pH值的装置内部分成反应区和脱气区，
[0052]脱气区下侧的持液区为出料区，pH值监控点位于出料区液面下，
[0053]反应区内的液体通过脱气构件的上部溢流到脱气区，并流入脱气区下侧的持液区。
[0054]在上述技术方案的基础上，出料区液面下设有出液口，出液口通过管路连接至相应的被调节液体接收区，
[0055]被调节液体在调节后从出液口经管路导入接收区。
[0056]在上述技术方案的基础上，所述连续调节pH值的装置内部还设有消泡构件。
[0057]在上述技术方案的基础上，步骤3中，为使监测点的pH值更平稳地保持在目标pH值范围内，可采取的操作为根据进入的被调节液体的波动微调或调节，微调或调节的具体对象为:
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