一种乙酸镍智能合成系统装置的制作方法

本实用新型涉及化工设备领域，特别涉及一种乙酸镍智能合成系统装置。

背景技术：

乙酸镍作为一种重要的化工产品，其主要用于石化催化剂，目前生产大都采用（1）碳酸镍和冰乙酸反应生产乙酸镍，最后通过浓水结晶生产乙酸镍；（2）采用金属镍和冰乙酸在双氧水的催化下反应生产乙酸镍溶液，最后通过浓缩结晶生产乙酸镍。

其中，在采用乙酸与碳酸镍反应生产乙酸镍的过程中，加酸速度与加碳酸镍的速度无法进行精确控制而导致反应液的pH波动较大，使得乙酸镍的合成效率低。

因此，发明一种乙酸镍智能合成系统装置来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种乙酸镍智能合成系统装置，通过采用pH探头来实时监测反应液的pH变化，同时，利用PID控制器控制变频泵的频率来自动控制加酸的速度与加碳酸镍的速度，以解决上述背景技术中提出的因加酸速度与加碳酸镍的速度无法进行精确控制而导致反应液的pH波动较大，使得乙酸镍的合成效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种乙酸镍智能合成系统装置，包括基座、反应罐和盖子，所述基座上嵌设有反应罐，所述反应罐内侧壁设置有固定架，所述固定架上挂设有挂钩，所述挂钩底端固定连接有滤板，所述反应罐内腔底部设置有pH探头，所述反应罐外壁固定设有PID控制器，所述反应罐顶部卡接有盖子以及底部设置有排废口，所述盖子顶部中心位置设置有电机，所述电机输出轴端部传动连接有搅拌轴，所述搅拌轴端部固定设有搅拌叶，所述电机一侧设置有进乙酸管以及另一侧设置有进碳酸镍管，所述进乙酸管和进碳酸镍管上均设置有控制阀，所述控制阀一侧设置有流量计，所述控制阀与流量计之间设置有变频泵，所述进乙酸管和进碳酸镍管均贯穿盖子与反应罐相连通。

优选的，所述固定架数量设置有两个，且二者关于反应罐的轴截面呈轴对称设置，所述固定架上贯穿设有通槽，所述通槽与挂钩相配合。

优选的，所述滤板形状设置为镂空的半球形，且与反应罐底部相配合。

优选的，所述搅拌叶形状设置为弧形，且其弧度与反应罐以及滤板底部的弧度均相配合。

优选的，所述反应罐顶部设置有环形卡槽，所述盖子底部对应位置设置有卡块，所述环形卡槽与卡块相配合。

优选的，所述PID控制器由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成，所述pH探头、变频泵和流量计均与PID控制器电性连接。

本实用新型的技术效果和优点：

1、通过设有PID控制器，可利用对变频泵的频率进行控制来实现自动控制加酸的速度与加碳酸镍的速度，避免了因加酸速度与加碳酸镍的速度无法进行精确控制而导致反应液的pH波动较大，从而降低乙酸镍的合成效率；

2、通过设有与反应罐底部相配合的搅拌叶，可利用电机带动其转动，以实现对反应罐底部的碳酸镍进行搅动，使之完全与乙酸混合均匀，从而提高其反应程度；

3、通过设有镂空的半球形滤板，有利于乙酸与碳酸镍之间充分接触，从而提高乙酸镍的合成效率，同时还能滤除碳酸镍中混有的固体不溶物；

4、通过设有盖子，可利用卡块与环形卡槽之间卡接来减少了乙酸的挥发，从而提高了原料的利用率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的带挂钩的滤板结构示意图；

图3为本实用新型的固定架俯视图；

图4为本实用新型的图1中A部放大图；

图5为本实用新型的PID控制原理图；

图中：1基座、2反应罐、3盖子、4排废口、5固定架、6挂钩、7滤板、8 pH探头、9 PID控制器、10电机、11进乙酸管、12进碳酸镍管、13变频泵、14控制阀、15流量计、16搅拌轴、17搅拌叶、18通槽、19环形卡槽、20卡块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1-5所示的一种乙酸镍智能合成系统装置，包括基座1、反应罐2和盖子3，所述基座1上嵌设有反应罐2，所述反应罐2内侧壁设置有固定架5，所述固定架5上挂设有挂钩6，所述挂钩6底端固定连接有滤板7，所述反应罐2内腔底部设置有pH探头8，所述反应罐2外壁固定设有PID控制器9，所述反应罐2顶部卡接有盖子3以及底部设置有排废口4，所述盖子3顶部中心位置设置有电机10，所述电机10输出轴端部传动连接有搅拌轴16，所述搅拌轴16端部固定设有搅拌叶17，所述电机10一侧设置有进乙酸管11以及另一侧设置有进碳酸镍管12，所述进乙酸管11和进碳酸镍管12上均设置有控制阀14，所述控制阀14一侧设置有流量计15，且流量计15选用的是ZXLDG电磁流量计，用以实时测定加酸的速度与加碳酸镍的速度，所述控制阀14与流量计15之间设置有变频泵13，可通过PID控制器9控制其频率来自动控制加酸的速度与加碳酸镍的速度，从而降低反应液的pH波动范围，所述进乙酸管11和进碳酸镍管12均贯穿盖子3与反应罐2相连通。

进一步的，在上述技术方案中，所述固定架5数量设置有两个，且二者关于反应罐2的轴截面呈轴对称设置，所述固定架5上贯穿设有通槽18，所述通槽18与挂钩6相配合，可大大提高滤板7放置时的稳定性，同时又便于取放。

进一步的，在上述技术方案中，所述滤板7形状设置为镂空的半球形，且与反应罐2底部相配合，便于乙酸与碳酸镍之间充分接触，从而提高乙酸镍的合成效率。

进一步的，在上述技术方案中，所述搅拌叶17形状设置为弧形，且其弧度与反应罐2以及滤板7底部的弧度均相配合，可实现对反应罐2底部的碳酸镍进行搅动，使之完全与乙酸混合均匀，从而提高其反应程度。

进一步的，在上述技术方案中，所述反应罐2顶部设置有环形卡槽19，所述盖子3底部对应位置设置有卡块20，所述环形卡槽19与卡块20相配合，通过将卡块20与环形卡槽19卡接，可大大减少了乙酸的挥发，从而提高了原料的利用率。

进一步的，在上述技术方案中，所述PID控制器9由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成，其中，比例控制是PID控制的基础，而积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调，微分控制则可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势，所述pH探头8、变频泵13和流量计15均与PID控制器9电性连接。

本实用工作原理：

参照说明书附图1，在使用过程中，先通过挂钩6将滤板7置于反应罐2底部，并使其底部与反应罐2底部相贴合，然后打开进乙酸管11和进碳酸镍管12上的控制阀14，向反应罐2内注入反应物，同时，启动电机10，使其带动带有搅拌叶17的搅拌轴16转动，可实现对反应罐2底部的碳酸镍进行搅动，使之完全与乙酸混合均匀，从而提高其反应程度，而反应罐2底部的pH探头8可实时监测反应液的pH值变化，并及时将pH波动信息传输给PID控制器9，PID控制器9则根据pH探头8和流量计15反馈的信息来对变频泵13的频率进行调节，以实现自动控制加酸的速度与加碳酸镍的速度，从而降低反应液的pH波动范围，避免了被控量的严重超调；

参照说明书附图2-3，在将滤板7放入到反应罐2内的过程中，只需将滤板7顶部两侧的挂钩6卡入到固定架5上的通槽18内即可，稳定性强，而且便于取放；

参照说明书附图4，在将盖子3与反应罐2扣合的过程中，只需将盖子3底部的卡块20卡接到反应罐2顶部对应位置的环形卡槽19内即可，可大大减少了乙酸的挥发，从而提高了原料的利用率；

参照说明书附图5，PID控制器9在工作的过程中，就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的，其中，比例控制是一种最简单的控制方式，其控制器的输出与输入误差信号成比例关系，当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差；在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系，对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统，为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”，积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大，这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零；在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系，自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳，其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化，解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零，这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。