母液中和罐自控加碱装置的制作方法

1.本实用新型涉及中和装置，特别是涉及母液中和罐自控加碱装置。


背景技术：

2.原料药的生产涉及离心母液的中和回收，离心母液的中和回收可以实现母液、溶剂的回收套用，是减少污染排放、降低成本的重要工艺阶段。
3.目前的中和回收过程为：操作人员通过打开手动阀门使高位罐中的碱液加入到母液中，然后根据ph计所显示的ph值，通过控制手动阀门的开度控制碱液加入量，使其达到所需的ph值，完成母液中和的过程。整个过程通过操作人员控制，存在批次间控制的ph值偏差较大、加碱液的时间也会因人而异的问题。然而，现有的存在缺陷。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型的目的在于，提供母液中和罐自控加碱装置，采用循环和搅拌两种方式提高离心母液的混匀效率，通过引入控制单元，使装置能根据ph计实时反馈的ph值，通过调节阀门的开度来控制碱液的加入量，避免了操作人员手动操作所带来的偏差，使母液达到需求范围内的ph设定值，具有工艺过程稳定、快速的优点。
5.一种母液中和罐自控加碱装置，其特征在于，包括离心母液供应单元、第一中转罐、第一进料泵、母液中和罐、搅拌单元、碱液罐、碱液阀、ph计、循环出料泵、第一循环阀、第一出料阀和控制单元；所述第一中转罐与所述离心母液供应单元连通；所述第一进料泵的输入端与所述第一中转罐连通；所述母液中和罐包括第一进料嘴、碱液嘴、第一循环嘴和第二循环嘴，所述第一进料嘴、所述碱液嘴及所述第二循环嘴均设置在所述母液中和罐的上端，所述第一循环嘴设置在所述母液中和罐的下端，所述第一进料嘴与所述第一进料泵的输出端连通；所述搅拌单元包括驱动部和搅拌部，所述驱动部设置在所述母液中和罐的外侧，所述搅拌部设置在所述母液中和罐的内侧；所述碱液罐与所述碱液嘴连通，所述碱液阀设置在所述碱液罐与所述碱液嘴之间的通路上；所述ph计设置在所述母液中和罐的上端并插设入所述母液中和罐设置；所述循环出料泵的输入端与所述第一循环嘴连通，所述循环出料泵的输出端与所述第二循环嘴连通，所述第一循环阀设置在所述循环出料泵的输出端与所述第二循环嘴之间的通路上，所述第一出料阀与所述第一循环阀相对所述循环出料泵的输出端并联设置；所述控制单元与所述第一进料泵、所述碱液阀、所述ph计、所述循环出料泵、所述第一循环阀及所述第一出料阀电连接；所述第一中转罐充满时所述控制单元控制所述第一进料泵运行，所述第一进料泵运行的时间到达第一设定时间时所述控制单元控制所述第一进料泵停止运行，所述第一进料泵停止且所述ph计的读数低于最终值时所述控制单元控制所述循环出料泵的运行及所述第一循环阀的打开，所述第一进料泵停止且所述ph计的读数低于临界值时所述控制单元控制所述碱液阀打开，所述ph计的读数达到临界值时所述控制单元控制所述碱液阀关闭，所述ph计的读数达到最终值并保持第三设定时间时所述控制单元控制所述第一循环阀的关闭及所述第一出料阀的打开；所述临界值小于所述
最终值。
6.本实用新型所述的母液中和罐自控加碱装置，采用循环和搅拌两种方式提高离心母液的混匀效率，通过引入控制单元，使装置能根据ph计实时反馈的ph值，通过调节阀门的开度来控制碱液的加入量，避免了操作人员手动操作所带来的偏差，使母液达到需求范围内的ph设定值，具有工艺过程稳定、快速的优点。
7.进一步地，所述母液中和罐还包括第二进料嘴，所述第二进料嘴用于人工加入离心母液。当装置发生故障无法自动加入母液时时，能通过第二进料嘴人工添加母液。
8.进一步地，还包括过滤器，所述过滤器设置在所述第一进料泵与所述第一进料嘴之间的通路上，所述过滤器的输入端与所述第一进料泵的输出端连通，所述过滤器的输出端与所述第一进料嘴连通。采用过滤器对离心母液中的杂质进行物理过滤，避免离心母液中的杂质对中和过程产生影响或对中和罐产生损害。
9.进一步地，还包括液位计，所述液位计设置在所述母液中和罐上，所述液位计与所述控制单元电连接，所述液位计的读数达到设定的液位范围内时所述控制单元控制所述第一进料泵的停止。液位计的设置有利于更准确地控制每次加入中和罐中母液的量，提高装置每次加碱的稳定性。
10.进一步地，还包括vocs处理单元，所述母液中和罐还包括排气嘴，所述vocs处理单元与所述排气嘴连通。设置排气嘴排出母液中和罐中的有机废气，避免其堆积在中和罐中，将其排放至vocs处理单元可以避免其污染环境，更加绿色环保。
11.进一步地，还包括第一进料阀和第二出料阀，所述第一进料阀设置在所述离心母液供应单元与所述第一中转罐的通路上，所述第二出料阀设置在所述第一中转罐与所述第一出料阀连通的管路上。第一出料阀的设置可控制离心母液供应单元中的母液是否通入中转罐中，避免中转罐满载后仍往中转罐通入母液的现象。
12.进一步地，所述控制单元为plc。
13.进一步地，还包括第二中转罐和第二进料泵，所述第二中转罐与所述离心母液供应单元连通；所述第二进料泵的输入端与所述第一中转罐连通，所述第二进料泵的输出端与所述母液中和罐连通，所述第二中转罐与所述第一中转罐相对所述离心母液供应单元并联设置，所述第一进料泵与所述第二进料泵相对所述母液中和罐并联设置。设置两个中转罐，当一个中转罐向母液中和罐供应母液时，可由另一个中转罐对来自于离心母液供应单元的母液进行接收；有利于保障母液的持续供应。
14.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
15.图1为实施例1所述的母液中和罐自控加碱装置的结构示意图。
具体实施方式
16.实施例1
17.本实施例提供一种母液中和罐11自控加碱装置，如图1所示，包括离心母液供应单元1、第一中转罐2、第二中转罐3、第一进料阀4、第二进料阀5、过滤器6、第一进料泵7、第二进料泵8、第二出料阀9、第三出料阀10、母液中和罐11、碱液罐12、碱液阀13、流量计14、ph计
15、循环出料泵16、第一循环阀17、第二循环阀18、第一出料阀19、回收车间20、搅拌单元21、液位计22、vocs处理单元23和控制单元24。第一中转罐2与离心母液供应单元1连通，第二中转罐3与离心母液供应单元1连通，第一中转罐2与第二中转罐3相对离心母液供应单元1并联设置，第一进料阀4设置在第一中转罐2与离心母液供应单元1之间的通路上，第二进料阀5设置在第二中转罐3与离心母液供应单元1之间的通路上，过滤器6的输入端分别与第一中转罐2及第二中转罐3连通，第一中转罐2与第二中转罐3相对过滤器6的输入端并联设置，第一进料泵7设置在第一中转罐2与过滤器6的输入端之间的通路上，第二进料泵8设置在第二中转罐3与过滤器6的输入端之间的通路上，第二出料阀9设置在第一进料泵7与第一中转罐2之间，第三出料阀10设置在第二中转罐3与第二进料泵8之间，母液中和罐11与过滤器6的输出端连通，碱液罐12与母液中和罐11连通，碱液阀13设置在母液中和罐11与碱液罐12之间的通路上，流量计14设置在碱液阀13与母液中和罐11之间，ph计15插设在母液中和罐11内，循环出料泵16的输入端及输出端均与母液中和罐11连通，第一循环阀17设置在循环出料泵16的输出端与母液中和罐11之间，第二循环阀18设置在循环出料泵16的输入端与母液中和罐11之间，第一出料阀19与循环出料泵16连通，第一出料阀19与第一循环阀17相对循环出料泵16的输出端并联设置，回收车间20与第一出料阀19连通，搅拌单元21插设在母液中和罐11内，液位计22设置在母液中和罐11上，vocs处理单元23与母液中和罐11连通，控制单元24与第一进料阀4、第二进料阀5、第二出料阀9、第三出料阀10、第一进料泵7、第二进料泵8、循环出料泵16、第一循环阀17、第二循环阀18、第一出料阀19、碱液阀13、流量计14、ph计15及液位计22电连接。
18.所述离心母液供应单元1用于供应生产过程中产生的离心母液，在本实施中，离心母液主要为有机溶剂与盐酸的混合液，ph值为2-3。
19.所述第一中转罐2与离心母液供应单元1通过管路连通，第一中转罐2接收并储存来自离心母液供应单元1的离心母液。在本实施例中，第一中转罐2为卧式罐，可有效控制高度，利于高位罐的布置。
20.所述第二中转罐3与离心母液供应单元1通过管路连通，第二中转罐3接收并储存来自离心母液供应单元1的离心母液。第二中转罐3与第一中转罐2相对离心母液供应单元1并联设置。在本实施例中，第二中转罐3为卧式罐，可有效控制高度，利于高位罐的布置。
21.所述第一进料阀4设置在第一中转罐2与离心母液供应单元1之间。第一进料阀4的设置可以控制离心母液是否输送到第一中转罐2中。
22.所述第二进料阀5设置在第二中转罐3与离心母液供应单元1之间。第二进料阀5的设置可以控制离心母液是否输送到第二中转罐3中。可通过控制第一进料阀4与第二进料阀5的开关，实现当一个中转罐向母液中和罐11供应母液时，由另一个中转罐对来自于离心母液供应单元1的母液进行接收；有利于保障母液的持续供应。
23.过滤器6的输入端分别与第一中转罐2及第二中转罐3通过管路连通，第一中转罐2与第二中转罐3相对过滤器6的输入端并联设置，过滤器6的输出端与母液中和罐11通过管路连通。过滤器6用于对母液中的固体杂质进行物理过滤，避免其对中和过程产生影响或在搅拌过程中对母液中和罐11或搅拌单元21产生损害。
24.第一进料泵7设置在第一中转罐2与过滤器6的输入端之间，第一进料泵7的输入端与第一中转罐2通过管路连通，第一进料泵7的输出端与过滤器6的输入端通过管路连通，第
一进料泵7用于将第一中转罐2中的离心母液输送至过滤器6中。
25.第二进料泵8设置在第二中转罐3与过滤器6的输入端之间，第二进料泵8与第一进料泵7相对过滤器6并联设置，第二进料泵8的输入端与第二中转罐3通过管路连通，第二进料泵8的输出端与过滤器6的输入端通过管路连通，第二进料泵8用于将第二中转罐3中的离心母液输送至过滤器6中。
26.第二出料阀9设置在第一进料泵7与第一中转罐2之间，一方面，控制第二出料阀9的开关可以控制是否将第一中转罐2中的离心母液输送至过滤器6中，另一方面，可通过阀门的控制，使第一进料泵7与第二中转罐3连通，起到备用进料泵的作用。
27.第三出料阀10设置在第二中转罐3与第二进料泵8之间，一方面，控制第三出料阀10的开关可以控制是否将第二中转罐3中的离心母液输送至过滤器6中，另一方面，可通过阀门的控制，使第二进料泵8与第一中转罐2连通，起到备用进料泵的作用。
28.母液中和罐11包括第一进料嘴1101、第二进料嘴1102、碱液嘴1103、排气嘴1104、第一循环嘴1105和第二循环嘴1106，第一进料嘴1101、第二进料嘴1102、碱液嘴1103、排气嘴1104及第二循环嘴1106均设置在母液中和罐11的上端，第二循环嘴1106设置在母液中和罐11的下端。第一进料嘴1101与过滤器6的输出端通过管路连通，第二进料嘴1102在自动进料相关装置正常运作时处于封闭状态，当自动进料相关装置故障时，第二进料嘴1102可用于进行人工通入离心母液。在本实施例中，母液中和罐11为卧式罐，可有效控制高度，利于高位罐的布置。
29.碱液罐12与碱液嘴1103通过管路连通，碱液罐12用于储存碱液，在本实施例中，碱液罐12为高位罐，利用碱液罐12与母液中和罐11的高度差来作为碱液加入的动力源，碱液罐12中的碱液为氢氧化钠溶液，ph值为12。
30.碱液阀13设置在连通碱液嘴1103与碱液罐12之间的管路上，碱液阀13为电动调节阀，可通过电力驱动调节其开度。
31.流量计14设置在碱液阀13与母液中和罐11之间的管路上。流量计14的设置一方面可以用于判断是否有碱液加入，另一方面有利于精确地控制加入母液中和罐11中碱液的量。
32.ph计15插设在母液中和罐11的边缘位置，一方面是避免ph计15与搅拌单元21的干涉，另一方面边缘位置的搅拌效果相对较差，监测边缘位置的ph的稳定值更能反映母液中和罐11内ph值的总体情况。
33.循环出料泵16的输入端与第一循环嘴1105通过管路连通，循环出料泵16的输出端与第二循环嘴1106通过管路连通，循环出料泵16将离心母液从母液中和罐11的下端抽出，再输送至母液中和罐11的上端，实现对母液中和罐11内的离心母液进行循环。
34.第一循环阀17设置在连通循环出料泵16与第二循环嘴1106的管路上。第二循环阀18设置在连通循环出料泵16与第一循环嘴1105的管路上。第一出料阀19与循环出料泵16的输出端通过管路连通，第一出料阀19与第一循环阀17相对循环出料泵16的输出端并联设置，使循环出料泵16具有循环母液和排出母液的双用途。回收车间20与第一出料阀19通过管路连通。
35.搅拌单元21包括驱动部2101和搅拌部2102，驱动部2101设置在母液中和罐11的外侧，搅拌部2102设置在母液中和罐11的内侧，驱动部2101驱动搅拌部2102对母液中和罐11
内的离心母液进行搅拌。
36.液位计22设置在母液中和罐11上，液位计22的设置有利于更准确地控制每次加入母液中和罐11中母液的量，提高装置中和结果的稳定性。
37.vocs处理单元23与排气嘴1104通过管路连通，设置排气嘴1104排出母液中和罐11中的有机废气，避免其堆积在母液中和罐11中导致罐内压力过大，将有机废气排放至vocs处理单元23可以避免其污染环境，有利于营造安全的现场环境，也更加绿色环保。
38.控制单元24与第一进料阀4、第二进料阀5、第二出料阀9、第三出料阀10、第一进料泵7、第二进料泵8、循环出料泵16、第一循环阀17、第二循环阀18、第一出料阀19、碱液阀13、流量计14、ph计15及液位计22电连接。
39.在本实施例中，ph值的变化经历由小至大的四个阶段：第一ph值、第二ph值、临界值和最终值。本实施例所述的母液中和罐11自控加碱装置，其正常运行过程为：
40.在初始状态下第一进料阀4、第二进料阀5、第二出料阀9、第三出料阀10、第一进料泵7、第二进料泵8、碱液阀13、第一循环阀17、第二循环阀18、循环出料泵16、第一进料泵7均处于关闭或停止状态；第一中转罐2、第二中转罐3及母液中和罐11为空载状态；碱液罐12中加入了足量的氢氧化钠溶液，其ph为12，搅拌单元21处于运行状态。
41.由于第一中转罐2处于空载状态且第一进料阀4处于关闭状态，控制单元24控制第一进料阀4打开，此时离心母液供应单元1将离心母液输送至第一中转罐2中；当第一中转罐2处于满载状态时，控制单元24控制第一进料阀4关闭、第二进料阀5打开、第一进料泵7运行，此时离心母液供应单元1停止向第一中转罐2输送离心母液，第一进料泵7将第一中转罐2中的离心母液输送至过滤器6中过滤，经过滤后的离心母液经第一进料嘴1101进入母液中和罐11中；由于第一进料阀4关闭且第三出料阀10处于关闭状态，可判定为第一中转罐2满载而第二中转罐3空载，控制单元24控制第二进料阀5开启，此时离心母液供应单元1开始向第二中转罐3输送离心母液；当第二中转罐3处于满载状态时，控制单元24控制第二进料阀5关闭，此时离心母液供应单元1停止向第二中转罐3输送离心母液；当第二进料阀5关闭且第二出料阀9也处于关闭状态时，可判定为第二中转罐3满载而第一中转罐2空载，控制单元24控制第一进料阀4和第三出料阀10打开、第二进料泵8运行，此时离心母液供应单元1又开始向第一中转罐2输送离心母液，第二进料泵8将第二中转罐3中的离心母液输送至过滤器6中过滤，经过滤后的离心母液经第一进料嘴1101进入母液中和罐11中。
42.当第一进料泵7与第二进料泵8运行的总时间达到第一设定时间且液位计22的读数达到设定的液位范围时，此时固定量的离心母液被输送到母液中和罐11中，控制单元24控制第一进料泵7或第二进料泵8停止运行，使第一进料泵7和第二进料泵8均停止运行；此时第一中转罐2与第二中转罐3停止向母液中和罐11输送离心母液，第一设定时间为母液中和罐11内液位达到设定的液位范围所需的时间，在本实施例中，设定的液位范围为1100-1300l。
43.由于第一进料泵7和第二进料泵8均停止运行且ph计15的读数低于最终值，控制单元24控制第一循环阀17和第二循环阀18打开、循环出料泵16运行，此时循环出料泵16将离心母液从母液中和罐11的下端抽出，再输送至母液中和罐11的上端，实现对母液中和罐11内离心母液的循环。在本实施例中，最终值为4.0。
44.由于第一进料泵7处于停止运行状态且ph计15的读数低于第一ph值，控制单元24
控制碱液阀13的开度为15-20％；此时碱液阀13开度相对较大，目的是使ph值迅速达到第一ph值。在本实施例中第一ph值为3.5。
45.当ph计15的读数达到第一ph值，控制单元24控制碱液阀13的开度减小至8％；此时碱液阀13的开度减小，中和反应缓慢进行，目的是使ph值稳定地达到第二ph值。在本实施例中，第二ph值为3.8。
46.当ph计15的读数达到第二ph值，控制单元24控制碱液阀13关闭并持续第二设定时间，第二设定时间是母液中和罐11内ph值稳定所需的时间；持续第二设定时间后，控制单元24控制碱液阀13开度打开至6％；此时ph值的变化较为迅速，碱液缓慢滴加至母液中和罐11中，可令ph值稳定地到达临界值，在本实施例中，临界值为3.95-3.96。
47.当ph计15的读数达到临界值，控制单元24控制碱液阀13关闭；此时ph值达到临界值，一般情况下，在一段时间后，ph值将缓慢到达最终值。
48.当ph计15的读数达到最终值，控制单元24控制第一循环阀17关闭并控制第一出料阀19打开。此时装置完成了一次对离心母液的中和过程，母液中和罐11排空后，控制单元24控制第二出料阀9打开、第一进料泵7运行，开始向母液中和罐11输送新一批需中和的离心母液。
49.本实施例调节ph值时，采用分段控制的方式，前期开大阀门的开度，加快碱液添加速度，使ph值快速达到初期设定参数，再依后续设定的ph值控制调节阀门开度，实现稳定的自控调节。
50.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。