一种水泥生料碳酸钙含量在线检测装置及检测方法与流程

本发明涉及水泥生产制造领域，具体是一种水泥生料碳酸钙含量在线检测装置及检测方法。

背景技术：

水泥是国民经济的基础原材料，广泛应用于各种基础建设，包括建筑、道路、桥梁、水利、国防工程等。水泥质量的把控是水泥生产过程中非常重要的环节。碳酸钙作为水泥生料主要原材料之一，其含量直接影响水泥最终质量。目前水泥生料碳酸钙含量的检测方法有：滴定法、荧光分析法和中子活化法。传统方法——滴定法，成本低，但操作过程复杂，准确率低；荧光分析法，需在水泥生产过程中取样到实验室进行分析计算，无法及时反馈生产线进行调控，浪费原材料；中子活化法，成本高，含有辐射源安全隐患，不易维护。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种水泥生料碳酸钙含量在线检测装置及检测方法。这种装置成本低、实用性好、容易安装、可远程操控。这种方法操作过程简单，能实时在线分析计算水泥生料碳酸钙含量，准确率高，便于及时调控提高水泥质量。

实现本发明目的的技术方案是：

一种水泥生料碳酸钙含量在线检测装置，与现有技术不同的是，包括与水泥生料传送管道连接的采样单元和与采样单元连接的反应杯，所述反应杯设有第一管道和第二管道分别外接装有盐酸和蒸馏水的盐酸瓶和清水槽，反应杯的底部设有第三管道与废液槽连通，反应杯置于高精度电子天平的测量台上，其中第一管道、第二管道和第三管道上分别设有第一电动阀门、第二电动阀门和第三电动阀门，采样单元、第一电动阀门、第二电动阀门、第三电动阀门和高精度电子天平均外接计算机终端。

所述采样单元采用型号为fy-2006b的连续水泥自动取样器。

所述高精度电子天平的精度大于0.1mg。

上述技术方案中，将采样单元固定在水泥生料传送管道上，往盐酸瓶和清水槽中分别装入盐酸和蒸馏水；计算机终端控制采样单元实时采样，并将样品送至反应杯中，控制高精度电子天平称量样品质量并读取数据，控制第一电动阀门、第二电动阀门往反应杯内加入盐酸和蒸馏水，控制电子天平称量此时反应杯内所有物质的质量并读取数据；等待反应完成，计算机终端控制电子天平称量反应后反应杯内所有物质的质量并读取数据；计算机终端将读取到的数据结合化学反应方程式计算出水泥生料碳酸钙的含量；计算机终端控制第二电动阀门、第三电动阀门往反应杯内加入蒸馏水清洗反应杯，并通过第三管道排放废液至废液槽；至此，完成一次样品采样测量。

采用上述的水泥生料碳酸钙含量在线检测装置的检测方法，包括如下步骤：

1)将采样单元与水泥生料传送管道连通；

2)计算机终端控制采样单元实时采样，并将采样样品送至置于高精度电子天平上的反应杯内；

3)计算机终端得到电子天平对采样样品进行称量的采样样品质量为m样；

4)往盐酸瓶和清水槽内分别装入盐酸和蒸馏水；

5)计算机终端控制第一电动阀门、第二电动阀门使得盐酸和蒸馏水进入反应杯中，电子天平称量此时反应杯内所有物质的质量为m反应前；

6)静待反应完成，计算机终端得到电子天平称量反应后反应杯内所有物质的质量为m反应后；

7)计算机终端将采集到的数据结合化学反应方程式(1)

caco3+2hcl＝cacl2+h2o+co2↑(1)，

可得到水泥生料中碳酸钙的质量如公式(2)所示，即

式中|m反应前-m反应后|为反应产生的co2的质量，100g/mol和44g/mol分别为caco3和co2的摩尔质量；

8)进一步得到水泥生料碳酸钙含量如公式(3)所示，即

式中pp为水泥生料碳酸钙含量百分比；

9)计算机终端控制第三电动阀门排出反应废液至废液槽，并控制第二电动阀门加入蒸馏水清洗反应杯，以便下次取样。

与现有技术相比，本技术方案无需人为到生产线上采样至实验室进行检测，也没有辐射源，节约了时间、成本；只需将技术方案的装置与水泥生料生产传输管道连接，本技术方案中的装置结构简单、操作方便，全程自动化，可以快速地实时在线检测水泥生料碳酸钙含量，便于及时做出生产调控，保证水泥生产质量。

这种装置成本低、实用性好、容易安装、可远程操控。这种方法操作过程简单，能实时在线分析计算水泥生料碳酸钙含量，准确率高，便于及时调控提高水泥质量。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

图中，1.废液槽2.第三管道3.第三电动阀门4.反应杯5.第一管道6.第一电动阀门7.盐酸8.盐酸瓶9.采样单元10.水泥生料传送管道11.清水槽12.蒸馏水13.第二电动阀门14.第二管道15.计算机终端16.高精度电子天平。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。

实施例：

参照图1，一种水泥生料碳酸钙含量在线检测装置，包括与水泥生料传送管道10连接的采样单元9和与采样单元9连接的反应杯4，所述反应杯4设有第一管道5和第二管道14分别外接装有盐酸7和蒸馏水12的盐酸瓶8和清水槽11，反应杯4的底部设有第三管道2与废液槽1连通，反应杯4置于高精度电子天平16的测量台上，其中第一管道5、第二管道14和第三管道2上分别设有第一电动阀门6、第二电动阀门13和第三电动阀门3，采样单元9、第一电动阀门6、第二电动阀门13、第三电动阀门3和高精度电子天平16均外接计算机终端15。

所述采样单元9采用型号为fy-2006b的连续水泥自动取样器。

所述高精度电子天平16的精度大于0.1mg。

上述方案中，将采样单元9固定在水泥生料传送管道10上，往盐酸瓶8和清水槽11中分别装入盐酸7和蒸馏水12；计算机终端15控制采样单元9实时采样，并将样品送至反应杯4中，控制高精度电子天平16称量样品质量并读取数据，控制第一电动阀门6、第二电动阀门13往反应杯4内加入盐酸7和蒸馏水12，控制电子天平16称量此时反应杯4内所有物质的质量并读取数据；等待反应完成，计算机终端15控制电子天平16称量反应后反应杯4内所有物质的质量并读取数据；计算机终端15将读取到的数据结合化学反应方程式计算出水泥生料碳酸钙的含量；计算机终端15控制第二电动阀门13、第三电动阀门3往反应杯4内加入蒸馏水12清洗反应杯4，并通过第三管道2排放废液至废液槽1；至此，完成一次样品采样测量。

采用上述的水泥生料碳酸钙含量在线检测装置的检测方法，包括如下步骤：

1)将采样单元9与水泥生料传送管道10连通；

2)计算机终端15控制采样单元9实时采样，并将采样样品送至置于高精度电子天平16上的反应杯4内；

3)计算机终端15控制电子天平16对采样样品进行称量得到样品质量为m样；

4)往盐酸瓶8和清水槽11内分别装入盐酸7和蒸馏水12；

5)计算机终端15控制第一电动阀门6、第二电动阀门13使得盐酸7和蒸馏水12进入反应杯4中，电子天平16称量此时反应杯4内所有物质的质量为m反应前；

6)静待反应完成，计算机终端15得到电子天平16称量反应后反应杯4内所有物质的质量为m反应后；

7)计算机终端15将采集到的数据结合化学反应方程式(1)

caco3+2hcl＝cacl2+h2o+co2↑(1)，

可得到水泥生料中碳酸钙的质量如公式(2)所示，即

式中|m反应前-m反应后|为反应产生的co2的质量，100g/mol和44g/mol分别为caco3和co2的摩尔质量；

8)进一步得到水泥生料碳酸钙含量如公式(3)所示，即

式中pp为水泥生料碳酸钙含量百分比；

9)计算机终端15控制第三电动阀门3排出反应废液至废液槽1，并控制第二电动阀门13加入蒸馏水12清洗反应杯4，以便下次取样。