中和度，同时其精度和使用寿命均可媲美于国外进口的昂贵的pH计，实现仪器使用国产化，使整个系统的安装、运行及维修费用降到用户乐意接受的范围。
[0032]实施例
[0033]工业中的磷酸盐肥料实际上是磷酸一铵和磷酸二铵，磷铵的生产过程中的主要反应也是生成磷酸一铵和磷酸二铵的反应。“料浆法”生产磷铵的过程中，磷酸通氨中和的程度用中和度(NVH3PO4摩尔比)表示，其值的高低将会影响中和料浆的黏度与流动性、氨损失以及产品规格等。事实上，磷酸与氨中和的过程中，磷酸的三个氢离子会依次与氨反应。同时，在中和过程中，磷酸中的氟可能与碱性化合物生成含氟盐而留于料浆中，料浆中和度增加时，氟逸出率减小。因此，为了保证生产连续稳定，要注意过程中和度的控制。但因磷酸中杂质的存在，较难直接进行中和度测定。酸碱滴定法等测量中和度的方法因耗时长且是间断进行的过程，无法有效地对反应器中的中和度进行实时检测，不利于实际反应的控制和难以满足实际生产需要。而中和度与料浆的pH值有一定关系，所以一般采用测定料浆的PH值来确定中和度，以达到实时高效的监测。因为不同磷矿经制酸通册13中和所得料浆，在其中和度一定时，PH值相差较大。由于磷矿中杂质在酸解制酸时不同程度地进入磷酸中，在一定中和度下与磷酸发生反应，导致PH值出现差异。所以在使用pH值反映中和度前，应针对由选用的磷矿生产的湿法磷酸中和料浆的中和度与PH值的关系进行测定，并将其结果绘图，通过数据回归，便可求得中和度Z与pH值的关系式。然后，直接采用编程将该关系式输入微机中，从而可以直观的得到PH值与中和度间的关系，达到利用pH值反映中和度的目的。磷酸(一般含有19%?54%磷酸、2%?8%硫酸、2%?4%氢氟酸及少量硝酸、氟、娃酸等腐蚀性介质)通氨中和过程中料楽介质pH值的连续监测，对pH计的性能要求极高。因为物料有酸、有碱、中和会放出大量的热同时形成料浆，所以PH计需要在高温、腐蚀性强、易结垢、黏稠环境下工作。
[0034]如附图所示，料浆中和度在线监测系统，包括中和反应器1、主管道9、检测储槽2、PH计3以及微机4 ;所述中和反应器I具有料浆出口 11 ;所述检测储槽2上设置有工艺用水入口 21、浆料入口 22、压缩气体入口 23以及溢流口 8 ;所述主管道9 一端与料浆出口 11连通，所述浆料入口 22与主管道9连通；所述溢流口 8通过管道与主管道9连通；所述pH计3具有检测端以及输出端，所述pH计3的检测端设置在检测储槽2内；所述pH计3的输出端与微机4连接。
[0035]所述检测储槽2包括第一储槽24以及第二储槽25 ;所述第一储槽24与第二储槽25通过连通管26连通；所述工艺用水入口 21、浆料入口 22、压缩气体入口 23设置在第一储槽24上，所述溢流口 8设置在第二储槽25上，所述pH计3的检测端设置在第二储槽25内；所述第二储槽25上设置有压缩气体入口 23。
[0036]所述浆料入口 22与主管道9之间的连通管道上设置有浆料调节阀5。所述工艺用水入口 21、压缩气体入口 23分别设置有工艺用水调节阀6以及压缩空气调节阀7。所述PH计3采用锑电极作为测量电极。
[0037]对浆料中和度行检测的过程中:
[0038]所述料浆从中和反应器I出来后，经浆料调节阀5进入监测物料旁路，到达监测储槽2的第一储槽24内。同时分别通过工艺用水入口 21以及压缩气体入口 23向第一储槽24内通入工艺用水以及鼓入压缩空气。浆料工艺用水在第一储槽24内混合均匀后通过连通管6流入到第二储槽25内，由于所述pH计3的检测端设置在第二储槽25内；所述第二储槽25上设置有压缩气体入口 23。因此通过第二储槽25内的pH计3对浆料的pH值进行检测，从而能够保证和提高PH值检测的准确性。实现对料浆pH值的连续、在线监测。第二储槽25中的料浆通过溢流口 8返回出料的主管道9中。进一步的，工艺用水入口 23设置在第一储槽24的上方，压缩空气由第一储槽24内液面下方注入。工业pH计3测量端从第二储槽25壁面探入，与被测料浆接触，输出端与微机4连接。
[0039]作为优选的实施方式，温度较高且黏稠的料浆从中和反应器I出来后经浆料调节阀5分流并调节流量。此处监测储槽2设置为第一储槽23以及第二储槽25，两个监测储槽通过连通管26直接连通，旁路的料浆直接进入第一储槽23，在第二储槽25设有一溢流口 8通过管路将料浆直接回到主管道9，要注意的是此处的溢流管路应比旁路料浆的进口管路要略大(本处需要考虑加入的工艺用水的体积)。将监测储槽2设置为第一储槽23以及第二储槽25为pH计提供了一个缓和，稳定的测量环境。工艺用水注入第一储槽23中，目的是降低出口料浆的温度。由于通氨中和过程是一个放热过程，出口料浆温度经过加水冷却可降至四十摄氏度左右。降温后的料浆进入第二储槽25时的温度适宜且很稳定，可以延长PH计的使用寿命。
[0040]同时，由于出口料浆的黏稠度很高，工艺用水的加入可以使料浆的浓度降低，使其黏度降低，减少在PH计测量端滞留的时间，从而解决工业pH计易结垢问题。压缩空气由空压站提供，压缩空气的管口分别探入第一储槽23以及第二储槽25的液面下，通过鼓泡方式使料浆与加入的工艺水混合均匀。与中和反应器I中大量高速流动的料浆相比，用压缩空气鼓泡形成的湍动程度要小得多，这样在保证了料浆的均匀的同时也极大地保护了 PH计3，使其磨损接近最小。pH计3装在第二储槽25内，测量端伸入槽内与介质接触，输出端与微机4相连。旁路出来的料浆在第一储槽23中与工艺用水混合冷却且在压缩空气鼓泡作用混合均匀，通过连通管26进入第二储槽25。冷却且混合均匀的料浆在第二储槽25形成了分布均匀条件缓和的、与反应器(容器、管路等)中料浆固液分布相同的测量环境，因此，本实用新型将PH计3安装在第二储槽25处，以达到长期高效监测料浆pH值的目的。
[0041 ]目前，工业用的pH计测量电极一般分锑电极和玻璃电极。参比电极一般采用性能稳定、结构坚固的固体电极或甘汞电极。本系统易于改造，且改造成本低效果明显，此外，本系统可以使用国产的PH计，但其精度和使用寿命均可媲美于国外进口的昂贵的pH计，实现仪器使用国产化，使整个系统的安装、运行及维修费用降到用户乐意接受的范围。
[0042]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围，凡依本实用新型范围所做的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.料浆中和度在线监测系统，其特征在于:包括中和反应器(I)、主管道(9)、检测储槽(2)、pH计(3)以及微机⑷； 所述中和反应器(I)具有料浆出口(11);所述检测储槽(2)上设置有工艺用水入口(21)、浆料入口 (22)、压缩气体入口 (23)以及溢流口 (8)； 所述主管道(9) 一端与料浆出口(11)连通，所述浆料入口(22)与主管道(9)连通；所述溢流口(8)通过管道与主管道(9)连通； 所述PH计(3)具有检测端以及输出端，所述pH计(3)的检测端设置在检测储槽(2)内JZftEpH计⑶的输出端与微机⑷连接。2.如权利要求1所述的料浆中和度在线监测系统，其特征在于:所述检测储槽(2)包括第一储槽(24)以及第二储槽(25);所述第一储槽(24)与第二储槽(25)通过连通管(26)连通；所述工艺用水入口(21)、浆料入口(22)、压缩气体入口(23)设置在第一储槽(24)上，所述溢流口(8)设置在第二储槽(25)上，所述pH计(3)的检测端设置在第二储槽(25)内；所述第二储槽(25)上设置有压缩气体入口(23)。3.如权利要求2所述的料浆中和度在线监测系统，其特征在于:所述浆料入口(22)与主管道(9)之间的连通管道上设置有浆料调节阀(5)。4.如权利要求3所述的料浆中和度在线监测系统，其特征在于:所述工艺用水入口(21)、压缩气体入口(23)分别设置有工艺用水调节阀(6)以及压缩空气调节阀(7)。5.如权利要求4所述的料浆中和度在线监测系统，其特征在于:所述pH计(3)采用锑电极作为测量电极。
【专利摘要】本实用新型公开了一种能够精确监测料浆pH值，同时延长pH计使用寿命的料浆中和度在线监测系统。该监测系统包括中和反应器、主管道、检测储槽、pH计以及微机；所述碳化反应器具有料浆出口；所述检测储槽上设置有工艺用水入口、浆料入口、压缩气体入口以及溢流口；所述主管道一端与料浆出口连通，所述浆料入口与主管道连通；所述溢流口通过管道与主管道连通；所述pH计具有检测端以及输出端，所述pH计的检测端设置在检测储槽内；所述pH计的输出端与微机连接。采用该监测系统，不仅能直接快速测定中和度，同时能够改善pH计工作环境、解决pH计在高温、pH值变化剧烈、料浆黏稠、流速大的工作环境中易磨损、易结垢、寿命短，需频繁更换的问题。
【IPC分类】G01N27/30, G01N27/26
【公开号】CN204925016
【申请号】CN201520674205
【发明人】王辛龙, 周学克, 杨国超, 阮云刚, 张志业, 张必江, 杨林, 张应虎, 杨秀山
【申请人】四川大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月1日