一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测装置和方法，包括恒温单元、检测单元、转换单元、清洗单元、标液单元、空调单元、PLC控制单元及控制柜；以实现工业化生产中硫酸根的在线自动检测，避免了人工操作误差，提高了准确度和效率。高了准确度和效率。高了准确度和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测装置和方法


[0001]本专利技术涉及试剂含量自动测量
，具体而言，涉及一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测装置和方法。

技术介绍

[0002]目前，国内外“836”高浓度大型磷肥生产装置萃取反应槽内料浆中硫酸根(SO42
‑
)含量的分析测量，都采用人工取样、人工分析的方法提供测量结果。分析测量周期为1～4小时不等，普遍存在着分析测量周期长、分析结果不稳定、费时费力等各种因素，严重制约了工艺生产的稳定运行和原材料消耗控制、能耗控制。伴随着磷矿资源、硫磺资源的贫化程度不断加剧，磷化工装置的精细生产、智能化控制越来越重要，越来越迫切。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提出了一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测装置和方法，以实现工业化生产中硫酸根(SO42
‑
)的在线自动检测，避免了人工操作误差，提高了准确度和效率。
[0004]本专利技术的目的在于提供一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测装置，包括恒温单元、检测单元、转换单元、清洗单元、标液单元、空调单元、PLC控制单元及控制柜；所述恒温单元用于基于设定的恒温值对样液进行恒温；所述检测单元用于检测化学反应所造成的所述检测装置内的温度变化，并将所述温度变换转换为电信号，传输至所述转换单元；所述转换单元用于将所述电信号转换为标准信号，并将所述标准信号传输至所述PLC控制单元；所述清洗单元用于清洗和吹净残留样液；所述标液单元用于存放稀释溶液和反应溶液；所述空调单元用于保持所述控制柜内恒温，消除环境温度变化对所述检测装置的干扰；所述PLC控制单元用于控制所述恒温单元、所述检测单元、所述转换单元、所述清洗单元、所述标液单元和所述空调单元，以实现对所述样液进行硫酸根含量的检测；所述控制柜用于集成所述恒温单元、所述检测单元、所述转换单元、所述清洗单元、所述标液单元、所述空调单元及所述PLC控制单元。
[0005]进一步的，所述检测单元包括测量池、搅拌器、检测探针、搅拌器电机、电磁阀及管道；所述测量池用于所述样液和所述反应溶液进行所述化学反应；所述搅拌器用于搅拌所述测量池中的溶液，使所述样液和所述反应溶液充分反应；所述检测探针用于探测所述化学反应造成的温度变化；所述搅拌器电机用于带动所述搅拌器搅拌所述测量池内的溶液；所述电磁阀用于控制所述反应溶液、所述稀释溶液和所述样液注入所述测量池；所述管道用于注入或排出溶液。
[0006]进一步的，所述测量池包括U形腔体和盖板；所述U形腔体和盖板通过法兰密封；所述盖板上设置有多个供所述管道插入的通孔，以注入所述反应溶液、所述稀释溶液和所述样液；所述盖板上还设置有供搅拌器通过的通孔和供所述检测探针探测温度的通孔；所述U形腔体的底部设置有排液管道；以排出U形腔体内的溶液。
[0007]进一步的，所述检测探针包括探针电阻、温度补偿电阻、调零可变电阻、调量程可变电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和直流电源；所述探针电阻、所述温度补偿电阻、所述第三电阻、所述调零可变电阻和所述第二电阻依次收尾相连；在所述探针电阻和所述温度补偿电阻之间的通路上设置第一检测点；在所述调零可变电阻和所述第三电阻之间的通路上设置第二检测点；所述第一检测点和所述第二检测点用于输出检测信号；所述调量程可变电阻的一端通过所述第一电阻与所述直流电源的正极相连，另一端直接与所述直流电源的负极相连；所述调量程可变电阻的滑动端与所述探针电阻和所述第二电阻的之间的通路相连；所述温度补偿电阻和所述第三电阻之间的通路与所述直流电源的负极相连。
[0008]进一步的，所述控制柜为内、外双层不锈钢防护结构；所述转换单元由金属盒子封装后放置在所述控制柜内；所述转换单元的接地点与电力电源的接地线连接；所述检测单元的接地点与独立接地桩连接。
[0009]本专利技术的目的在于提供一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测方法，包括：基于设定的恒温值对样液进行恒温，得到恒温样液；取第一预设量的所述恒温样液送入测量池；基于所述样液的浓度，取第二预设量的稀释液送入所述测量池，并搅拌；向所述测量池内均匀注射反应溶液进行化学反应；获取所述化学反应的起始温度和终止温度，基于所述起始温度和所述终止温度，确定反应热；基于所述反应热，确定所述样液中的硫酸根含量；清洗和吹净残留的所述样液；结束本次检测，并等待下一检测指令。
[0010]进一步的，所述获取所述化学反应的起始温度和终止温度，包括：确定所述化学反应造成的温度变化随时间的变化曲线；基于微分算法，判断温度的变化趋势，确定拐点；基于所述拐点确定反应起始点和反应终止点；将在所述起始点获取的温度作为所述起始温度；将在所述终止点获取的温度作为所述终止温度。
[0011]进一步的，所述基于所述反应热，确定所述样液中的硫酸根含量，包括：获取所述反应起始点和反应终止点之间的温度变化曲线；获取所述反应起始点的温度；基于所述温度变化曲线和所述起始点的温度所围成的面积，确定所述样品中硫酸根的含量；其中，基于面积确定硫酸根的含量的表达式为：
[0012][0013]其中，S表示硫酸根的含量，t0表示所述反应起始点，t1表示所述反应终止点；f(t)表示温度变化曲线，g(t)表示常量函数，所述常量为所述反应起始点的温度。
[0014]进一步的，所述清洗和吹净残留的所述样液，包括：用气水混合液清洗残留有所述样液的单元和管道；用压缩空气将清洗后的所述单元和管道吹净，为下一次进样提供洁净的检测条件；将清洗水返回生产系统进行处理。
[0015]进一步的，所述基于所述反应热，确定所述样液中的硫酸根含量的表达式为：
[0016]A＝K
×
(T2‑
T1)＝K
×
ΔT
[0017]其中，K为检测常数，T1为所述起始温度，T2为所述终止温度，ΔT为所述化学反应温升。
[0018]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0019]本专利技术中的一些实施例可以实现湿法萃取磷酸溶液中硫酸根(SO42
‑
)含量的在线自动检测和检测结果的自动显示、存贮、传输，为大型湿法磷酸装置稳定运行、精益生产和
原材料消耗控制、能耗控制提供关键技术支持，推进装置自动化、智能化控制水平提升。解决了湿法磷酸工业生产装置自动化控制的行业技术难题。
[0020]本专利技术中的一些实施例可以有效替代分析人员，提高分析效率。缩短测量周期，消除人为干扰因素。分析结果准确性高，重复性好。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一些实施例提供的一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测装置的示例性示意图；
[0022]图2为本专利技术一些实施例提供的检测单元的示例性示意图；
[0023]图3为本专利技术一些实施例提供的检测探针的示例性示意图；
[0024]图4为本专利技术一些实施例提供的一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测方法的示例性流程图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿法萃取磷酸中硫酸根含量的检测装置，其特征在于，包括恒温单元、检测单元、转换单元、清洗单元、标液单元、空调单元、PLC控制单元及控制柜；所述恒温单元用于基于设定的恒温值对样液进行恒温；所述检测单元用于检测化学反应所造成的所述检测装置内的温度变化，并将所述温度变换转换为电信号，传输至所述转换单元；所述转换单元用于将所述电信号转换为标准信号，并将所述标准信号传输至所述PLC控制单元；所述清洗单元用于清洗和吹净残留样液；所述标液单元用于存放稀释溶液和反应溶液；所述空调单元用于保持所述控制柜内恒温，消除环境温度变化对所述检测装置的干扰；所述PLC控制单元用于控制所述恒温单元、所述检测单元、所述转换单元、所述清洗单元、所述标液单元和所述空调单元，以实现对所述样液进行硫酸根含量的检测；所述控制柜用于集成所述恒温单元、所述检测单元、所述转换单元、所述清洗单元、所述标液单元、所述空调单元及所述PLC控制单元。2.根据权利要求1所述的湿法萃取磷酸中硫酸根含量检测装置，其特征在于，所述检测单元包括测量池、搅拌器、检测探针、搅拌器电机、电磁阀及管道；所述测量池用于所述样液和所述反应溶液进行所述化学反应；所述搅拌器用于搅拌所述测量池中的溶液，使所述样液和所述反应溶液充分反应；所述检测探针用于探测所述化学反应造成的温度变化；所述搅拌器电机用于带动所述搅拌器搅拌所述测量池内的溶液；所述电磁阀用于控制所述反应溶液、所述稀释溶液和所述样液注入所述测量池；所述管道用于注入或排出溶液。3.根据权利要求2所述的湿法萃取磷酸中硫酸根含量检测装置，其特征在于，所述测量池包括U形腔体和盖板；所述U形腔体和盖板通过法兰密封；所述盖板上设置有多个供所述管道插入的通孔，以注入所述反应溶液、所述稀释溶液和所述样液；所述盖板上还设置有供搅拌器通过的通孔和供所述检测探针探测温度的通孔；所述U形腔体的底部设置有排液管道；以排出U形腔体内的溶液。4.根据权利要求2所述的湿法萃取磷酸中硫酸根含量检测装置，其特征在于，所述检测探针包括探针电阻、温度补偿电阻、调零可变电阻、调量程可变电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和直流电源；所述探针电阻、所述温度补偿电阻、所述第三电阻、所述调零可变电阻和所述第二电阻依次收尾相连；在所述探针电阻和所述温度补偿电阻之间的通路上设置第一检测点；在所述调零可变电阻和所述第三电阻之间的通路上设置第二检测点；所述第一检测点和所述第二检测点用于输出检测信号；所述调量程可变电阻的一端通过所述第一电阻与所述直流电源的正极相连，另一端直接与所述直流电源的负极相连；所述调量程可变电阻的滑动端与所述探针电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵茂，郑威，郭震，刘程勇，范雄宇，金正宏，闻翔，杨晓攀，白金，沈慧斌，何志荣，金继安，张华，
申请(专利权)人：云南三环中化化肥有限公司，
类型：发明
国别省市：