一种在线离子测定仪及测定方法
【技术领域】
本发明属于水处理技术领域，涉及一种在线离子测定仪及测定方法。
【背景技术】
目前火电厂循环水控制系统中钙离子、氯离子以及硫酸根离子无法实现在线监测，通过实验室进行测定不但准确度不高而且增加了运行人员的工作负担。而钙离子、氯离子以及硫酸根离子作为系统结垢、腐蚀重点监测的物质，其含量的多少对于循环水的控制至关重要，钙离子为重要的成垢离子，极易与水中的碳酸根离子、碳酸氢根离子反应，生成难溶的碳酸钙沉淀。碳酸钙沉淀易附着在换热管、各种填料表面，不但会导致换热效率的降低，严重的会导致填料的塌陷。氯离子及硫酸根离子的含量过高会对系统内的金属管表面、金属换热面及混凝土有明显的腐蚀现象。监督钙离子、氯离子以及硫酸根离子的量，可以及时调整阻垢剂、缓蚀剂产品的加入，可以显著提高循环水的运行管理水平。
钙离子、氯离子以及硫酸根离子实验室测定方法一般采用滴定法，这种方法受操作人员的影响较大，变色反应的程度也不易掌握，滴定量不足或过量都是常见的误差原因。对于钙离子、氯离子以及硫酸根离子的测定操作复杂，准确率也不是特别高。
【发明内容】
本发明的目的在于解决现有循环水处理技术中的钙离子、氯离子以及硫酸根离子无法实现在线测量的问题，提供一种在线离子测定仪及测定方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种在线离子测定仪，包括：
水样缓冲器，所述水样缓冲器的入口通过过滤器连接循环水，出口连接水样定容控制系统；
水样定容控制系统相连，所述水样定容控制系统相连的出口连接反应器，用于将定容后的水样注入反应器；
标液储存器，所述标液储存器内储存有测量用药品，其出口连接药品定容控制系统；
药品定容控制系统，所述药品定容控制系统的出口连接反应器，用于将电容后的药品注入反应器；
反应器，所述反应器内设置有搅拌器，用于将水样与药品搅拌混合反应；
数据分析系统，所述数据分析系统包括电导测量装置与数据处理装置，电导测量装置用于测量水样缓冲器内水样的电导、标液储存器内药品的电导以及反应器内反应产物的电导；数据处理装置用于根据电导测量装置采集到的电导数据，利用电导与待测水样中离子的关系，计算出参与反应的离子的量。
本发明进一步的改进在于：
所述水样缓冲器内设置有至少两组阻水墙，用于使水样中的气泡得到释放。
所述水样定容控制系统包括水样定容装置，所述水样定容装置的入口通过进样控制阀与水样缓冲器相连，出口通过自动阀连接至反应器；水样定容装置的溢流口处设置第一流量传感器，第一流量传感器检测到溢流后，进样控制阀关闭。
所述药品定容控制系统包括药品定容装置，所述药品定容装置的入口通过药品控制阀与标液储存器相连，出口通过自动阀连接至反应器；药品定容装置的溢流口处设置第二流量传感器，第二流量传感器检测到溢流后，药品控制阀关闭。
所述进样控制阀的出口还连接冲洗阀，所述冲洗阀的出口连接至药品定容装置的入口处。
一种在线离子测定仪的测定方法，包括以下步骤：
水样通过过滤器进入水样缓冲器，水样在水样缓冲器中释放出气泡，通过电导测量装置采集待测水样的电导；水样进入水样定容装置，当水样定容装置发生溢流时，触发第一流量传感器，水样控制阀关闭，水样定容完成；经过定容的水样注入反应器；通过电导测量装置采集标液储存器内药品的电导，将药品由标液储存器注入药品定容控制系统，当药品定容装置发生溢流时，触发第二流量传感器，药品控制阀关闭，药品定容完成；经过定容的药品注入反应器；
启动反应器中的搅拌器将水样与药品混合，通过电导测量装置采集水样、药品反应后的电导，将数据导入数据处理装置，计算出反应去除的待测的离子量来计算水样中的待测离子的含量。
测试时每间隔1小时或2小时进行一次测试。
待反应器中的反应结束后，将反应产物外排，排放完成后开启进样控制阀和冲洗阀，对水样定容装置、药品定容装置以及反应器进行冲洗。
所述冲洗的时间为60s。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提出了一种全新的离子的测定理念；实现了钙离子、氯离子以及硫酸根离子的在线测量，并能达到较高的精度。本发明也可应用于脱硫系统，作为钙离子、氯离子以及硫酸根离子的监测依据。本发明采用的进水平衡系统及定容装置设备结构为圆形筒体+小角度锥斗，可实现精准定容，有效提高测量精度。本发明通过待测水体与药品标液之间电导的变化计算出待测离子的变化。
【附图说明】
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的整体结构示意图。
其中，1-过滤器；2-水样缓冲器；3-进样控制阀；4-水样定容装置；5-第一流量传感器；6-为反应器；7-为电导测量装置；8-标液储存器；9-为药品控制阀；10-为药品定容装置；11-第一流量传感器；12-冲洗阀；13-数据处理装置。
【具体实施方式】
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明在线离子测定仪，包括进水部分、进药部分及反应装置。进水部分包括过滤器1；水样缓冲器2；进样控制阀3；水样定容装置4；第一流量传感器5及其管路阀门系统。进药部分包括标液储存器8；药品控制阀9；药品定容装置10；第二流量传感器11及其管路阀门系统；此外还包括电导测量装置7及数据处理装置13。水样定容装置4及药品定容装置10结构为圆形筒体+小角度锥斗，材质为硬质塑料，确保定容准确；定容后的药品及水样进入反应器6并通过搅拌混合均匀，通过水样、标液及反应后水溶液的电导变化计算出待测离子的含量。
本发明的原理
本发明设置水样定容装置4及药品定容装置10的结构为圆形筒体+小角度锥斗，可有效解决液体残留造成实际反应容量的偏差。冲洗装置利用来水，简化了设备结构，可正常实现药品定容装置10及反应器6的清洗。电导测量装置7可实现三个待测点的同时测量；设置定时装置，每1个小时或2个小时进行一次数据采集及测量可实现钙离子、氯离子以及硫酸根离子的在线测量。
本发明的工作过程：
水样经由过滤器1从顶部进入水样缓冲器2，水样缓冲器中设置挡水增将水样中的汽泡排除，减少电导测量的误差。最后一室的水样通过进样控制阀3流入水样定容装置4，当水样发生溢流时触动第一流量传感器5，则系统关闭进样控制阀3，之后将定容的水样排入反应器6；测试药品装入标液储存器8，通过药品控制阀9排入药品定容装置10，当药品定容装置发生溢流时，会触动第二流量传感器11，关闭药品控制阀9，之后将定容的药品排入反应器6；水样与药品均排入反应器6之后，搅拌器启动，搅拌10s，记录稳定后的电导数值。30s后将反应溶液排出，并启动冲洗阀12和进样控制阀3，水样定容装置4、药品定容装置10、反应器6等进行冲洗，30s后冲洗停止。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
