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专利号: 2017107594644
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:包括采样及预处理单元、定量单元、蒸馏单元、吸收滴定单元、后处理单元和PLC控制器;

所述的采样及预处理单元包括水样预处理罐(V1),所述水样预处理罐(V1)的罐体(2‑

1)呈中空的圆柱体状,且水样预处理罐(V1)的罐顶(2‑6)上依次设有出口均与水样预处理罐(V1)的内腔相连通的取样口(2‑5)、加酸口(2‑3)和加碱口(2‑4);且所述加酸口(2‑3)的进口通过加酸泵(P3)及配套管路与酸罐(V3)连通,所述加碱口(2‑4)的进口通过加碱泵(P4)及配套管路与碱罐(V4)连通;

所述的水样预处理罐(V1)内设有第一pH电位检测电极(J1)、第一温度传感器(TE1)和第一搅拌器(MS1);所述第一pH电位检测电极(J1)的顶端、第一温度传感器(TE1)的顶端和第一搅拌器(MS1)的顶端均固定在水样预处理罐(V1)的罐顶上,且所述第一pH电位检测电极(J1)的底端、第一温度传感器(TE1)的底端和第一搅拌器(MS1)的底端均延伸至水样预处理罐(V1)内;

所述水样预处理罐(V1)的罐底(2‑8)上设有第一排液管(2‑9),第一排液管(2‑9)的进口与水样预处理罐(V1)的内腔相连通,第一排液管(2‑9)的出口与排放口(PF)连通,且第一排液管(2‑9)上设有水样预处理罐废液阀(S4);

所述水样预处理罐(V1)的两侧分别设有进水管(2‑2)和第一溢流管(2‑7);进水管(2‑

2)的出口与水样预处理罐(V1)的内腔相连通,进水管(2‑2)的进口与进水口管路(a)的第一出口连通,所述进水口管路(a)的进口与采样泵(P1)的出口相连通,所述采样泵(P1)的进口与水源相连通,且所述进水口管路(a)的第二出口通过排放管与排放口(PF)连通,所述排放管上设有自吸泵出水阀(S2);所述进水管(2‑2)上设有水样预处理罐进样阀(S3);所述第一溢流管(2‑7)的进口与水样预处理罐(V1)的内腔连通,第一溢流管(2‑7)的出口与排放口(PF)连通,且第一溢流管(2‑7)上设有水样预处理罐溢流阀(S5);

所述的定量单元包括水样定容罐(V2)和硼酸定容罐(V12),且水样定容罐(V2)的罐体和硼酸定容罐(V12)的罐体均为圆柱形筒体(3‑3),且所述筒体(3‑3)的顶口和底口分别配有可拆卸的顶盖(3‑1)和底盖(3‑6);所述底盖(3‑6)上设有进口与筒体(3‑3)内腔连通的第二排液管(3‑8);筒体(3‑3)的两侧分别设有第一进液管(3‑2)和出液管(3‑5),第一进液管(3‑2)位于出液管(3‑5)的上方,且第一进液管(3‑2)的出口和出液管(3‑5)的进口均与筒体(3‑3)的内腔连通;筒体(3‑3)内设有可沿筒体(3‑3)的轴向密封地上下移动的第二溢流管(3‑7),第二溢流管(3‑7)的顶端位于筒体(3‑3)内且第二溢流管(3‑7)的顶口位于出液管(3‑5)之上,第二溢流管(3‑7)的底端贯穿底盖(3‑6);所述筒体(3‑3)的外表面上沿轴向设有刻度;

所述水样定容罐(V2)的第二排液管(3‑8)的出口与排放口(PF)相连通,且水样定容罐(V2)的第二排液管(3‑8)上设有水样定容罐废液阀(S6);所述水样定容罐(V2)的第一进液管(3‑2)的进口通过取样泵(P2)及配套管路与所述水样预处理罐(V1)的取样口(2‑5)的出口连通;所述水样定容罐(V2)的第二溢流管(3‑7)的底端与排放口(PF)连通;所述水样定容罐(V2)的出液管(3‑5)上设有水样定容罐放液阀(S8);

所述硼酸定容罐(V12)的第二排液管(3‑8)的出口与硼酸罐(V13)相连通,且硼酸定容罐(V12)的第二排液管(3‑8)上设有硼酸定容罐废液阀(S14);所述硼酸定容罐(V12)的第一进液管(3‑2)的进口通过硼酸泵(P8)及配套管路与硼酸罐(V13)相连通;所述硼酸定容罐(V12)的出液管(3‑5)上设有硼酸放液阀(S13);所述硼酸定容罐(V12)的第二溢流管(3‑7)的底端与硼酸罐(V13)相连通;

所述的蒸馏单元包括蒸发罐(V6)、冷凝罐(V8)和夹套式直管冷却器(E1),所述冷凝罐(V8)位于所述蒸发罐(V6)的上方,且所述蒸发罐(V6)的内腔和所述冷凝罐(V8)的内腔通过出汽管(4‑4)相连通,且出汽管(4‑4)的两端分别与蒸发罐(V6)的罐顶(4‑18)和冷凝罐(V8)的罐底(4‑10)相连;

所述蒸发罐(V6)的罐体(4‑17)呈空心的圆柱体状,且蒸发罐(V6)的罐顶(4‑18)分别设有清洗管(4‑1)、第二进液管(4‑2)和放空管(4‑3);

所述清洗管(4‑1)的出口与蒸发罐(V6)的内腔连通,所述清洗管(4‑1)的进口分别通过缓冲液泵(P5)及配套管路、清洗液泵(P6)及配套管路与缓冲液罐(V5)、清洗液罐(V7)相连通,且所述清洗管(4‑1)上设有缓冲液阀(S7);

所述第二进液管(4‑2)的出口与蒸发罐(V6)的内腔连通,第二进液管(4‑2)的进口与水样定容罐(V2)的出液管(3‑5)的出口相连通;

所述放空管(4‑3)的进口与蒸发罐(V6)的内腔连通,所述放空管(4‑3)的出口与外界大气相连通,且放空管(4‑3)上设有蒸发罐放空阀(S9);

蒸发罐(V6)的罐底(4‑16)外设有电加热盘(H1),所述电加热盘(H1)连接有可调节加热功率的调压装置;蒸发罐(V6)的罐底(4‑16)还设有第三排液管(4‑15),第三排液管(4‑15)的顶端与蒸发罐(V6)的内腔相连通,第三排液管(4‑15)的底端绝缘贯穿电加热盘(H1)并与废液罐(V9)相连通,且第三排液管(4‑15)上还设有蒸发罐废液阀(S10);

所述冷凝罐(V8)的罐体(4‑5)呈空心的圆柱体状,且所述冷凝罐(V8)的罐体(4‑5)外套设有冷凝罐夹套(4‑8),所述冷凝罐夹套(4‑8)的侧面上下分别设有第一冷却液出口(4‑7)和第一冷却液进口(4‑9),且第一冷却液出口(4‑7)和第一冷却液进口(4‑9)分别与冷却系统连接;

所述夹套式直管冷却器(E1)包括冷凝液出液管(4‑14)和套设在冷凝液出液管(4‑14)外的冷却管夹套(4‑12);冷凝液出液管(4‑14)的进口在所述凝罐(V8)的罐底(4‑10)处与冷凝罐(V8)的内腔相连通;所述冷却管夹套(4‑12)上分别设置有第二冷却液出口(4‑11)和第二冷却液进口(4‑13),且第二冷却液出口(4‑11)和第二冷却液进口(4‑13)分别与冷却系统连通;

所述的吸收滴定单元包括吸收滴定罐(V10),所述的吸收滴定罐(V10)的罐体(5‑8)呈空心的圆柱体状,且所述吸收滴定罐(V10)的罐顶(5‑2)设置有冷凝液管(5‑3)、吸收液管(5‑4)和滴定液管(5‑5);

所述冷凝液管(5‑3)的出口与吸收滴定罐(V10)的内腔连通,冷凝液管(5‑3)的进口与冷凝液出液管(4‑14)的出口相连通,且所述冷凝液管(5‑3)上设有冷凝液阀(S12);

所述吸收液管(5‑4)的出口与吸收滴定罐(V10)的内腔连通,所述吸收液管(5‑4)的进口与硼酸定容罐(V12)的出液管(3‑5)的出口相连通;

所述滴定液管(5‑5)内设有滴定管(e),所述滴定管(e)的进口通过注射泵(P7)及配套管路与与滴定液罐(V11)相连通,所述滴定管e的出口与吸收滴定罐(V10)的内腔相连通;

所述吸收滴定罐(V10)的罐顶(5‑2)还固定有延伸至吸收滴定罐(V10)内的第二pH电位检测电极(J2)、第二温度传感器(TE2)、液位电极(LS),吸收滴定罐(V10)的罐底(5‑6)设有第二搅拌器(MS2);

所述吸收滴定罐(V10)的侧面分别设置有清洗液管(5‑1)和第四排液管(5‑7);所述清洗液管(5‑1)的出口与吸收滴定罐(V10)的内腔相连通,所述清洗液管(5‑1)的进口通过清洗液泵(P6)及配套管路与清洗液罐(V7)相连通,且所述清洗液管(5‑1)上设有清洗液阀(S11);

所述第四排液管(5‑7)的进口与吸收滴定罐(V10)的内腔连通,所述第四排液管(5‑7)的出口与废液罐(V9)连通,且第四排液管(5‑7)上设有吸收滴定罐废液阀(S15);

所述自吸泵出水阀(S2)、水样预处理罐进样阀(S3),水样预处理罐废液阀(S4)、水样预处理罐溢流阀(S5)、水样定容罐废液阀(S6)、缓冲液阀(S7)、水样定容罐放液阀(S8)、蒸发罐放空阀(S9)、蒸发罐废液阀(S10)、清洗液阀(S11)、冷凝液阀(S12)、硼酸放液阀(S13)、硼酸定容罐废液阀(S14)和吸收滴定罐废液阀(S15)均为电磁阀,且所述电磁均与PLC控制器分别相连;

所述采样泵(P1)、取样泵(P2)、加酸泵(P3)、加碱泵(P4)、缓冲液泵(P5)、清洗液泵(P6)、注射泵(P7)、硼酸泵(P8)、第一pH电位检测电极(J1)、第一温度传感器(TE1)、第一搅拌器(MS1)、第二pH电位检测电极(J2)、第二温度传感器(TE2)、液位电极(LS)、第二搅拌器(MS2)和所述调压装置均与PLC控制器分别相连;

所述水样预处理罐(V1)的罐顶(2‑6)为平面,所述水样预处理罐(V1)的罐底为锥形封头,且第一排液管(2‑9)设置在所述的锥形封头中心处。

2.如权利要求1所述的一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:所述的第二搅拌器(MS2)为磁力式搅拌器。

3.如权利要求2所述的一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:所述采样泵(P1)的进口端设有过滤网(L)。

4.如权利要求3所述的一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:所述第一搅拌器(MS1)与所述水样预处理罐(V1)同轴设置。

5.如权利要求4所述的一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:所述第二溢流管(3‑7)的顶端为平口。

6.如权利要求5所述的一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:所述筒体(3‑3)的顶口和底口分别与顶盖(3‑1)和底盖(3‑6)螺纹连接。

7.如权利要求6所述的一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:所述冷凝罐的罐顶(4‑6)为蝶形封头,罐底(4‑10)为锥形封头。

8.如权利要求7所述的一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:第一冷却液出口(4‑7)和第二冷却液出口(4‑11)均与排放口PF相连通;第一冷却液进口(4‑9)和第二冷却液进口(4‑13)均依次通过冷却水阀(S1)、进水口管路(a)的第三出口与采样泵(P1)的出口端相连通,且所述冷却水阀(S1)为电磁阀,所述冷却水阀(S1)与PLC控制器相连。

9.如权利要求8所述的一种基于蒸馏‑滴定法的氨氮在线监测仪,其特征在于:筒体(3‑

3)与第二溢流管(3‑7)的配合结构为:所述第二溢流管(3‑7)通过螺栓与所述筒体(3‑3)相连,螺栓位于所述底盖(3‑6)的外表面上,第二溢流管(3‑7)贯穿所述螺栓并与螺栓相啮合。