液氨殘留物現場快速高效全自動檢測系統的製作方法

2023-06-12 16:59:51

本發明屬於液氨檢測領域，尤其涉及液氨殘留物現場快速高效全自動檢測系統。

背景技術：

液氨，又稱無水氨，是一種無色液體，有強烈刺激性氣味。氨作為一種重要的化工原料，應用廣泛，為了方便運輸、儲存便利，通常將氣態的氨氣通過加壓或冷卻的方法得到液態氨。液氨易溶於水，溶於水後形成銨根離子nh4+和氫氧根離子oh-，使溶液呈鹼性。液氨主要用於生產硝酸、尿素和其他化學肥料，還可以用作生產醫藥和農藥的原料。液氨也可以用在國防工業中，作為製造火箭、飛彈的推進劑，還可用作有機化工產品的氨化原料和冷凍劑。液氨多儲於耐壓鋼瓶或鋼槽中，且不能與乙醛、丙烯醛、硼等物質共存。

液氨在工業生產上應用廣泛，具有腐蝕性且容易揮發，其化學事故發生率很高，因此電廠和液氨生產等廠家對自動化測量設備的需求十分迫切。

當前普遍使用的測定方法是全手工分析測量，目前國內外還沒有滿足現場分析需求的自動取樣測量設備。眾所周知，手工檢測的方法存在許多不足，操作不當會導致嚴重的後果：例如，從槽罐車上對空取樣，不僅耗時長，取樣時揮發的氨氣也會造成大氣汙染。同時，人工測量受當時環境、操作人員素質、經驗等諸多因素的影響，導致測量精度較低。如何確保取樣的準確性、最大限度的減少取樣測量對操作人員和環境帶來的潛在傷害是大家研究關注的重點。

因此，針對現有人工取樣檢測液氨殘留物的方法的缺陷與不足，發明了液氨殘留物現場快速高效全自動檢測系統，適用於現場液氨殘留物的安全高效檢測。

技術實現要素：

為了解決現有技術方案測量精度低、消耗時間長以及對操作人員和環境造成的危害，本發明提供了液氨殘留物現場快速高效全自動檢測系統，適用於液氨定容取樣和快速檢測。

本發明通過以下技術方法實現上述目的：液氨殘留物現場快速高效全自動檢測系統：包括分析儀機櫃，其特徵在於所述分析儀機櫃為全封閉結構，分析儀機柜上設有清洗水出入口、取樣管接口和人機互動系統，分析儀機櫃內設有分析系統、清洗系統和相應的電控部件，所述電控部件與人機互動系統聯接；所述分析系統包括定容取樣與快速揮發單元和殘留物自動定量測量單元。

一般地，所述分析儀機櫃置於小車平臺上，便攜移動，方便使用。

所述分析清洗系統包括清洗液容器、連接管線及相應的控制閥門。

所述定容取樣與快速揮發單元包括取樣容器，取樣容器的上設有取樣口、吹掃氣入口、壓力傳感器、溫度傳感器及恆溫控制系統，取樣容器的一側設有溢出口，溢出口連接溢出管及抽氣泵，溢出管上設有溫度傳感器。

所述的取樣容器的底部為鍋狀，揮發麵積大，同時進行吹掃和恆溫控制，可確保30分鐘內完成揮發。

所述殘留物自動定量測量單元包括殘留液容器，所述殘留液容器的上部通過石英玻璃管和電磁閥與定容取樣與快速揮發單元取樣容器的底部連通；所述石英玻璃管的外側設有可上下移動的光電檢測器。

所述光電檢測器通過滑軌上下移動。當光線透過液體時，會因為吸收強烈而快速衰減，因此，在液面位置，會出現吸光度的突變，從而可以確定液位的高度，準確的判斷出殘留物的容量。

本發明還包括該領域所熟知的緩衝罐、吸收罐、清洗泵、連接管線及控制閥門。

本發明檢測系統，採用全封閉的結構，操作安全，對環境無汙染，既保證分析環境的穩定性和一致性，也保證了分析結果的準確性和可重複性。

所述的分析儀機櫃，外部留有清洗水出、入口、取樣管接口，分析儀及所有電控部件全部置於分析機櫃內。自來水和洗滌劑從清洗水入口流入，取樣管對接罐車取樣口，方便液氨流入。取樣完成後，取樣管對接到清洗水出口，啟動清洗泵將清洗液通過取樣口注入到分析儀的容器內，實現器皿清洗。

本發明檢測系統，分析完成後，清洗液由泵抽進取樣容器，進行清洗。取樣容器用於儲存待分析的液氨，實現定容取樣。取樣完成後，液氨直接在取樣容器內進行揮發。揮髮結束後，電磁閥動作，將殘留物自動注入殘留液檢測單元進行容量測定。緩衝罐用於吸收一部分揮發出來的氨氣，並防止緩衝罐內的吸收液因取樣容器的負壓而倒灌進入取樣容器。吸收罐用於吸收緩衝罐內沒有吸收完的氨氣。

本發明的檢測系統，從氣體液體的流向可以看出，通過控制不同的閥的開閉和抽水泵的組合，可以實現與取樣容器直接連接的所有管道的清洗。

本發明的檢測系統，分析儀採用全封閉定容取樣結構，避免了從槽罐車上對空取樣對人員和環境造成的傷害。快速揮髮結構的設計將分析時間從7h縮短到30min以內。通過紅外光學檢測的方法實現殘餘物容量的快速測定，避免了傳統人工讀數帶來的隨機誤差。

本發明操作安全、無汙染，可以置於小車平臺上，便攜移動，使用方便。本發明解決了人工分析導致的分析精度和重複性差等問題，且保障了操作人員的人身安全，滿足電廠、液氨生產等廠家的需求，填補了行業空白。

附圖說明

圖1為本發明實施例檢測系統中分析儀機櫃示意圖。

圖2為本發明實施例分析儀機櫃內部連接結構示意圖。

圖中，1-清洗水出口，2-清洗水入口，3-取樣管接口，4-人機互動系統；5-取樣口，6-電磁閥ⅰ，7-吹掃氣入口，8-壓力傳感器，9-溢出口，10-三通閥，11-抽氣泵，12-溫度傳感器，13-吸收罐，14-緩衝罐，15-取樣容器，16-滑軌，17-光電檢測器，18-殘留液容器，19-石英玻璃管，20-電磁閥ⅱ，21-電磁閥ⅲ。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

以下實施例液氨殘留物現場快速高效全自動檢測系統用於液氨殘留物測量工程，特別滿足電廠、液氨生產廠家等液氨濃度常規分析需求。

實施例：液氨殘留物現場快速高效全自動檢測系統，包括分析儀機櫃（參見附圖1），其主要特點是所述分析儀機櫃為全封閉結構，機柜上設有清洗水入口2、清洗水出口1、取樣管接口3和人機互動系統4，分析儀機櫃內設有分析系統、清洗系統和相應的電控部件，所述電控部件與人機互動系統聯接。

實施例的清洗系統包括清洗液容器（圖中未標出）、連接管線及相應的控制閥門。

實施例的分析系統包括定容取樣與快速揮發單元和殘留物自動定量測量單元。

參考附圖2，所述定容取樣與快速揮發單元包括取樣容器15，取樣容器15的上設有取樣口5、吹掃氣入口7、壓力傳感器8、溫度傳感器12及恆溫控制系統，取樣容器15的一側設有溢出口9，溢出口9連接溢出管及抽氣泵11，溢出管上設有溫度傳感器12。取樣容器15的底部為鍋狀。

參考附圖2，所述殘留物自動定量測量單元包括殘留液容器18，殘留液容器18的上部通過石英玻璃管19和電磁閥ⅱ20、電磁閥ⅲ21與定容取樣與快速揮發單元取樣容器15的底部連通；所述石英玻璃管18的外側設有可上下移動的光電檢測器17，光電檢測器17通過滑軌16上下移動。

實施例的系統還包括該領域所熟知的緩衝罐14、吸收罐13、清洗泵、連接管線及控制閥門等。

通常是，分析儀機櫃置於小車平臺上（圖中未標出），便攜移動，方便使用。

實施例中，分析儀機櫃外部只留了三個接口，即清洗水入口2、清洗水出口1、取樣管接口3，分析儀及所有電控部件全部置於分析儀機櫃內。清洗水入口用於向瓶中加注自來水和洗滌劑，取樣管接口在取樣時與罐車取樣口對接，方便液氨流入儀器內部。取樣完成後，取樣管接口對接到清洗水出口，當整個分析過程完成後，啟動清洗泵將清洗液通過取樣口注入到分析儀的容器內實現器皿清洗。

清洗液容器用於儲存清洗液，當分析完成後，清洗液可以通過泵抽進取樣容器中，對取樣容器及管道進行清洗。取樣容器用於儲存待分析的液氨，實現定容取樣。取樣完成後，液氨直接在取樣容器內進行揮發。殘留物定量檢測單元用於在揮髮結束後，將殘留物自動注入檢測單元中進行殘留物容量測定。緩衝罐用於吸收部分揮發出來的氨氣，並防止緩衝罐內的吸收液因取樣容器的負壓而倒灌進入取樣容器。吸收罐用於吸收緩衝罐內沒有吸收完的氨氣，防止氨氣揮發到空氣中而造成汙染。可以看到，整個分析過程中，氨氣都存在於封閉的氣路中，從而將其對環境的汙染和對操作人員的人身傷害降到最低。

實施例系統定容取樣的實現：當取樣口與罐車對接後，液氨會通過取樣口流入取樣容器。溢出口在取樣容器的中上部，當液氨的液位越過溢出口的底部時，液氨會自動流出取樣容器，從而保證取樣容器內的液氨始終是恆定體積。往常的方法是根據人工讀取玻璃容器刻度的方式進行取樣，其精度難以控制，而本發明能夠很準確地進行定容取樣。當液氨通過溢出口溢出後，會使溫度傳感器12的溫度急劇下降，從而產生聲光報警信號，指示取樣完成。可見，本發明無需人工肉眼觀察刻度即可自動判斷取樣是否完成。

實施例系統快速揮發的實現：取樣完成後，取樣口與清洗水出口連接，揮發過程中取樣口處於封閉狀態。揮發過程中，進行以下控制：a)對取樣容器外壁進行恆溫控制；b)抽氣泵抽氣使取樣容器維持在一個合適的負壓，負壓的大小通過壓力傳感器進測量；c)通入氮氣進行吹掃，從內部加快揮發。這三種措施的組合使用，可以確保液氨快速揮發完畢。由於本系統中，取樣容器底部是鍋狀，揮發麵積大，同時進行吹掃和恆溫控制，完全可確保30分鐘內完成揮發。

實施例系統殘留物自動定量測量的實現：揮發完成後，打開電磁閥，通過氮氣的吹掃，確保揮發後的殘留物完全進入石英玻璃管內。石英玻璃管被夾在光電檢測器中，光電檢測器一端是光的發射單元，一端是光的接收單元，其通過在滑軌表面上下移動進行掃描。通過吸光度的突變，確定液位的高度，從而準確的判斷出殘留物的容量。

本發明的檢測系統採用全封閉的結構，操作安全，對環境無汙染，既可以保證分析環境的穩定性和一致性，又保證分析結果的準確性和可重複性。分析儀機櫃放置在小車平臺上，便攜移動，使用方便。人機互動採用液晶觸控螢幕，方便對部件控制、過程分析、數據查看、操作記錄等進行控制和瀏覽。