根据温度变化自动调节反应药剂用量比例的氯胺制备装置及其方法

摘要

本发明公开了一种根据温度变化自动调节反应药剂用量比例的氯胺制备装置及其方法，该装置包括反应药剂储备系统、氯胺生成系统、氯胺储备系统、控制系统和支撑架，反应药剂储备系统由氯化铵储备箱和次氯酸钠储备箱组成，控制系统包括PLC主控箱以及与其相连的温度传感器、电动阀、计量泵和液位传感器，氯胺生成系统由氯胺反应箱和电动搅拌器构成，氯胺生成系统和氯胺储备系统用不锈钢管相连接，并设置电动阀控制两系统间的联通状态，氯胺储备系统通过计量泵将氯胺投加到给水管网中。本发明适用于城市或乡镇给水水厂中氯胺消毒剂的连续制备以及定量投加，不受环境温度变化的影响，制得的氯胺浓度稳定，制备及投加自动化程度高，操作简单，维修方便。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据温度变化自动调节反应药剂用量比例的氯胺制备装置及其方法。尤其涉及一种根据温度变化自动调节氯化铵和次氯酸钠用量比例的氯胺制备装置及其方法。

背景技术

液氯作为消毒剂时，因其成本较低、工艺成熟、效果稳定可靠而被广泛应用。但是，氯气是剧毒危险品，存储氯气的钢瓶属高压容器，有潜在威胁，而且水中有机物较多时会与游离氯反应生成致癌物质（如三卤甲烷）。而相比而言，氯胺作为消毒剂优点较多如：（1）氯胺与水中腐殖物质作用较小，因此氯胺消毒一般很少产生三卤甲烷（THMS）和卤乙酸（HAAS），产生致癌突变的化合物也比较少。（2）氯胺的稳定性好，穿透能力比氯强，在管网中的持续时间长，可以有效控制管网中有害物质微生物的繁殖和生物膜的形成，杀菌持久性强，因而能有效的抑制残余细菌的繁殖，更可以保证管网的余氯量的要求。（3）氯胺消毒是由缓慢释放出来的HClO发生作用，故氧化能力相对而言比价弱，可以大大减缓液氯消毒残留的臭味。（4）氯胺消毒对供水管网的腐蚀性较小。

近年来，由于对消毒副产物DBPS的关注和饮用水中消毒副产物限制的规定，越来越多水厂采用氯胺作为消毒剂取代液氯消毒。目前，配制氯胺大多采用人工配制然后进行投加，但是采用这种方式配制的氯胺的生成浓度易受环境温度的影响，不利于消毒剂的定量投加。为解决上述问题，设计一种根据温度变化自动调节反应药剂（氯化铵溶液和次氯酸钠溶液）用量比例的氯胺制备装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种根据温度变化自动调节反应药剂用量比例的氯胺制备装置及其方法。

根据温度变化自动调节反应药剂用量比例的氯胺制备装置包括反应药剂储备系统、氯胺生成系统、氯胺储备系统、控制系统和支撑座，反应药剂储备系统由氯化铵储备箱和次氯酸钠储备箱组成，每个储备箱均设置液位管和放空管，放空管上安装闸阀控制开闭，氯胺生成系统由氯胺反应箱和电动搅拌器构成，氯胺反应箱内安装有电动搅拌器，氯胺反应箱设置放空管和液位管，放空管上安装闸阀控制开闭，氯胺储备系统由氯胺储备箱和3号计量泵组成，氯胺储备箱和3号计量泵通过塑料软管相连，氯胺储备箱设置液位管和采样管，采样管上安装闸阀控制开闭，控制系统包括PLC主控箱以及与PLC主控箱相连的温度传感器、电动阀、1号计量泵、2号计量泵和液位传感器，支撑架是由不锈钢支架构成，反应药剂储备系统通过PLC主控箱控制的1号计量泵和2号计量泵与氯胺反应箱相连接，氯胺生成系统和氯胺储备系统通过不锈钢管相连接，并设置电动阀控制两系统间的联通状态，氯胺储备系统通过3号计量泵将氯胺投加到给水管网中。

所述的次氯酸钠储备箱、氯化铵储备箱、氯胺反应箱、氯胺储备箱皆为不锈钢材质，它们的容积比为3:1:1:1。所述的电动搅拌器为三叶旋桨式搅拌器。

所述氯胺制备装置根据温度变化自动调节反应药剂用量比例的方法是：所述的PLC主控箱中预先存入不同温度下生成稳定氯胺浓度的反应药剂用量比例曲线，所述的温度传感器将检测到的实时温度反馈给PLC主控箱，PLC主控箱根据存入的不同温度下生成稳定氯胺浓度的反应药剂变化曲线计算出氯化铵和次氯酸钠的用量，根据计算出的用量往氯胺反应箱中按照先氯后氮的顺序投加氯化铵和次氯酸钠药剂，加料过程通过PCL主控箱控制1号计量泵和2号计量泵的运行来实现，整个过程控制在10min以内，所述的氯胺反应箱上的电动搅拌器在反应药剂投加完毕后，开启搅拌10min，静置20min，反应结束后，电动阀打开，生成的药剂进入到氯胺储备箱，当氯胺储备箱的液位传感器检测到高液位时，电动阀门关闭，同时，3号计量泵启动并将生成的药剂投加到给水管网中，

所述的PCL主控箱上设有自动档和手动档，氯胺制备装置的工作状态可进行切换。所述的搅拌和静置的时间、反应药剂的投加量、生成药剂的投加量均通过PCL主控箱上的触摸屏进行手动设置。所述的液位传感器在当氯胺储备箱的液位低于低液位时将信号及时反馈给PLC主控箱，装置开始重新工作，同样，当氯胺生成箱中的药剂通到氯胺储备箱中的过程中，氯胺储备箱中的液位达到高液位时，液位传感器将信号传给PCL主控箱，然后电动阀关闭。所述的3号计量泵一旦开启后，始终以设定的流量连续向给水管网中的投加消毒剂。所述的氯胺制备装置生成的消毒剂氯胺浓度变化误差控制在1-5 %范围内。

    本发明的优点有：1）能够随环境温度的变化自动调节反应药剂氯化铵和次氯酸钠的用量；2）制备的氯胺浓度始终维持在一定的浓度水平以便于对消毒剂的定量投加；3）一天需投加的氯胺可分多次制备以免因一次性制得的氯胺长时间放置而导致其浓度发生衰减。

附图说明

图1为本发明的氯胺装置平面图；

图2为本发明图1的A-A剖面图；

图3为本发明图1 的B-B剖面图；

在氯胺装置平面图、A-A剖面图、B-B剖面中： 次氯酸钠储备箱1、氯化铵储备箱2、氯胺反应箱3、氯胺储备箱4、PCL主控箱5、1号计量泵6、2号计量泵7、3号计量泵8、温度传感器9、电动搅拌器10、电动阀11、闸阀12、液位传感器13、液位管14、不锈钢支架15、三通接头16、放空管17、采样管18。

具体实施方式

如附图1-3所示，根据温度温度变化自动调节反应药剂用量比例的氯胺制备装置包括反应药剂储备系统、氯胺生成系统、氯胺储备系统、控制系统和支撑座，反应药剂储备系统由氯化铵储备箱和次氯酸钠储备箱组成，每个储备箱均设置液位管和放空管，放空管上安装闸阀控制开闭，氯胺生成系统由氯胺反应箱和小型电动搅拌器构成，氯胺反应箱内安装有电动搅拌器，氯胺反应箱设置放空管和液位管，放空管上安装闸阀控制开闭，氯胺储备系统由氯胺储备箱和3号计量泵组成，氯胺储备箱和3号计量泵通过塑料软管相连接，氯胺储备箱设置液位管和采样管，采样管上安装闸阀控制开闭，控制系统包括PLC主控箱以及与PLC主控箱相连的温度传感器、电动阀、1号计量泵、2号计量泵和液位传感器，支撑座由不锈钢支架组成，反应药剂储备系统通过PLC主控箱控制的1号计量泵和2号计量泵与氯胺反应箱相连接，氯胺生成系统和氯胺储备系统通过不锈钢管相连接，并设置电动阀控制两系统间的联通状态，氯胺储备系统通过3号计量泵将氯胺投加到给水管网中。

所述的次氯酸钠储备箱、氯化铵储备箱、氯胺反应箱、氯胺储备箱皆为不锈钢材质，它们的容积比为3:1:1:1。所述的PLC主控箱中预先存入不同温度下生成稳定氯胺浓度的反应 药剂用量比例曲线，所述的温度传感器将检测到的实时温度反馈给PLC主控箱，PLC主控箱根据存入的不同温度下生成稳定氯胺浓度的反应药剂变化曲线计算出氯化铵和次氯酸钠的用量，根据计算出的用量往氯胺反应箱中按照先氯后氮的顺序投加氯化铵和次氯酸钠药剂，加料过程通过PCL主控箱控制1号计量泵和2号计量泵的运行来实现，整个过程控制在10min以内，所述的氯胺反应箱上的电动搅拌器在反应药剂投加完毕后，开启搅拌10min，静置20min，反应结束后，电动阀打开，生成的药剂进入到氯胺储备箱，当氯胺储备箱的液位传感器检测到高液位时，3号计量泵打开并将生成的药剂投加到给水管网中，所述的PCL主控箱上设有自动档和手动档，氯胺制备装置的工作状态可进行切换。所述的搅拌和静置的时间、反应药剂的投加量、生成药剂的投加量均通过PCL主控箱上的触摸屏进行手动设置，所述的3号计量泵一旦开启后，始终以设定的流量连续向给水管网中的投加消毒剂，所述的氯胺制备装置生成的消毒剂氯胺浓度变化误差控制在1-5 %范围内。

    装置开启后，固定在次氯酸钠溶液储备箱1上的温度传感器9将所测得温度反馈给PLC主控箱5，PLC主控箱5根据输入的不同温度下生成的氯胺浓度变化曲线计算出所需要的反应药剂的用量，然后通过控制1号计量泵6和2号计量泵7将反应药剂投加到氯胺反应箱3中，投加完毕后启动电动搅拌器10，搅拌10min，静置20min，反应结束。开启电动阀11使得生成的药剂进入到氯胺储备箱4中，当氯胺储备箱4中的液位传感器13监测到当液位达到0.25m时，将信号传给PCL主控箱5，然后关闭电动阀11，3号计量泵8开始工作将生成的药剂进行定量连续投加。当氯胺存储箱4中的液位低于0.1m时，液位传感器13将信号传给PCL主控箱5，然后PCL主控箱5重复上一操作过程，实现氯胺的连续制备。