[發(fā)明專利]一種自動定量蒸發(fā)濃縮裝置及相應(yīng)的濃縮方法

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• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN112957759A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟龍;李俊菀;龍國軍;王寧飛;胡振華;李健博
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D1/30
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種自動定量蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：包括自動取樣加藥系統(tǒng)、自動定容系統(tǒng)、自動加熱系統(tǒng)、定量濃縮系統(tǒng)、自動定位系統(tǒng)以及用于控制所有參與定量濃縮設(shè)備的定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)；

所述自動取樣加藥系統(tǒng)包括設(shè)置在連通樣水管路與蒸發(fā)濃縮杯(11)的管路上的取樣截止閥(1)和用于自動取樣的取樣電動閥(18)、用于自動旁路樣水的取樣旁路電動閥(2)以及設(shè)置在連通加藥裝置與蒸發(fā)濃縮杯(11)的管路上的加藥電動閥(19)；

所述自動定容系統(tǒng)包括用于承裝定容溶劑的定容罐(13)、設(shè)置在與定容罐(13)連接的定容溶劑管道上的用于添加定容溶劑的定容罐進(jìn)液截止閥(15)、設(shè)置連通定容罐(13)與蒸發(fā)濃縮杯(11)的管路上的用于自動定容的定容電動閥(12)以及設(shè)置在與定容罐(13)連接的排污管道上的用于定容罐排污的定容罐排污閥(14)；

所述自動加熱系統(tǒng)包括用于對蒸發(fā)濃縮杯(11)進(jìn)行恒溫加熱的恒溫濃縮加熱器(8)以及與恒溫濃縮加熱器(8)連接的用于控制恒溫加熱器(8)位置的恒溫濃縮加熱器自動升降臺(10)；

所述定量濃縮系統(tǒng)包括用于定量濃縮樣水的蒸發(fā)濃縮杯(11)、用于提供氮?dú)獾牡獨(dú)馄?20)、設(shè)置在連通氮?dú)馄?20)與蒸發(fā)濃縮杯(11)管路上的用于控制吹氮加速蒸發(fā)的吹氮電動閥(17)、用于控制對蒸發(fā)濃縮杯內(nèi)壁進(jìn)行清洗的清洗電動閥(16)、設(shè)置在與蒸發(fā)濃縮杯(11)連接的排污管道上的用于排污的蒸發(fā)濃縮杯排污閥(9)、設(shè)置在連通氮?dú)馄?20)與蒸發(fā)濃縮杯(11)底部的管路上的用于通氮攪拌的通氮攪拌閥(7)以及設(shè)置在蒸發(fā)濃縮杯(11)底部的管路上的用于取出濃縮液的濃縮液取樣閥(6)；

所述自動定位系統(tǒng)包括用于定量取樣的定量取樣感應(yīng)電路(4)和用于定位濃縮終點(diǎn)的濃縮終點(diǎn)感應(yīng)電路(5)，所述定量取樣感應(yīng)電路(4)和濃縮終點(diǎn)感應(yīng)電路(5)皆包括相連接的低壓電源、電流表以及上部端子和下部端子，上部端子和下部端子位于蒸發(fā)濃縮杯(11)中；當(dāng)蒸發(fā)濃縮杯(11)中液位達(dá)到上部端子，相應(yīng)的電流表發(fā)出接通信號，當(dāng)蒸發(fā)濃縮杯(11)中液位低于上部端子，相應(yīng)的電流表發(fā)出斷路信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動定量蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：在自動取樣加藥系統(tǒng)中，所述的取樣旁路電動閥(2)與取樣電動閥(18)協(xié)同聯(lián)動；打開取樣截止閥(1)后，當(dāng)需要進(jìn)樣時，定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)控制取樣電動閥(18)打開，控制取樣旁路電動閥(2)關(guān)閉，當(dāng)取樣總量達(dá)到設(shè)定值后，定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)控制取樣電動閥(18)關(guān)閉，控制旁路電動閥(2)打開；對于濃縮過程中需要進(jìn)行加藥預(yù)處理的水樣在進(jìn)樣過程中通過開、關(guān)加藥電動閥(19)進(jìn)行濃縮前加藥或停止加藥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動定量蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：在自動定容系統(tǒng)中，打開定容罐進(jìn)液截止閥(15)向定容罐(13)內(nèi)補(bǔ)充一定量的定容溶劑，當(dāng)濃縮達(dá)到終點(diǎn)后，隨著蒸發(fā)濃縮杯(11)的冷卻，溶劑會進(jìn)一步減少，此時濃縮倍率會超標(biāo)，通過定容電動閥(12)向蒸發(fā)濃縮杯(11)中補(bǔ)充一定量的溶劑定容以保證濃縮倍率符合要求；定容罐(13)通過定容罐排污閥(14)進(jìn)行排污，保證內(nèi)部溶劑的純凈。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動定量蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：在自動加熱系統(tǒng)中，通過自動升降臺(10)的上升和下降控制恒溫濃縮加熱器(8)上下移動，控制是否對蒸發(fā)濃縮杯(11)進(jìn)行加熱。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動定量蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：在定量濃縮系統(tǒng)中，恒溫濃縮加熱器(8)通過對蒸發(fā)濃縮杯(11)的加熱進(jìn)行濃縮，打開吹氮電動閥(17)，使用來自氮?dú)馄?20)的氮?dú)饧铀贊饪s，濃縮液定容后打開通氮攪拌閥(7)，使用來自氮?dú)馄?20)的氮?dú)膺M(jìn)行攪拌，之后打開濃縮液取樣閥(6)將混合均勻的濃縮液取出；清洗電動閥(16)連接環(huán)形清洗噴頭，清洗液通過環(huán)形清洗管噴射到蒸發(fā)濃縮杯(11)的內(nèi)壁，對內(nèi)壁進(jìn)行清洗，之后通過蒸發(fā)濃縮杯排污閥(9)排出。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動定量蒸發(fā)濃縮裝置，其特征在于：所述恒溫濃縮加熱器(8)采用水浴、伴熱多種加熱方式。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的自動定量蒸發(fā)濃縮裝置的濃縮方法，其特征在于：當(dāng)需要對樣水進(jìn)行濃縮時，定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)控制打開與樣水連接的取樣截止閥(1)，此時定量取樣感應(yīng)電路(4)上下端子沒有通過水樣進(jìn)行聯(lián)通，處于斷路狀態(tài)，定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)根據(jù)采集到的斷路信號控制取樣電動閥(18)打開，控制取樣旁路電動閥(2)關(guān)閉，水樣自動進(jìn)入蒸發(fā)濃縮杯(11)中；對于需要進(jìn)行加藥預(yù)處理的水樣在進(jìn)樣過程中通過開、關(guān)加藥電動閥(19)進(jìn)行濃縮前定量加藥；當(dāng)蒸發(fā)濃縮杯(11)中的液位達(dá)到定量取樣感應(yīng)電路(4)上部端子處時，定量取樣感應(yīng)電路(4)通過水樣接通，定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)根據(jù)采集到的通路信號控制取樣電動閥(18)關(guān)閉，控制取樣旁路電動閥(2)打開，控制定量蒸發(fā)濃縮裝置自動進(jìn)入濃縮階段；

當(dāng)進(jìn)入濃縮階段后，定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)控制自動升降臺(10)提升恒溫濃縮加熱器(8)至濃縮加熱位置，開始加熱，同時，打開吹氮電動閥(17)調(diào)節(jié)氮?dú)饬魉伲M(jìn)行吹氮加速蒸發(fā)；當(dāng)蒸發(fā)濃縮杯(11)中的液位低于濃縮終點(diǎn)感應(yīng)電路(5)上部端子時，濃縮終點(diǎn)感應(yīng)電路(5)上下端子沒有通過濃縮水樣進(jìn)行接通，處于斷路狀態(tài)，定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)根據(jù)采集到的斷路信號控制自動升降臺(10)降低恒溫濃縮加熱器(8)至冷卻位置，開始常溫冷卻；冷卻5～20min后，微開定容電動閥(12)進(jìn)行定容，當(dāng)液位再次達(dá)到濃縮終點(diǎn)感應(yīng)電路(5)上部端子處時，濃縮終點(diǎn)感應(yīng)電路(5)通過濃縮水樣接通，定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)根據(jù)采集到的通路信號控制定容電動閥(12)立即關(guān)閉，控制通氮攪拌閥(7)打開進(jìn)行通氮混合，濃縮完成；濃度符合要求的濃縮液通過濃縮液取樣閥(6)取出；

每進(jìn)行一次完整的濃縮過程之后為保證再次濃縮的代表性，應(yīng)對蒸發(fā)濃縮杯(11)的杯壁進(jìn)行清洗；當(dāng)濃縮完成后定量蒸發(fā)濃縮控制箱(3)控制清洗電動閥(16)自動打開，清洗液通過環(huán)形清洗噴頭均勻地噴到蒸發(fā)濃縮杯(11)的杯壁上，同時打開蒸發(fā)濃縮杯排污閥(9)將清洗液排出；清洗完成后依次關(guān)閉清洗電動閥(16)及蒸發(fā)濃縮杯排污閥(9)，自動進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，準(zhǔn)備下一次的濃縮。