方健

摘要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，創(chuàng)造美麗的生態(tài)環(huán)境越來(lái)越受到政府、企業(yè)的重視，環(huán)境保護(hù)中需要對(duì)污酸污水的處理，中和處理法有著廣泛的應(yīng)用，在處理過程中pH分析儀是不可缺少的重要測(cè)量設(shè)備，降低pH探頭的消耗及人工維護(hù)成本是大家關(guān)心的問題，本文就是一種PH分析儀減少備件成本及人工成本的方法，供參考討論。

Abstract： With the development of the national economy， the government and enterprises have paid more and more attention to the creation of a beautiful ecological environment. Environmental protection requires the treatment of foul acid wastewater， and the neutralization treatment method has a wide range of applications. The pH analyzer is an indispensable and important measuring device during processing. Reducing the consumption of pH probes and labor maintenance costs are issues of concern to everyone. This article is a method for reducing the cost of spare parts and labor costs of the pH analyzer for reference and discussion.

關(guān)鍵詞：pH電極;電磁閥;氣缸;PLC系統(tǒng)

Key words： pH electrode;solenoid valve;cylinder;PLC system

中圖分類號(hào)：TP216.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）01-0177-02

1 ?目前情況

保護(hù)生態(tài)環(huán)境是我們每個(gè)人和工廠企業(yè)的應(yīng)盡責(zé)任和義務(wù)，工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的污酸污水，大部分工廠都會(huì)采用酸堿中和的方法處理這些污酸污水，加入一定的量的石灰水（堿液）與污酸污水中和，反應(yīng)式為：H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2。

在中和處理過程中會(huì)使用pH分析儀對(duì)廢液的pH值進(jìn)行在線檢測(cè)，一般根據(jù)在線pH分析儀的測(cè)量數(shù)值去控制調(diào)節(jié)閥的開度來(lái)調(diào)節(jié)加堿液量的多少，使pH值保持在7偏高一點(diǎn)的一個(gè)范圍內(nèi)，水質(zhì)就可以達(dá)標(biāo)排放，而中和渣可以添加在建筑材料中加以利用，因此pH值的控制變的尤為重要，pH分析儀也成為這一處理過程的重要測(cè)量設(shè)備。

pH分析儀由pH探頭和變送儀表組成，pH探頭有兩個(gè)電極（參比電極和工作電極），當(dāng)待測(cè)溶液流過時(shí)，兩個(gè)電極和待測(cè)溶液就形成一個(gè)化學(xué)原電池，參比電極是原電池中的基準(zhǔn)電極，其電位恒定不變，工作電極的電位則與溶液中氫離子濃度有關(guān)，兩個(gè)電極之間產(chǎn)生的電勢(shì)大小與待測(cè)溶液中氫離子濃度成正比，從而通過測(cè)量原電池的電勢(shì)來(lái)測(cè)量溶液的pH值。

因?yàn)閜H探頭前端是玻璃球泡，工作電極和參比電極均做在里面，在實(shí)際生產(chǎn)過程中往往因?yàn)閜H電極清洗不及時(shí)，電極表面會(huì)附著一層鈣鹽等污物，輕則影響pH分析儀在過程控制中測(cè)量的準(zhǔn)確度，重則導(dǎo)致分析儀表無(wú)法正常工作，影響污酸污水的處理。正常時(shí)我們會(huì)采用稀鹽酸溶液對(duì)玻璃電極進(jìn)行清洗，然后使用pH為4和pH為9兩種標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行校正比對(duì)，滿足要求后即可再投入使用。在人為清洗電極時(shí)可能因?yàn)殡姌O結(jié)垢較多、較硬，如果采用硬物刮擦稍有不慎容易導(dǎo)致玻璃球泡出現(xiàn)裂紋損壞，因此清洗時(shí)一定要小心，以保護(hù)電極完好，而且在夜班時(shí)操作人員清洗也不方便，同時(shí)人為操作還可能增加pH電極的損壞數(shù)量，導(dǎo)致備件成本上升，我們想到了可以使用自動(dòng)化沖洗裝置來(lái)經(jīng)常對(duì)pH電極進(jìn)行清洗，在短時(shí)間清洗時(shí)既去掉污物又不會(huì)影響系統(tǒng)正常對(duì)污酸污水的處理，而購(gòu)買某國(guó)外品牌的自動(dòng)清洗裝置每臺(tái)大約需要人民幣10萬(wàn)元左右，價(jià)格昂貴。

2 ?設(shè)想方案

針對(duì)以上情況我們?cè)O(shè)計(jì)了一種自動(dòng)沖洗pH電極的裝置，通過在小型PLC如西門子的LOGO！根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求來(lái)設(shè)定好自動(dòng)沖洗的時(shí)間和頻次，并且可以調(diào)整設(shè)置，控制氣缸的動(dòng)作帶動(dòng)聯(lián)桿將pH電極提升和降落，電磁閥得電失電來(lái)控制噴水裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，該裝置安全可靠，費(fèi)用只有進(jìn)口品牌的二分之一不到，通過該裝置定時(shí)沖洗pH電極，使電極時(shí)刻保持清潔，不會(huì)被污垢附著，保證pH分析儀的測(cè)量準(zhǔn)確性和延長(zhǎng)pH電極的使用壽命。且留有電氣控制接口，很容易與現(xiàn)有的工藝控制系統(tǒng)融合，滿足生產(chǎn)過程的需要。

3 ?實(shí)施應(yīng)用

為實(shí)現(xiàn)上述目的，制作一套自動(dòng)沖洗pH探頭裝置：在污水池邊安裝一臺(tái)行程為500mm氣缸，將氣缸伸縮桿通過螺栓與pH探頭支架固定連接，氣缸用氣源管與電磁閥相連再接到壓縮空氣管，固定在位于pH探頭上方的500mm位置處，水管另一端通過電動(dòng)閥連接在自來(lái)水管網(wǎng)上。

通過PLC設(shè)定間隔時(shí)間定時(shí)對(duì)pH探頭自動(dòng)沖洗，首先，由PLC向中控控制系統(tǒng)發(fā)出清洗指令，解除pH探頭和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥門的聯(lián)鎖，同時(shí)發(fā)出指令使氣缸的進(jìn)氣電磁閥得電，氣缸連桿帶動(dòng)pH探頭支架上升，當(dāng)氣缸連桿上升到500mm時(shí)感應(yīng)開關(guān)將上限位信號(hào)反饋給PLC，當(dāng)PLC收到限位開關(guān)上限位置信號(hào)時(shí)發(fā)出信號(hào)給自來(lái)水管電動(dòng)閥開啟動(dòng)作，由連接自來(lái)水管的多噴頭對(duì)pH探頭進(jìn)行沖洗，完成規(guī)定沖洗時(shí)間后，PLC發(fā)出指令電磁閥失電，氣缸連桿帶動(dòng)pH探頭支架下移，當(dāng)感應(yīng)開關(guān)下限位發(fā)出信號(hào)后PLC向中控DCS系統(tǒng)發(fā)出清洗完成指令，中控DCS系統(tǒng)收到指令后，繼續(xù)將pH分析儀與現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)節(jié)閥門投入聯(lián)鎖，與此同時(shí)，PLC向自來(lái)水管的電動(dòng)閥發(fā)出關(guān)閉指令，PLC計(jì)時(shí)器清零并進(jìn)入下個(gè)周期計(jì)時(shí)。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

本沖洗裝置在應(yīng)用后，我們認(rèn)為：①本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過定時(shí)多頻次的清洗確保電極不粘結(jié)污垢，使pH分析儀正常工作，保證了污酸污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)污酸污水雜質(zhì)情況，沖洗頻次每個(gè)工廠可能會(huì)有不同，每個(gè)班次我們認(rèn)為3-4次即可，每次1-2分鐘，效果較好。②實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化清洗，不論白天黑夜都可進(jìn)行，有助于延長(zhǎng)電極的使用壽命，減少更換頻次，可以降低備件成本和人工勞務(wù)成本。③通過開放的外部接口，本沖洗裝置很容易融合到工藝系統(tǒng)，與現(xiàn)有的工藝相聯(lián)鎖，保證了工藝操作的安全性。

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