一种制备次氯酸过程中pH值的自动调节系统及方法与流程

一种制备次氯酸过程中ph值的自动调节系统及方法
技术领域
1.本发明涉及电化学技术领域，特别涉及一种制备次氯酸过程中ph值的自动调节系统及方法。


背景技术：

2.次氯酸发生器是一种比较常见的消毒、除臭装置，其通过对食盐水(氯化钠溶液)施加直流电，经电解反应后产生次氯酸水溶液。次氯酸发生器产生的次氯酸水适用于物体表面消毒、室内空气消毒、农作物消毒灭菌、畜牧业类消毒和食品加工消毒等。
3.naclo溶液中的hclo浓度随着溶液的ph值的变化而变化,在25℃的水溶液中，hclo是一种pka＝7.5的弱酸，它很容易与次氯酸根离子(clo-)分离。hclo和clo-的浓度根据溶液ph值以非线性的方式变化，当ph值在5-7的范围内时，hclo的含量占总数的90％以上，当ph值从7.4下降至8.4时，hclo的含量从57.2％下降到17.5％。一般稀释后的次氯酸钠溶液呈碱性，溶液中clo-离子的含量占大多数，其杀菌能力较弱，hclo的杀菌能力大约是clo-离子的80倍，因此可以通过调节次氯酸钠溶液的ph值来获得具有较高浓度的次氯酸溶液。因此，保证次氯酸发生器的电解产生次氯酸的ph稳定具有重要意义。
4.因此，基于各种使用场景的有效氯含量的需求，通过自主调控ph的具有重要意义。但是现有技术中由于全国各地来源水质(硬度)不一，会影响反应水质，同时，进水压力难以控制，进而影响电解槽反应速率，影响产物的浓度和ph。


技术实现要素：

5.为解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种制备次氯酸过程中ph值的自动调节系统及方法，既能适用于不同水质、又支持自主调控ph，稳定ph输出的智能装置。
6.为了实现上述技术目的，本发明提供了一种制备次氯酸过程中ph值的自动调节系统，包括：
7.软水处理装置、饱和盐水储存装置、电解槽、废液储存装置、次氯酸储存装置及plc控制器；
8.所述次氯酸储存装置内部设置有ph探头，所述ph探头与所述plc控制端连接；
9.所述软水处理装置、饱和盐水存储装置与所述电解槽两两之间相互连通；所述废液储存装置通过第一可控阀门与电解槽连通；所述次氯酸储存装置通过第二可控阀门与电解槽连通；
10.所述第一可控阀门及第二可控阀门与所述plc控制器连接，其中所述plc控制器根据ph探头采集的ph检测值对第一可控阀门及第二可控阀门进行控制以实现制备次氯酸过程中ph值的自动调节。
11.可选的，所述plc控制器还连接有可调节蠕动泵及可调节隔膜泵，其中所述软水处理装置的出水口通过可调节隔膜泵与电解槽的进料口连接；所述饱和盐水存储装置的出水口通过可调节蠕动泵与电解槽的进料口连接。
12.可选的，所述plc控制器上设置有第一控制位点、第二控制位点及第三控制位点，所述第二控制位点与所述ph探头连接，所述第一控制位点与所述第一可控阀门连接，所述第三控制位点与所述第二可控阀门连接。
13.可选的，所述plc控制器上还设置有第四控制位点及第五控制位点，其中所述第四控制位点与可调节隔膜泵连接；所述第五控制位点与可调节蠕动泵连接。
14.可选的，所述软水处理装置的进料口与自来水接口连通。
15.为了实现上述技术目的，本发明提供了一种制备次氯酸过程中ph值的自动调节方法，包括：
16.将软水及饱和盐水通入电解槽内，通过电解槽进行电解，并将电解槽的阳极产生的次氯酸溶液通入次氯酸储存装置；
17.通过ph探头检测次氯酸储存装置中的次氯酸溶液的ph值，得到ph检测值；
18.通过plc控制器对ph检测值进行判断，根据判断结果调节第一可控阀门及第二可控阀门的开度，直至ph检测值符合设定值。
19.可选的，调节第一可控阀门的开度的过程包括：
20.当ph检测值小于ph设定值时，减小第一可控阀门的开度；
21.当ph检测值大小ph设定值时，增大第一可控阀门的开度。
22.可选的，当所述第一可控阀门的开度达到最大或者最小时，则调节第二可控阀门的开度，其中调节第二可控阀门的开度的过程包括：
23.当ph检测值小于ph设定值时，增大第二可控阀门的开度；
24.当ph检测值大小ph设定值时，较小第二可控阀门的开度。
25.可选的，当所述ph检测值与所述ph设定值相同时，稳定第一可控阀门、第二可控阀门、可调节蠕动泵及可调节隔膜泵的开度。
26.本发明具有如下技术效果：
27.本发明通过改变电解槽废液两个出口压力，进而改变电解槽两极的流量，使电解槽两极的产物浓度进行不同程度的稀释，实现阳极电解产物的ph能够得到有效调控，同时通过软水处理装置对不同水质进行处理后通入电解槽，能够适用于不同水质，同时在ph值调控完成后，将不同可调的泵及阀门进行稳定以保证ph稳定输出。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例提供的系统示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
31.为了解决在现有技术中存在等问题，本发明提供了如下方案：
32.如图1，本发明提供了一种制备次氯酸过程中ph值的自动调节系统，包括软水处理装置、饱和盐水储存装置、电解槽、次氯酸储存装置和plc控制端；电解槽包括进料口、碱性废液出口和次氯酸出口；plc控制端包括第一控制位点、第二控制位点及第三控制位点；次氯酸储存装置内部设置有ph值探头，ph值探头的一端和次氯酸储存装置中的次氯酸接触，另一端和plc控制端的第二控制位点信号连接，第二控制位点用于接收ph值所传输的数据给plc控制端。
33.软水处理装置的出水口通过可调节隔膜泵和电解槽的进料口连通；饱和盐水储存装置的出水口通过可调节蠕动泵和电解槽的进料口连通；碱性废液出口通过第一可控阀门和废液储存装置连通；次氯酸出口通过第二可控阀门和次氯酸储存装置的进料口连通。
34.第一可控阀门和plc控制端的第一控制位点信号连接，第一控制位点用于提供控制第一可控阀门开度的信号；第二可控阀门和plc控制端的第三控制位点信号连接，第三控制位点用于提供控制第二可控阀门开度的信号；plc控制端还包括第四控制位点和第五控制位点；可调节隔膜泵和plc控制端的第四控制位点信号连接，第四控制点位用于提供稳定隔膜泵压力的信号；可调节蠕动泵和plc控制端的第五控制位点信号连接，第五控制位点用于提供稳定蠕动泵压力的信号。
35.软水处理装置的出水口和饱和盐水储存装置的进料口连通；软水处理装置的进料口和自来水相连通，本发明上述的电解槽为隔膜电解槽装置，plc控制端中第二控制位点信号通过ph值探头检测接收生成，第一控制位点及第三控制位点的信号通过自动调节方法生成，第四控制位点信号及第五控制位点信号通过预先设置进行生成，其中需要说明的是，第四控制位点信号及第五控制位点信号可进行预先调节设置，并在调节设置完成的基础上对生成第一控制位点及第三控制位点的信号以控制第一阀门及第二阀门的开度，通过plc控制端执行自动调节方法。
36.针对上述自动调节系统，本发明还提供了一种制备次氯酸过程中ph值的自动调节方法，包括以下步骤：
37.将软水和饱和盐水通入电解槽中进行电解，检测次氯酸的ph值，得到ph检测值；当ph检测值和ph设定值不同时，通过第一控制位点调节第一可控阀门的开度，将次氯酸的ph检测值调节至ph设定值。
38.当ph检测值＜ph设定值时，减小第一可控阀门的开度。
39.当ph检测值＞ph设定值时，增大第一可控阀门的开度。直至ph检测值与ph设定值相同，不再对第一可控阀门进行调整。
40.当可控阀门1的开度最大或者最小时，ph检测值和ph设定值还是有所不同，通过第三控制位点调节第二可控阀门的开度，将次氯酸的ph检测值调节至ph设定值。
41.当ph检测值＜ph设定值时，增大第二可控阀门的开度。当ph检测值＞ph设定值时，减小第二可控阀门的开度。直至ph检测值与ph设定值相同，不再对第二可控阀门进行调整，通过以控制第一可控阀门为主、第二可控阀门为备用的方案，以实现ph检测值有效达到目标值的目的。
42.通过上述技术方案，本发明能够通过改变电解槽废液两个出口压力，进而改变电
解槽两极的流量，使电解槽两极的产物浓度进行不同程度的稀释，实现阳极电解产物的ph能够得到有效调控。
43.需要说明的是，软水池作为进水水源，其可避免进水压力受自来水水管压力波动而变化，另外利用软水装置预处理，可避免硬度较大的水源累积电解槽造成堵塞。
44.现对上述技术方案相关原理进行解释说明：
45.1、ph稳定的原理：首先，水质稳定，前端设有软水装置，去除ca
2
fe
2
等物质；能够使电解槽进出口的压力稳定。
46.2、ph调控原理：通过改变电解槽废液两个出口压力，进而改变电解槽两极的流量，使电解槽两极的产物浓度进行不同程度的稀释，实现阳极电解产物的ph能够得到有效调控。
47.阳极电解过程中：2h2o
→
2h

o2；cl
→
cl2；cl2 h2o
→
hocl hcl；
48.阴极电解过程中：h2o
→
oh- h2。
49.3、ph稳定方法：控制流量的稳定(生成物的浓度就会稳定)
50.3.1进水压力稳定可调控制：软水装置预处理、可调节的隔膜泵
51.3.2盐浓度输出稳定：稳定可调的蠕动泵
52.3.3阳极出液口：稳定阀门开度
53.3.4阴极出液口：稳定阀门开度
54.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。