[发明专利]一种智能石灰活性度的检验装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酸碱中和滴定法智能石灰活性度的检验装置及控制方法。属于材料性能检验的技术领域，涉及活性石灰的活性度检验，特别是对高活性石灰的活性度检验具有非常重要的意义。广泛应用于冶金、化工、电石、氯碱、建筑、火力电厂脱硫等行业。

技术背景

活性石灰是一种化学性能活泼、反应能力强的材料，是由石灰石经过高温煅烧而成的，其化学式为CaO。它质量优劣的一个重要衡量指标为“活性度”。活性度是表征石灰进行消化反应速度的指标，即在一定时间内，用以中和氧化钙与水发生消化反应生成的氢氧化钙所需的4mol/L盐酸的体积来表示。

冶金石灰作为炼钢用的“造渣剂”快速的去除钢水中的有害元素硫、磷等杂质，不仅影响着钢水的冶炼过程，还直接影响钢水的最终质量，所以石灰活性度是表征石灰质量非常关键且重要的指标。

石灰活性度的检验在国际上有温度升高法和酸碱中和滴定法，用酸碱中和滴定法现在执行的检验标准为YB/T105-2005“冶金石灰物理性能检验方法”，其原理为：手动制备浓度为4mol/L的盐酸溶液，并进行手动标定；在溶液中滴加碱性显色剂酚酞试剂，将活性石灰与水进行反应，生成呈碱性的氢氧化钙，溶液显红色，同时手动滴加盐酸，通过人为观察颜色变化来判断滴定的等当量点，手动记录发生中和反应所用盐酸的体积，用盐酸的体积来表征活性石灰的活性度。

现行冶金行业标准石灰活性度的检测完全采用手动的方法，其缺陷主要有：一、人为操作误差很大，并且不可避免的会出现错误，严重影响了活性石灰活性度检测结果的准确性。二、酚酞指示剂的显色范围ph值是8.2～10，溶液中和反应的等当量点在显色范围内，而不是在中性点ph值7附近；并且溶液ph值大于10时，酚酞试剂显示无色，失去了指示剂的作用，所以对中和反应的控制造成了很大的误差。三、实验中多处接触盐酸，对操作者皮肤有潜在的灼烧危险。

发明内容

本发明的目的旨在解决现存的技术问题，提供一种智能石灰活性度的检验装置及控制方法，提供一种智能、精确、快速、方便的检测装置和方法，实现盐酸溶液的自动标定和石灰活性度的自动检测，完全实现检测工作的数字化和智能化。

本发明目的的实现，主要通过如下技术方案执行：

智能石灰活性度的检验装置，包含加热器(2)、温度传感器(3)、滴定管(6)、ph传感器(7)，其特征是检验装置设有温度控制器(1)，与加热器(2)相连；设有搅拌控制器(10)与搅拌桨(5)相连；设有流量控制器(11)与ph传感器(7)、流量泵(12)、滴定管(6)相连；系统控制器(9)与人机交互单元(8)、温度控制器(1)、搅拌控制器(10)、流量控制器(11)、输出外设部件(14)相连。

智能石灰活性度的检验装置，其特征是温度控制器(1)实现检验工作中温度的监控和初始水温的控制；加热器采用直接电阻方式；温度传感器(3)采用热电偶、pt100或pt1000等器件。

智能石灰活性度的检验装置，其特征是搅拌控制器(10)调节搅拌桨的搅拌速率恒定；搅拌桨采用聚四氟、塑料或不锈钢材质，与之相关的搅拌方式采用电磁或机电方式。

智能石灰活性度的检验装置，其特征是流量控制器(11)采集ph传感器(7)的信号，输出控制指令给流量泵(12)，通过滴定管(6)实现滴定工作的完成。

智能石灰活性度的检验装置，其特征是系统控制器(9)采集并分析温度控制器(1)、搅拌控制器(10)、流量控制器(11)的信息，输出给人机交互单元(8)、输出外设部件(14)实现下位机的工作控制。

智能石灰活性度的检验方法，其检验步骤为：1)酸溶液的标定；2)ph传感器的标定；3)实验的初始化，搅拌转速和水温的控制；4)称取石灰试样，置入反应器进行消化反应；5)实验数据的自动存储、分析计算；6)显示检验结果，并输出数据，实验终止。

智能石灰活性度的检验方法，其特征是检验装置自动完成酸溶液的标定，并修改内置函数；酸溶液采用盐酸溶液，其浓度3.5～4.5mol/L。

智能石灰活性度的检验方法，其特征是搅拌转速为0～600RPM，实验中自动调节搅拌转速；水温为40±0.3℃。

智能石灰活性度的检验方法，其特征是消化反应中自动读取溶液的ph值，其范围5～12；根据ph值的变化调节滴定工作，实现活性度检测的智能化控制；实验结果包含5分钟和10分钟的检测数据。

智能石灰活性度的检验方法，其特征是活性度检测误差在0.5％以内。

有益效果