焦化废水pH计自动清洗仪的设计

　　在废水处理及诸多生产工艺流程中,添加或产生的某些工艺介质具有粘性,它们极易附粘在pH计探头表面的敏感膜上,从而隔离敏感膜与工艺介质的接触,造成pH值的失真。为了减少这种现象的发生,确保pH计连续稳定工作,就必须定期对pH计探头进行清洗。

　　1　常用自动清洗仪的种类

　　目前,市场上有DKK、Foxboro、横河电机、梅特勒-特利多以及ABB等几家较大规模的分析仪表公司,它们能生产和提供多种pH计自动清洗设备。其中,DKK与横河生产的pH计自动清洗仪种类比较齐全。根据其工作原理的不同,可将pH计自动清洗仪分为如下4类:

　　①机械式自动清洗,其清洗原理如图1a所示。它主要通过机械传动,使用毛刷与pH计探头接触,去除pH探头表面的附着物。

　　②超声波自动清洗,其清洗原理如图1b所示。它依靠一定频率的超声波,使pH计探头表面的附着物振动而脱落,达到清洗的目的。

　　③自动喷射水清洗,其清洗原理如图1c所示。它在液面下依靠水的冲力使pH计探头上的附着物脱落。

　　④化学清洗,其清洗原理如图1d所示。它在液接触,使附着在pH探头表面的污物与化学清洗剂反应,达到自动清洗的目的。此种方法的清洗效率较高。

　　2　自动清洗仪存在的问题

　　尽管市场上提供的pH自动清洗仪在原理及其具体设计上有所不同,但它们都有一个共性,即必须将清洗部件安装在液面下,这对焦化废水处理工艺流程的应用要求来说,显然没有办法满足。这是因为:

　　①由于焦化废水处理过程中会产生大量的聚合物(或有机物),它们的粘附性较强,仅凭带压力的水喷射清洗,很难将探头表面的粘附物洗净;另外,它们也会粘附在机械式清洗仪的毛刷上,使毛刷清洗效率降低;更致命的是,毛刷附着有机物后,其表面粗糙度增加,用此毛刷对pH探头清洗,会明显减短pH探头的寿命。

　　②焦化废水中存在大量的无机物或者有机物,超声波对它们的作用不大。如果对于含颗粒物较多的流体,超声波能发挥它的清洗作用,但是面对无机物或者有机物,超声波清洗的效果不佳。

　　③由于焦化废水处理中需添加较多的稀酸与弱碱,使得在液面下的机械传动机构及超声波探头容易被腐蚀,如选用防腐材质,则成本成倍增加。

　　3　设计思想和工作原理

　　根据上述分析,现有自动清洗仪无法满足焦化废水处理工艺流程要求的根本原因,在于自动清洗仪必须在液面下作业,如果能变液面下作业为液面上空清洗,就能完全解决实际问题。考虑到焦化废水处理流程的稳定性,在一定时间范围内可将pH计移出液面进行清洗。由于清洗过程中pH计输出值琐定,不会对工艺控制造成大的影响,所以将液面下作业改为液面上清洗是完全可行的。基于上述设计思想,可将自动清洗仪设计成如图2所示的结构。