[发明专利]硫酸氧钛水解的在线检测装置及控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及硫酸法钛白生产技术领域，具体地讲，涉及一种能够在线检测硫酸氧钛水解变灰点的装置以及一种能够控制硫酸氧钛水解的设备。

背景技术

目前，国内有70多家钛白生产企业，产能达150万吨/a，其中98％的生产企业采用硫酸法钛白生产工艺。硫酸法钛白生产中水解是影响产品质量最主要的因素之一，受到国内高度的重视。变灰点又是水解过程的关键点，可以说水解变灰点判定的优劣直接影响着钛白粉的最终质量。

据调研，国内各厂家变灰点判断大多采用人工肉眼观测，这种用肉眼观察的方式主观性强，造成产品批次间质量波动大，产品总体稳定性差。另外少数厂家依靠时间判定，时间判断虽排除了主观的影响，然而水解钛液、温度等是变化的。因此，时间的判定方式同样会导致不同批次的产品质量出现波动以及产品稳定性差。此外，钛液变灰还与钛液指标及操作条件密切相关，因此变灰点的判定很难把握。亟待有一种装备用于钛液水解判断变灰点来消除人工判断带来的产品波动。

英国第1335537号专利公开了一种通过用绿光滤光片来测定反射率确定钛液水解变灰点的方法。该专利在水解罐开一个厚玻璃视窗，光源通过观察孔照射钛液用色差计检测反射光，反射光曲线的转折点即为变灰点。然而该方法观察孔容易被粘稠的粒子污染，因此限制了这种方法的使用。

公开号为CN 101793679A的中国专利申请公开了一种判断变灰点的装置，其采用分光光度计来测定水解钛液的透光率来判定水解临界点。然而其操作复杂，另外水解钛液从水解罐中抽出进入检测单元不但脱离了水解环境而且检测与水解存在一定的滞后性。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决上述不足中的一种或多种。

本发明的目的之一在于提供一种能够及时、准确地在线检测硫酸法钛白生产工艺中硫酸氧钛水解的变灰点的装置。

本发明的另一目的在于提供一种能够时、准确地在线检测硫酸法钛白生产工艺中硫酸氧钛水解的变灰点并控制水解过程的硫酸氧钛水解控制设备。

本发明的一方面提供了一种硫酸氧钛水解的在线检测装置。所述在线检测装置包括检测单元和分析单元，其中，所述检测单元设置在水解容器的溶液中并与分析单元连接，以在线检测所述溶液的反射率并将检测结果传送至分析单元；所述分析单元分析所述反射率对水解时间的一阶导数，在所述一阶导数出现拐点时，判定出现变灰点。

在本发明的硫酸氧钛水解的在线检测装置的一个示例性实施例中，所述检测单元包括探头和发光元件，其中，所述探头包括密闭的筒体、不透光内壁、透明窗口、光源光纤、检测光纤、同步干涉片、切光片，其中，透明窗口设置在筒体端部；光源光纤和检测光纤沿与透明窗口所在平面垂直的方向彼此平行地设置在筒体中；同步干涉片沿与透明窗口所在平面平行的方向固定在光源光纤和检测光纤的前端；切光片设置在同步干涉片与透明窗口之间并仅位于光源光纤的前方，从而能够仅允许入射光源通过。

在本发明的硫酸氧钛水解的在线检测装置的一个示例性实施例中，所述筒体的材质可以为聚四氟乙烯、玻璃、石英、刚玉、哈氏合金、渗氮钢或涂纳米防腐层钢。

在本发明的硫酸氧钛水解的在线检测装置的一个示例性实施例中，透明窗口由透光玻璃或石英制成。

本发明的另一方面提供了一种硫酸氧钛水解的控制设备。所述控制设备包括加热装置、搅拌装置、检测单元、分析单元和控制单元，其中，所述加热装置用于加热水解容器中的溶液；所述搅拌装置用于搅拌水解容器中的溶液；所述检测单元设置在水解容器的溶液中并与分析单元连接，以在线检测所述溶液的反射率并将检测结果传送至分析单元；所述分析单元分析所述反射率对水解时间的一阶导数，并与控制单元连接，以在所述一阶导数出现拐点时将控制信号传递至控制单元；所述控制单元根据所述控制信号来停止加热装置和搅拌装置的运行。

在本发明的硫酸氧钛水解的控制设备的一个示例性实施例中，所述检测单元包括探头和发光元件，其中，所述探头包括密闭的筒体、不透光内壁、透明窗口、光源光纤、检测光纤、同步干涉片、切光片，其中，透明窗口设置在筒体端部；光源光纤和检测光纤沿与透明窗口所在平面垂直的方向彼此平行地设置在筒体中；同步干涉片沿与透明窗口所在平面平行的方向固定在光源光纤和检测光纤的前端；切光片设置在同步干涉片与透明窗口之间并仅位于光源光纤的前方，从而能够仅允许入射光源通过。

在本发明的硫酸氧钛水解的控制设备的一个示例性实施例中，所述筒体的材质为聚四氟乙烯、玻璃、石英、刚玉、哈氏合金、渗氮钢或涂纳米防腐层钢。