[发明专利]使用实时化学感测来调整在一氯胺生产中的一种或多种组分值的方法

说明书

用于一氯胺生产过程的自动控制活性氧化剂(例如次氯酸钠)的浓度的系统(100)和方法，它们包括将经计量的量的氧化剂溶液和胺溶液施加至限定区域(114)。提供与所述氧化剂溶液关联的且在所述限定区域之前的电化学测量装置，其至少包括第一和第二电极以及输出端子。在所述第一和第二电极之间施加预定的电压电位，其中所获得的安培测量结果对应于所述氧化剂溶液中所述活性氧化剂的实时浓度。基于所获得的测量结果，产生经由所述输出端子至控制器(108)的反馈信号，所述控制器(108)至少部分基于控制信号而又实时地自动调整向所述限定区域提供的所述氧化剂溶液的经计量的量。

技术领域

总的来说，本发明涉及用于监测和控制用于一氯胺生产的浓缩的氧化剂源(进料，来源，source)的方法。本发明进一步涉及提供这种监测和控制步骤和功能的设备和系统。

背景技术

作为在包括例如制浆造纸工业、食品饮料加工、水处理和工业废弃物处理设施等在内的遍布一系列工业中用于控制微生物生长的常规氯化的替代品，一氯胺(MCA)已经被实践。一氯胺比游离氯稳定得多，不会那样快速地消散，并且具有低得多的将有机材料转化成氯碳化合物如氯仿和四氯化碳的倾向。

还有，一氯胺当溶解在水溶液中时不会气化到环境中而是保留在溶液中，并且不离子化而形成弱酸。此性质至少部分地对一氯胺在宽的pH范围内的杀生(灭菌)有效性负责。

用于生产一氯胺的常规方法的一个实例包括使用一氯胺发生器将氧化剂(例如，次氯酸钠溶液)、胺源(例如，含氨物质的混合物)和水以特定比率混合。活性氧化剂(次氯酸根离子)和活性胺(铵离子)优选以1:1摩尔比进行计量以确保期望的化合物一氯胺以最大的再现性、稳定性和效率生产。在一氯胺的产生中使用的氯源可优选为工业漂白剂(次氯酸钠)的溶液，浓度范围通常为10-16％(以氯计)。然而，在此工艺中的主要挑战之一是漂白剂溶液随时间丧失活性浓度，因诸如温度、UV(阳光)和杂质存在的因素而加剧。需要定期进行人工测试以测定所述漂白剂溶液的活性氯浓度，其然后用于调节漂白剂的流速以便确保其与胺源以1:1摩尔比反应。此人工过程既耗时又涉及用于确保一氯胺产生过程保持最优化的技术人员的干预。

因此，如下将是期望的：在线场景(环境，context)中直接测量所述漂白剂溶液的浓度并进一步自动地而又基本上实时地调整所述漂白剂溶液的流速。

发明内容

根据如本文公开的各种示例性系统和方法，将电化学测量装置配置成用于在线检测在氧化剂(漂白剂)溶液中的次氯酸根离子的浓度。可定期测定漂白剂溶液的活性氯含量，其值可以进一步用于自动计算漂白剂溶液的最佳流量以实现与胺源1:1的摩尔比。所测量的值的恰当反馈相应地用于自动调节例如漂白剂计量泵以确保始终如一地保持此1:1的摩尔比。这合意地消除了对人工干预以测定漂白剂溶液的活性氯浓度并调节漂白剂流速的需要，进一步确保所述系统基本上不断地被优化。

提供如本文中公开的用于自动控制一氯胺生产过程的活性氧化剂的浓度方法的一种具体实施方式，其包括将经计量的量的氧化剂溶液和胺溶液施加至限定区域。提供与所述氧化剂溶液关联的(in association with)且在所述限定区域之前的电化学测量装置，所述装置至少包括第一电极、第二电极和输出端子。获得对应于所述氧化剂溶液中的活性氧化剂的实时浓度的安培测量结果。基于所获得的测量结果，经由输出端子产生反馈信号，并且至少部分基于所述控制信号而又实时地自动调整向所述限定区域提供的氧化剂溶液的经计量的量。所述反馈信号(或者控制输出信号)对应于所测量的活性氧化剂的实时浓度，其相对于对应于所述活性氧化剂与和所述胺溶液有关的活性胺的期望摩尔比的目标值进行比较。

在另一示例性实施方式中，前述方法中的由测量装置获得安培测量结果的步骤进一步包括在第一和第二电极之间施加预定的电压差，其中由此感生的电流测量成与所述氧化剂溶液中的活性氧化剂的实时浓度对应。

在另一示例性实施方式中，至少第一电极包括硼掺杂的金刚石电极。