[发明专利]一种氢溴酸母液加热管控装置、方法及其应用

权利要求书

1.一种氢溴酸母液加热管控装置，其特征在于：其主体结构包括控制终端、电磁加热控制柜、储液罐、循环泵、一级加热筒、二级加热筒和碳化硅热交换器，储液罐内装有水作为液体热源，储液罐的右侧上端开有水回流口，水回流口与碳化硅热交换器左侧上方的水循环输出口管道连接形成循环回路，储液罐的下方通过循环泵与一级加热筒、二级加热筒底部的水输入口管道连接，一级加热筒、二级加热筒上部的水输出口分别与碳化硅热交换器上方的水循环输入口管道连接，碳化硅热交换器上在水循环输入口下方位置处开有氢溴酸母液输入口，用于输入需要加热的氢溴酸母液，碳化硅热交换器左侧下端设有氢溴酸母液输出口，经过换热后并达到工艺温度要求的氢溴酸母液通过氢溴酸母液输出口输出至蒸馏塔进行后续工艺，完成对氢溴酸母液的升温控制。

2.根据权利要求1所述氢溴酸母液加热管控装置，其特征在于：所述一级加热筒和二级加热筒上均连接有带有显示功能的温度传感器，在加热过程中用于监控和显示加热后水的温度，达到设定温度时停止加热，低于设定温度时启动加热；一级加热筒和二级加热筒的外部缠绕电磁加热线圈，加热筒和电磁加热线圈之间设有绝缘层和保温层，一级加热筒和二级加热筒的底端均连接排出管，在需要清空加热筒中的水时将残留水排出。

3.根据权利要求1所述氢溴酸母液加热管控装置，其特征在于：所述加热筒的数量能根据实际需要增加。

4.一种采用如权利要求1所述装置实现氢溴酸母液加热管控的方法，其特征在于：具体过程为：

(1)水经过循环泵从储液罐中输入到加热筒内，加热筒的数量经过实际需要确定，经过加热筒逐级加热，由电磁加热控制柜自动控制加热温度，准确加热到水设定的温度98℃，直接送至碳化硅热交换器的水循环输入口；

(2)水进入碳化硅热交换器后，与碳化硅热交换器内的氢溴酸母液快速充分换热，对氢溴酸母液进行升温并达到80℃—85℃，进行换热后的水通过碳化硅热交换器的水循环输出口回流至储存水的储液罐中重新加热到设计温度，循环往复进行电磁加热—热交换—电磁加热的过程。

5.根据权利要求4所述氢溴酸母液加热管控的方法，其特征在于：所述储液罐中的水能用导热油代替，储液罐内为导热油时，设定其加热温度为98℃-110℃。

6.一种如权利要求3所述其特征在于：使用时，所述热交换器左侧下端的氢溴酸母液输出口与蒸馏塔连接使用，用于与氯气反应制备溴元素。

7.根据权利要求6所述氢溴酸母液加热管控装置的应用，其特征在于：所述制备溴元素的过程中，采用氯气自动控制系统通过自动控制氯气的流量。

8.根据权利要求7所述氢溴酸母液加热管控装置的应用，其特征在于：所述氯气自动控制系统的结构包括测量管路、色谱取样装置、第一流量计、第二流量计、第一电磁阀、第二电磁阀、第一氯气罐、第二氯气罐和电脑控制终端；色谱取样装置设置在测量管路上；测量管路的上方连接有第一流量计和第二流量计；第一流量计和第二流量计分别与第一电磁阀和第二电磁阀连接，第一电磁阀和第二电磁阀并联后与并联的第一氯气罐和第二氯气罐连接，电脑控制终端分别与色谱取样装置、第一流量计、第二流量计、第一电磁阀和第二电磁阀连接。

9.根据权利要求8所述氢溴酸母液加热管控装置的应用，其特征在于：所述色谱取样装置包括标准光源、标准光源入射口、色谱采集窗口、第一遮光器、第二遮光器、光谱分析传感器、底座和支架，标准光源入射口和色谱采集窗口在测量管路上相对设置，标准光源入射口的右侧依次设有第一遮光器和标准光源，色谱采集窗口的左侧设有第二遮光器，光谱分析传感器与第二遮光器连接，并通过支架固定安装在底座上，光谱分析传感器上设置有电源和RS485接口，光谱分析传感器通过RS485接口与电脑控制终端连接；所述光谱分析传感器由镜头、光阑、滤色片和CCD传感器依次连接构成。

10.根据权利要求9所述氢溴酸母液加热管控装置的应用，其特征在于：所述氯气自动控制系统实现氯气流量控制的具体过程为：

(1)色温为2980k的标准光源通过第一遮光器和标准光源入射口将光源打入测量管路中的氢溴酸溶液内，由于第一遮光器内涂有漫反射涂层，因此标准光源将以均匀的方式射入氢溴酸溶液中，这样氢溴酸溶液会发射出柔和而均匀、稳定的反射光，提高光谱采样的稳定性；

(2)光谱分析传感器透过第二遮光器和色谱采集窗口采集氢溴酸溶液的反射光，来自氢溴酸溶液的反射光路经过经过第二遮光器的漫反射处理，氢溴酸溶液的反射光均匀的进入光谱分析传感器的镜头中，光线依次经过光谱分析传感器的的镜头和光阑射入CCD传感器中700纳米、550纳米、470纳米波长的三组滤镜中，这三组滤镜分别透过红、绿、蓝三组光，吸收其余色度的光，通过滤镜的红、绿、蓝光分别投射到CCD传感器靶面上的三个区域，CCD传感器分别将这三组光信号转换成电信号，完成色谱的取样；

(3)转化为电信号的红、绿、蓝光传输至电脑控制终端，电脑控制终端对接收到的信号采用现有色谱分析软件进行色谱分析，并将分析结果与与预先设定的色谱参考标准进行比对，计算出误差后提供给电脑控制终端的闭环控制单元；

(4)闭环控制单元获得来自色谱分析与比对单元的分析误差数据，根据误差情况对两路氯气管路的电磁阀进行调整，并通过流量计检测调整后的氯气流量，调整完毕等待下一次的色谱误差数据，误差超出范围，继续进行调整，直到色谱数据进入误差范围，调整完毕。