沉淀法生产白炭黑过程中pH值检测方法的改进

夏向阳 徐文尚 李翼飞 赵 敏

(山东科技大学信息与电气工程学院，山东 青岛 266590)

中国白炭黑工业虽然经过了三十多年的发展，目前仍以人工手动生产为主，控制精度不够，使得产品质量很不稳定。如何提高生产效率、控制精度和节约能源已经成为白炭黑行业关键问题。

工业现场采用沉淀法生产白炭黑，主要工艺流程可概括为：加底水、底碱，调整到给定的碱浓度(0.030mol/L左右)；酸碱并流，使pH值稳定在11.00～12.00之间，浓度为0.035mol/L左右;加酸酸化，pH值降到4.00～5.00时停酸；熟化过程。溶液的pH值在整个工艺流程中至关重要，由于每次所加酸、碱溶液的浓度不同，使得每次生产pH值和浓度并无系统性。搅拌釜式反应器是一个非线性且滞后较大的反应过程，酸、碱流量稍微过量就会引起pH值和浓度的很大变化，而人工手动生产控制的酸、碱流量很不稳定，因此很容易出现废品，造成产品质量不稳定。笔者根据沉淀法生产白炭黑的过程及其反应物的特点对pH值的检测和pH测试仪的维护进行了软件和硬件的设计。

1 传统的pH值测试方法及其缺点①

从生产过程可以看出pH值在酸、碱并流的过程中需要调节酸的流量使其稳定在11.00～12.00之间，在酸化过程中需要控制pH值稳定在4.00～5.00之间。传统的pH值测试方法如图1所示。

图1 传统测试方法示意图

传统pH值测试方法的缺点：

a. 由于反应釜内的环境为强碱/强酸环境对pH传感器的腐蚀性很强，一般2～3个月就需要更换传感器，增加了厂方的生产成本，影响生产效率[1]；

b. 反应过程中反应釜内物质为糊状物，极其容易粘附在传感器表面，影响传感器检测的准确度；……