在线pH计在多晶硅行业蒸汽凝液中的应用

解成松（亚洲硅业（青海）有限公司，青海 西宁 810007）



在线pH计在多晶硅行业蒸汽凝液中的应用

解成松
（亚洲硅业（青海）有限公司，青海 西宁 810007）

摘 要：pH计是用来测溶液酸碱度的仪器，本文主要介绍了pH计在多晶硅行业蒸汽凝液中应用时发现的问题和改造措施，以及对pH计探头的维护保养等。

关键词：pH计；蒸汽凝液；技术改进；维护保养

一、概述

近年来，随着多晶硅行业的兴起，生产规模的扩大，多晶硅生产企业生产过程中pH计的使用越来越普及，越来越重要。但其测量的精度和准确性一直是个难题，且维护工作量大。在多晶硅企业中，在不同的介质中使用的pH计的性能、特点、选型等差别别较大。本文主要对安装在蒸汽凝液管道中的pH计的使用和技术改进以及对pH计探头的维护保养进行探讨。

二、pH计在多晶硅行业蒸汽凝液中的使用

pH计分析仪是以电位测定法来测量溶液pH值的，因此pH计除了能测量溶液的pH值以外，还可以测量电池的电动势。pH计探头主要由玻璃电极和参比电极组成，玻璃电极对pH敏感，而参比电极的电位稳定。将pH计放入同一溶液中，其玻璃电极和参比电极就构成了一个原电池，而这个原电池的电位，就是这玻璃电极和参比电极电位的代数和。而pH计参比电极电位是一个稳定值，那么在温度和压力保持稳定的情况下，溶液和电极所组成的原电池的电位变化，只和玻璃电极的电位有关，而玻璃电极的电位取决于待测溶液的pH值，因此通过对电位的变化测量，就可以得出pH溶液的pH值。

在多晶硅行业生产过程中蒸汽凝液属气液混合体，温度一般在150℃左右，压力在0.6MPa～0.8MPa，在这样的介质中所使用的pH计要求也比较高，不但要承受高温，还要承受高压，所以对pH计探头的要求就比较高。在平时维护过程中发现，当pH计取样管前端截止阀损坏时，或管道内压力增大时，因pH计探头与取样点距离过近，压力直接冲击pH计探头，导pH计探头表面产生裂纹或破碎。所以在pH计的选型中，本单位主要使用的是日本横河和梅特勒的进口探头，但此类探头价格比较昂贵，使用寿命一年左右，一次购买成本较高，为此，为了节约成本，保证公司持续长久的运行，对其进行改造，意义深远。

三、pH计在多晶硅行业蒸汽凝液中的技术改进

改造的主要目的是在保证测量精确的前提下，节约成本，提高效益。所以本文针对所述的pH计主要阐述以下三个方面的改造。

（一）将高温高压的蒸汽凝液经过改造，变成常温常压的蒸汽凝液，延长探头的使用寿命，从而降低成本。在此改造中制作了一个降温减压装置，如图1所示，其主要改造过程如下：所测的蒸汽凝液经截止阀（4）截流，流进Φ10不锈钢管盘管（9），盘管约共15圈，在冷却水的作用下，（150℃左右）蒸汽凝液逐步降至30℃左右，经过滤器（13）过滤，流进流通池，pH计探头（11）进行pH值检测，检测信号经pH计变送器（18）处理，转换成4MA～20MA输出。经检测的样品经截止阀（19）流出至地沟（22）。与此同时，冷却水经截止阀（6）流进冷却罐（7），对（150℃左右）蒸汽凝液进行冷却，后经截止阀（2）流出到循环水主管道，冷却水可循环使用。此装置能使150℃左右的蒸汽凝液得到足够的冷却，所以对检测结果不会造成滞后现象。样品流出管线中的截止阀（19）可全打开，使pH计探头处于常压状态下，有效地延长了pH计探头的使用寿命。流通池（12）中始终充满被检测样品，不会产生气泡，使检测数据更加稳定。截止阀（10）可定期排污。保持冷却罐内清洁。

（二）将昂贵的进口探头改为廉价的国产探头。将高温高压的蒸汽凝液改造变为常温常压的蒸汽凝液后，选用国产探头也是一个很不错的节约成本的方法，本公司与pH计探头生产厂家进行沟通后，生产出与进口表头相匹配的探头进行替换，国产探头价格低廉且经过使用，效果极佳。

（三）将流通池前后进出口的不锈钢管改为塑料软管，将流通池固定于绝缘立柱上（与管道和大地绝缘）。在pH计的测量过程中发现经过上述两项改造后，部分pH计的测量由于管道无接地或接地不良、管道带有静电、二次表头接地不良、pH计探头内部无接地线等等，影响电极，造成其电位不稳定，进而导致pH计测量不准，波动大。经过改造后pH计显示稳定且使用效果较好。

四、pH计的维护保养

在长期的使用过程中，pH计玻璃探头的敏感度会降低，导致测量不准。为此，定期对pH计维护保养是不可缺少的且在拆卸和安装pH计探头时要特别小心谨慎，防止玻璃电极破裂。蒸汽凝液中pH计的定期维护包括：

图1　

（1）定期清洗pH计探头上的污垢，用软毛刷蘸上稀盐酸或清水轻刷玻璃电极，使电极表面污垢完全清除；

（2）当清洗完探头后，如不马上安装，则一定要将探头暂时放置在水中，不得空干放置，如短期不用，可放置于4.0 的pH缓冲液中，长时间不用，可放置在3mol的KCL溶液中；

（3）检查电极内填充液是否浑浊、变色，电极是否破损、开裂；

（4）定期用标准缓冲溶液进行标定。除了定期清洗探头和定期校验外，还要定期用pH试纸对在线仪表进行比对。一旦测量结果与试纸检测结果相差太大，就需要重新清洗传感器和进行校验。

（5）定期更换pH探头，将拆下的探头进行保养，一般保存在3mol的氯化钾溶液中。

参考文献

[1]肖薇薇.浅谈pH计的使用与维护[J].江西化工，2007（04）.

[2]张绚.工业pH计电极常见问题的维护和使用保养[J].科技信息，2012（32）.

中图分类号：TQ083

文献标识码：A