HST-905 紫外 + 近红外光谱仪 —— 氯气碱洗浓度在线监测简介

一、工艺背景与监测需求

在氯碱、化工、制药、造纸等涉及含 Cl₂ 气处理的工序中，尾气通常采用碱液循环吸收工艺。其核心化学反应为：2NaOH + Cl₂ → NaCl + NaClO + H₂O。Cl₂ 气被 NaOH 溶液吸收后，生成次氯酸钠（NaClO）和氯化钠（NaCl）。随着吸收过程持续进行，循环液中的游离 NaOH 逐步消耗，NaClO 与 NaCl 浓度随之累积。若循环液中 NaOH 浓度过低，残余 Cl₂ 气无法被充分吸收，存在尾气穿透、设备腐蚀和环保超标风险；若 NaClO 浓度过高，则循环液吸收能力趋于饱和，需要及时换液或补碱。

因此，氯气碱洗循环液的浓度检测不能只看单一参数。海思特测控针对这一场景推出 HST-905 紫外 + 近红外光谱仪，专为 NaOH、NaClO 与 NaCl 共存的混合体系设计，实现双组分浓度在线分析。

二、海思特 HST-905 方案概述

HST-905 是海思特测控自主研发的在线光谱浓度计，采用紫外与近红外光谱联合分析技术。系统通过旁路循环方式从碱洗塔循环泵出口或其他代表性管段引出样液，经隔离阀、流量调节后进入光谱流通测量单元，检测完成后返回循环储罐或合适回流点。

该浓度分析方案直接测量原液，无需在线稀释，无需化学滴定试剂，不消耗稀释水，不改变样液配比。测量结果实时上传至现场显示终端及用户 PLC/DCS 系统，为补碱控制、循环液管理和工艺趋势判断提供连续数据。

三、检测原理

海思特 HST-905 融合两路光谱信息：紫外光谱用于获取次氯酸根的特征吸收信息，对应 NaClO 浓度；近红外光谱用于获取与碱浓度及溶液水合状态相关的光谱变化，对应游离 NaOH 浓度。两路信号结合液温及工艺专属混合液模型，联合计算游离 NaOH 与 NaClO 的质量分数，并在适用范围内自动补偿温度与共存组分的影响。系统采用原液透射光谱分析，不消耗分析试剂。

关于有效氯需要说明：HST-905 直接输出的是 NaClO 质量分数，可换算为以 Cl₂ 计的有效氯参考值，但有效氯浓度不等同于 NaClO 质量分数，两者之间需按化学当量关系换算。现场如需有效氯读数，可由海思特测控技术团队根据工艺要求配置换算系数。

四、测量范围与精度

HST-905 的 NaOH 量程为 0–30 wt%（质量分数），NaClO 量程为 0–10%，整机测量精度为 NaOH、NaClO 各 ±0.3 个百分点（典型值，受标定数据约束，现场工况会有影响），浓度分辨率 0.1 wt%，动态响应 ≤10 s（指流通池内样液更新后的响应时间，不含旁路管路输送时间），介质温度适用范围 0–50 ℃，内置温度补偿。

精度说明：±0.3 个百分点为绝对误差，而非读数百分比。例如 10.0 wt% 样液，对应允许示值范围 9.7–10.3 wt%。该指标适用于规定量程、温度及标定基质，要求样液应保持均匀、测量腔充满且无持续气泡干扰测量窗。

五、NaCl 估算说明

按主反应的等摩尔生成关系，当初始 NaCl 与 NaClO 可忽略、无显著副反应且未发生盐析时，NaCl 估算浓度约等于一定系数乘以 NaClO 实测浓度。由于化学反应方程式固定，可通过 NaClO 浓度推算 NaCl 浓度，两者采用相同质量分数单位。初始含盐量需按当前溶液质量基准修正背景盐量。但需注意：NaCl 为工艺估算值，不作为独立实测值或精度承诺项。若存在次氯酸钠分解、氯酸盐生成、外加盐或析盐等情况，估算结果会受影响。

六、安装与自控联动

海思特 HST-905 推荐旁路循环安装，保持连续流动、流通池满液。推荐流路为：取样点 → 隔离阀 → 按需防护过滤 → 流量调节 → 光谱流通池 → 回流。传感单元优先采用有利于排气的安装方向；过滤器仅用于保护流路，不能把过滤后液相浓度当作含晶浆液总浓度。安装时预留隔离、排液和冲洗条件，降低支路死体积及输送延迟。压力与流量应满足交付要求。禁止通过引入稀释水维持正常测量。

在自控层面，PLC/DCS 可根据 NaOH 低限进行补碱联动，并结合 NaClO 趋势管理循环液。报警阈值、回差与延时由用户工艺确定。自动控制应纳入仪表故障及无效测量状态判断，避免异常读数直接触发加药。

七、系统配置与功能

人机界面为 7 寸 Linux 工业触控屏，上电自启动，参数掉电保存；信号输出支持 4–20 mA 模拟量及 RS485 Modbus-RTU 数字通讯；数据管理方面，浓度、温度历史曲线本地存储，支持 U 盘导出；扩展功能包括手机 / 电脑远程监控、OTA 升级、模型推送升级、声光报警、自动补碱联锁（选配）；防爆配置可选隔爆机柜，等级以交付铭牌及防爆证书为准；接液材质为防腐流通池及光学窗口，按介质材质交付配置。

八、海思特测控的工艺价值

针对氯气碱洗这一特定工况，海思特测控提供的不是 "一台仪表通测所有介质" 的泛用方案，而是基于 NaOH + NaClO + NaCl 三元体系专属标定的浓度检测方案。每一类介质的光谱曲线均经过独立工艺验证，确保混合液模型与实际工况匹配。

相比人工取样滴定，HST-905 实现连续在线浓度分析，减少人工化验频次，降低人员接触腐蚀气体和化学试剂的风险；相比单一物性信号（如电导率），紫外 + 近红外双组分浓度计能同时掌握游离碱消耗与次氯酸钠累积两个维度，判断更完整。