烧碱密度的在线检测

烧碱密度的在线检测 第4期2003年4月.中国氯碱 ChinaChlor—Alkali No.4 Apr.,200333 烧碱密度的在线检测 武平丽 (开封东大4~-z-(集团)有限公司,河南开封市475003) 摘要:介绍了烧碱密度在线检测的必要性,DM8型密度计的测量原理,安装,应用及 维护情况. 关键词:离子膜碱;密度计;在线检测 1在线检测NaOH的必要性 1.1NaOH浓度对电流效率的影响 阴极液中NaOH浓度与电流效率的关系存在一 个极大值(如图1所示).随着NaOH浓度的升高,阴 极一侧的膜的含水率减少,固定离子浓度增大,因 此电流效率随之增加,但是随着NaOH浓度的继续 升高,膜中OH浓度增大,当NaOH质量分数超过 35%,36%以后,膜中OH一浓度增大的影响起决 定作用,使电流效率明显下降. 1.2NaOH浓度对槽电压的影响 在电解过程中NaOH浓度的提高使膜中含水率 下降,导致膜电压降的升高.阴极液电阻随NaOH浓 度的增加而增大,也使槽电压升高(如图2所示). % 书f卜96 髫94 出 脚 25303540% NaOH浓渡 图1NaOH浓渡对电流效率的影响 % NaOH浓渡 \图2NaOH浓渡对膜电压的影响 1.3NaOH浓度对NaOH含盐量的影响 由于NaOH浓度的升高,膜中含水率降低,从而 抑制了cl一向阴极室的渗透速度.因此随着NaOH 浓度的升高,NaOH含盐量随之下降. 由上述可知,长期稳定地控制NaOH最佳浓度 是非常必要的.目前离子膜电解槽出口碱液浓度控 制范围因膜种类不同而有所差别,我公司NaOH浓 度控制在32.0%,32.3%(质量分数). 2DM8型密度计的测量原理 DM8振动式密度计具有高可靠性和较多的操 作功能,包括检测器VD6D和变换器DM8C,检测器 有振动器和RTD(电阻温度计),它输出检测密度信 号(频率)和温度信号(电压)到变换器.变换器用微 处理器转换从检测器送来的密度值的频率信号并显 示,它也能计算参考温度下这些信号的密度并用数 字显示.变换器除了输出模拟传输信号还可输出数 字传输信号,并提供多种功能,如一触式校验,自诊 断等. VD6D密度检测器是一个振动型密度测量仪. 当在振动着的管子中流过被测液体时,管子的横向 自由振荡频率是液体密度的函数.假设管内充满液 体,则管的横向自由振荡频率经变换器转换后可用 下式示: fx P丽?1+x?B(t) 式中: 厂x一的自由振荡频率,Hz; px一测量温度下液体的密度,kg/m.; A(t),B(t)一被测液体的温度函数,用来对测量 密度进行温度补偿,通过下式可获得参考温度下的 密度prB; ptB=px+仅(Tx一) 式中:仅一测量液体密度的温度系数,g/cm.?oC; 一 参数温度,cc; 一 密度测量时液体温度,cI=. 3安装 密度检则器通常安装在现场并安装采样装置以 传递测量液体.检测器必须垂直安装以保持振动管 垂直状态.附近要安装仪表气源,以便清洗振动器或 中国氯碱2003年第4期 用标准液校验时,利用空气压力将液体吹出.密度变 换器一般安装在控制室内.采样装置的流程如图3 样品进 样品出 所示. 图3为典型的采样装置流程图,DD为密度检 图3采样装置的流程图 测器.其中各种元件如F(过滤网)通常为80个网 眼,以防固体进采样管.T(温度计),FM(流量计)和 P(压力计)对检测液体是必要的.针阀"NV"用来控 制采样液体的流量,球阀"BV"和针阀"NV4"用来截 断采样液体.在清洗振动器或用标准液校验时, "Nv99用"NV3"针阀用来排出振动器里的液体或采 集样品供人工分析.由于我公司地处北方,32% NaOH凝固点高,因此,为采样装置安装了蒸汽拌热 管. 采样装置的安装地点应尽量避免振动,便于维 护和校验.另外,采样装置要固定在混凝土基础上, 以便排水. 检测器和变换器要用专用电缆连接,电缆的屏 蔽层应接地.不要让接线端子生锈和潮湿,两者的外 壳必须接大地,对地电阻应为100n以下.变换器 提供的4,20mADC输出信号连接到DCS系统的 输入模块,在操作站工艺流程图画面上直接显示为 参考温度下的NaOH质量浓度. 在工艺管道上选择适当的采样人口和采样回 流口的开孔位置,使它们之间的压差至少保持在 0.1MPa.开表时一定要按顺序启动,即密度检测器 先通液,接着通电,转换器设定参数,最后投运. 4使用维修注意事项 (1)长期停车时最好排净取样液. (2)管内不能留有气泡,这一点很重要,输送泵 检修后在切换过程中可能会有气泡出现,导致密度 计指示值来回振荡,但时间不太长,DCS记录NaOH 浓度曲线会出现如下现象. %]厂厂 (3)温度系数以下式计算,' 仅=(高温度下的密度一低温度下的密度)/(高 温度一低温度) 32%NaOH液体密度的温度系数一般为仅= 一 0.00065(g/cm')/~C.在变换器温度系数设定 时,应输入测量溶液的温度系数的一100000倍,以 变成正数,即输入65. (4)碱液中的微粒(如磁铁粉等)沉积在振动器 的内壁是流动液体的正常现象,会引起测量误差.应 经常检测测量密度值,当误差超过允许范围时,要用 毛刷清洗振动管.在校验或清洗时,要注意各阀门的 开关顺序及状态,以免出现烧碱烧伤事故. (5)每年检查检测器1,2次,如发现潮湿则更 换干燥剂,以保护检测器的振荡放大器免受潮湿. (6)应用中保证采样液体温度和压力P在规 定的范围内,压力2.0MPa?P;?Po+0.1MPa, 调整针阀NV原开度,使流过检测器的流量大约 为5L/min,由FM指示,流量随采样液体粘度变化 而变化,如粘度太高,流量指示值比实际值偏大,反 之偏小. (7)取样系统要随时检查,以免渗漏损坏,烧损 检测器. (8)电解升电流以前,由于阴,阳极室离子强度 不同,阴,阳极液长时间循环会导致阴极液贮罐中 NaOH浓度的降低,所以电解槽升电流前,密度计显 示值逐渐降低属正常.此时应注意阴极液贮罐液位, 显示液位要比实际液位偏低,注意开车安全. (9)在用标准液对密度计进行两点校验时,一种 密度(标准液1)必须接近测量量程的低限,另一种 密度(标准液2)要接近测量量程的高限.我公司设 定低限为1.2136g/L(20%NaOH,30?),高限为 1.4232g/L(40%NaOH,30?). 5结束语 多年的应用证明了DM8型密度计应用于离子 膜烧碱密度的在线检测中不但可以减轻工人劳动强 度,而且更准确,可靠,满足了指标考核和生产需要. 密度计的在线检测还可应用于隔膜法烧碱,工业盐 酸等,在氯碱行业具有推广应用的价值. 收麓日期:2003—02—25