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氯碱行业中在线 pH和ORP分析仪已经广泛地应用于盐水精制、膜法脱硝、电解槽、淡盐水脱氯等生产过程,帮助企业提高盐水纯度,促进生产效率,延长设备使用寿命。

如今,另一种在线分析技术感应式电导率正越来越多地使用在氯碱生产工段,比如次氯酸钠生产监控烧碱残留浓度,氯气干燥检测浓硫酸浓度变化和盐酸合成检测盐酸浓度等工艺点。

本文将着重介绍感应式电导率如何在次氯酸钠生产和氯气干燥过程中发挥作用,以及感应式电导率测量的基本原理。

次氯酸钠生产监控烧碱残留浓度

氯气进入氯气吸收塔下部,与塔上部喷淋的循环冷却碱液逆流接触吸收,在吸收器部分发生化学反应生成次氯酸钠。

吸收碱液由塔底流出至吸收碱液低位槽,再经吸收碱循环泵输送至吸收碱冷却器冷却后返回塔顶,进行下一轮吸收。反应过程如下:

2NaOH + Cl2 => NaOCl + NaCl + H2O

在该过程中需要了解烧碱的吸收能力,残留烧碱含量和次氯酸钠浓度。电导率测量值能够反映烧碱吸收溶液和副产物的离子总浓度。

随着烧碱溶液消耗,电导率值通常会下降。同时,随着导电性产品的浓度提高,电导率下降速度放缓。但是,烧碱的导电能力比无机盐产品更强,因此随着化学反应继续进行,可以观察到电导率数值持续下降。

在特定浓度下,烧碱溶液开始失效,无法吸收氯气。电导率测量能够判断该值,随后启动排放吸收液,同时添加新鲜溶液,也可以通过电导率计算得出残留的烧碱浓度。

该点通常还会结合ORP参数测量,ORP数值上升,意味着次氯酸钠浓度上升。如果是连续型生产,往往只采用ORP测量,控制在稳定的ORP范围,确保产品浓度。

电解产生的氯气含有大量水蒸气,对后续的输送管道和压缩机具有强烈的腐蚀作用。因此需要采用降温措施减小饱和水蒸汽分压,减少氯气中的含水量。

随后氯气进入填料塔底部,由下至上地经过填料层与塔顶喷淋下来的98%硫酸,硫酸充分接触氯气吸收所残留的水分,如果硫酸浓度降至75%,将其泵至稀硫酸贮槽。

在该工段必须监控硫酸浓度变化,否则硫酸浓度下降至75%后将不具备吸收水分的能力,造成干燥效果差,腐蚀昂贵的压缩机和管道。

此时可以用感应式电导率来监控硫酸浓度变化。硫酸浓度与电导率对应曲线为3个分段式曲线,比如H2SO4-1(0-30 %), H2SO4-2(32-84 %), H2SO4-3(92-99 %),需要在变送器中选择相应的浓度曲线,然而大多数的仪表只能选择一条曲线。

氯气干燥过程硫酸浓度变化范围跨越了H2SO4-2(32-84 %), H2SO4-3(92-99 %)曲线,变送器不能实现自动切换曲线。可以使用能够同时设置两条曲线的变送器,并且具有两路模拟输出,控制系统根据两路模拟信号输出变化,自动选择合适的测量曲线。

感应式电导率测量系统包含感应式传感器InPro7250与变送器M400 IND。

Inpro7250用以与溶液接触, M400 IND转换信号供控制系统使用。感应式传感器由两个环形线圈组成,封装在耐化学腐蚀的聚合物外壳中,无任何裸露的金属材料。传感器放入导电溶液中后,产生电流回路,电流值与溶液的电导率成正比。

InPro7250 PFA感应式电导率传感器,无惧污垢,是强导电溶液的理想之选! 由耐化学腐蚀的PFA制造,完全消除传感器腐蚀问题!

M400 IND是一款有四路模拟输出的变送器,在配置时选择a路输出为H2SO4-3曲线,b路输出为H2SO4-2曲线。如果实际浓度范围落在曲线-3,a路模拟量输出大于3.8mA,b路输出固定为20.5mA,此时DCS判断接受a路输出信号。如果实际浓度范围落在曲线-2,a路模拟量输出固定为3.8mA,b通道模拟量输出小于20.5mA, 此时DCS判断接受b通道输出信号。这样通过一套测量系统就能跨越两个曲线段,监控硫酸浓度从98%下降至75%的过程。

感应式电导率在线分析具备坚固、耐腐的特性,特别适合应用于恶劣、强腐蚀的环境中,在氯碱的游离氯,强酸,强碱的环境中尤为如此。感应式电导率可有效提高产品质量,加快生产效率,延长设备使用寿命。