[發(fā)明專利]氯氣回收中的次氯酸鈉密度測量與過程控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310267244.1
• 申請日: 2013-06-30
• 公開（公告）號: CN103308424A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 覃德光;陳炳謙;王志杰;周愛存;武曉兵;杜建臣;李瑞新
• 申請（專利權(quán)）人: 唐山三友氯堿有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01N9/26
• 分類號: G01N9/26;C01B11/06
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 張云和;明淑娟

1.一種氯氣回收中的次氯酸鈉密度測量與過程控制方法，按如下步驟進行：

a、在堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽上安裝法蘭式差壓變送器，上、下法蘭孔的孔距定為H；在堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽沒有液位時調(diào)整變送器零點；

b、將首次配置好濃度的稀NaOH溶液打入堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽中，堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽液位高度在堿液循環(huán)反應(yīng)過程中始終高于差壓變送器上法蘭孔；?

c、計算起始NaOH溶液的密度ρ₁：差壓變送器的顯示值/g×上、下法蘭孔的孔距H；依據(jù)平衡反應(yīng)方程式計算出NaOH完全反應(yīng)后混合溶液的密度ρ₂；

d、將差壓變送器的顯示值調(diào)至零點，測算差壓變送器壓力值：△P=(ρ₂-ρ₁)gH；△P/75%取整即得到差壓變送器量程P_H；

e、差壓變送器量壓力值△P與所選擇的差壓變送器的量程P_H的比值即為報警點；當(dāng)差壓變送器指示到達報警點時，表示NaOH溶液反應(yīng)完成；

f、差壓變送器安裝調(diào)試完畢,啟動堿液循環(huán)泵開始循環(huán)吸收氯氣，觀察密度變化，當(dāng)NaOH溶液完全反應(yīng)完成，停循環(huán)泵，啟動次鈉泵排出成品；

g、用差壓變送器測量氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)過程中的密度，從而能夠控制反應(yīng)進程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯氣回收中的次氯酸鈉密度測量與過程控制方法，其特征在于：當(dāng)?shù)诙闻渲破鹗糔aOH溶液時，起始NaOH濃度穩(wěn)定，就無需調(diào)整差壓變送器量程和零點；

當(dāng)?shù)诙闻渲频腘aOH溶液打入堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽且液位高度超過上法蘭孔時，差壓變送器顯示小于零表示濃度與首次比偏低；當(dāng)差壓變送器顯示大于零表示濃度與首次比偏高；濃度偏低或偏高時需要調(diào)整配置水量，以達到標(biāo)準(zhǔn)首次配置的濃度。

3.相同NaOH溶液起始濃度時，應(yīng)當(dāng)保持液位恒定一致，用差壓變送器通過測量差壓變化確定NaOH是否反應(yīng)完成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯氣回收中的次氯酸鈉密度測量與過程控制方法，其特征在于：

設(shè)備采用具有上、下法蘭孔的堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽，上、下法蘭的安裝孔距設(shè)定是H米，并安裝差壓變送器；

由質(zhì)量百分比是32%的NaOH溶液按比例加水稀釋的方法進行配制稀NaOH溶液，根據(jù)次鈉成品濃度要求配制的稀NaOH濃度是11%~20%，堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽液位高度在堿液循環(huán)反應(yīng)過程中始終高于差壓變送器上法蘭孔；?

所選用的差壓變送器起始量程為0～60KPa；

計算起始NaOH溶液的密度ρ₁：差壓變送器的顯示值/g×H米；依據(jù)平衡反應(yīng)方程式計算出反應(yīng)后混合溶液的密度ρ₂。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯氣回收中的次氯酸鈉密度測量與過程控制方法，其特征在于：在堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽上安裝法蘭式差壓變送器；上、下法蘭孔的孔距根據(jù)堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽的高度設(shè)定為H=2米；在堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽沒有液位時調(diào)整變送器零點；

由質(zhì)量百分比是32%的NaOH溶液按比例加水稀釋的方法進行首次配制稀NaOH溶液，根據(jù)次鈉成品濃度配制NaOH的濃度是11.92%，將稀堿液打入堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽，要求堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽液位高度在堿液循環(huán)反應(yīng)過程中始終高于差壓變送器上法蘭孔；?

所選用的差壓變送器起始量程為0～60KPa；

計算起始NaOH溶液的密度ρ₁：差壓變送器的顯示值/g×2米；差壓變送器的顯示值單位換算成p_a?,密度ρ_1、ρ₂單位為：kg/m³，此時設(shè)差壓變送器顯示值設(shè)為2260p_a?，則ρ₁=2260×10/2=1130?kg/m³；ρ₁=2260×10/2=1130?kg/m³；

將差壓變送器的顯示值遷移至零點，測算并選擇差壓變送器的量程,測算方法如下：

根據(jù)已知起始NaOH溶液的密度查表得到此溫度時NaOH溶液質(zhì)量百分比濃度，計算氯氣與堿液完全反應(yīng)后的溶液密度：取Φ=100毫米，H₁=1000毫米的圓柱體NaOH溶液作為計算依據(jù)；并根據(jù)上述計算得到的起始NaOH溶液的密度ρ₁是：1.13g/cm³；NaOH百分比濃度為11.92%，則圓柱液體體積為：V=3.14×5²×100=7850cm³，由W=ρ₁V得：圓柱中NaOH溶液的總重量為：W=1.13×7850=8870.5g，根據(jù)百分比濃度計算出溶液中NaOH的質(zhì)量為：8870.5×11.92%=1057.3636g；溶液中H₂O的質(zhì)量為：8870.5-1057.3636=7813.1364g；

通入Cl₂后NaOH完全反應(yīng)，生成物如下表：

Cl₂????????+???2?NaOH???---------??NaCl??????+????NaClO??????+?????H₂O

718058.574.5189358.411057.3636773.20984.67237.91

反應(yīng)后總質(zhì)量為：

W=7813.136+773.2+984.67+237.91=9808.916g，

總體積是：V=7850+237.91=8087.91cm³，?

溶液密度是：ρ₂=W/V=9808.916/8087.91=1.2128g/cm³；

根據(jù)計算得到的溶液密度ρ₂與起始NaOH溶液的密度ρ₁之差測算差壓變送器量程△P=(ρ₂-ρ₁)gH=（1212.8-1130）×10×2=1656Pa?；△P/75%取整即得到差壓變送器量程P_H=1656/0.75=2208Pa,取整得2200Pa；調(diào)整變送器量程到P_H=2200Pa；

設(shè)置報警點：

計算出的差壓變送器的量程值△P與所選擇的差壓變送器的量程P_H的比值即為報警點；1656/2200×100%=75.27%,當(dāng)壓差壓變送器指示到達報警點時，表示NaOH溶液反應(yīng)完成；

差壓變送器安裝調(diào)試完畢,啟動堿液循環(huán)泵開始循環(huán)吸收氯氣，觀察密度變化，當(dāng)NaOH溶液完全反應(yīng)完成，停循環(huán)泵，啟動次鈉泵排出成品；

第二次配制起始NaOH溶液時，只要起始NaOH濃度與首次濃度一致，也就是NaOH溶液濃度穩(wěn)定，就無需調(diào)整差壓變送器量程和零點，如果在二次配制的NaOH溶液打入堿液循環(huán)槽或次鈉儲槽且液位高度超過上法蘭孔中心時；差壓變送器顯示不為零，表示配制濃度不準(zhǔn)確；當(dāng)差壓變送器顯示小于零表示濃度與首次相比偏低，當(dāng)差壓變送器顯示大于零表示與首次比濃度偏高；下一次再配制時需要調(diào)整配置水量，以達到首次配置的濃度；

用差壓變送器測量氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)過程中的密度，從而達到控制反應(yīng)進程。