智能盐酸流量计在三聚磷酸钠加酸过程中的应用选型

发布时间：2020-08-06 15:19:34

摘要：智能盐酸流量计的应用非常广泛，只要是满足一定导电率的流体基本都可以使用。三聚磷酸钠由磷酸经纯碱中和成正磷酸钠，再经缩合而成。生产磷酸的方法有湿法和热法两种。湿法是将磷矿和无机酸(通常用硫酸，也可用盐酸的)反应后，经萃取、精制后即得磷酸。热法是在电炉中将磷矿与焦炭和硅石一起焙烧，磷矿物还原成磷，然后氧化、水合，即得磷酸。本文介绍智能式盐酸流量计在三聚磷酸钠生产的中和加酸过程中的成功应用及其仪表选型、设计的基本情况。
1、工艺和设备状况简介：
在三聚磷酸钠(俗称五钠)的生产过程中有一个中和过程，在该过程中磷酸和纯碱按一定比例混合、反应后被制成可用来进一步生产五钠的中和液。在这样一个过程中为使产品质量得到有效控制就需要对加入中和罐的磷酸量根据分析结果进行精确的批量控制。在我们的生产过程中*初用于实现这一目的的主要仪表是一台德国公司生产的带机械式批量控制功能的就地操作型旋转活塞式流量计，它和一台二位式薄膜调节阀构成批量控制系统。
2、存在的问题和解决方案：
图1中流量计自装置投产后就一直使用，已是残破不堪，常因其故障使装置的生产遭受影响。在这种情况下如何来解决好这个问题渊良自然地纳入了我们的工作日程。我们*先想到的是想按原型号进行更新，但经市场询价后我们发现这种老式的仪表现在的售价实在太昂贵，竟达十一万多人民币一台，很不合算。经研究后，我们认为德国E+H公司产的Promag33系列智能式盐酸流量计能担此任(当时集批处理功能于一身的流量计还不多)，其完善的功能和一体式结构既能够通过表头上的三个红夕撇摸键使将来的操作完全和老仪表一样在现场完成，也可利用这种仪表本身具有的HART通信功能和RS 485接口方便地使用HART通讯器或其它智能终端实现远程操作。该方案投资仅为三万元人民币左右(不计远程终端，暂未用)。

3、仪表选型和系统设计：
(1)根据工艺的酸流量情况我们选用了口径为DN50的盐酸流量计，针对磷酸的特殊腐蚀特性确定了聚四氟乙烯(PTFE)衬里和担电*，电源为24V DC(因电磁阀也用该电源)。
(2)调节阀延用原旧阀。
(3)增加一个直流2hV、2.5W的二位三通电磁阀，用来控制调节阀的气源(该气源在旧系统中直接受控于流量计)。
(4)因所选流量计本身的触点输出容量*大仅为0.lA/24V，故增加一个触点容量为0.5A/24V ,激励电压为24V DC的中间继电器(该继电器直接固定在流量计自身的接线盒内)用以可靠驱动电磁阀。
系统构成示意图见图2。

4、结束语：

以上系统于在我们一期五钠装置施工完毕即投入正常使用，至今已两年有余，其效果非常理想，以至在2000年4月份我们对二期五钠装置也进行了完全相同的改造。 本文所介绍的应用虽然非常简单，但我们认为该类应用尽管简单也有其一定的价值，因为它确实非常有效地解决了特定情况下的测量和控制问题。另外此类问题在企业生产中也是较常见的，如若解决得不好或效果不佳，就必定会给企业造成一定的损失，也许是非常大的损失。

由正磷酸盐制取三聚磷酸钠的工艺则比较简单，流程短，控制操作方便。主要有两种方法。

①喷雾干燥-转炉缩聚二段法：喷雾干燥器为一圆筒，上部与带有气体喷嘴的卧式燃烧器相接。温度为400～500℃的气体经燃烧器通入喷雾干燥塔的上部，同时用高压(4.2MPa)泵将正磷酸盐的溶液喷入。含水5%以下的干燥产品不断从干燥器下部取出。正磷酸盐混合物在旋转炉中脱水缩聚成三聚磷酸钠。此法特点是产品无需进行粉碎，喷雾干燥器干燥效率高，干燥物料很均匀，不会发生分层现象。缺点是干燥与缩聚分两段进行，直接加热脱水时粉尘损失大。

②干燥-脱水一段法：将料浆喷入旋转炉，炉内用喷嘴送入热气或燃烧石油以加热。环状挡板将炉分成火焰段和加热段。在加热段中，物料*终脱水缩聚而转化成三聚磷酸钠。冷却筒与旋转炉连成一体，由冷却筒出来的粒状产品在研磨机中磨细，从炉中带出的少量粉料在旋风分离器中回收。此法将干燥、脱水和冷却结合在一个单元设备内进行，使流程大为简化，热利用率较高，而且可以减少基建投资，改善劳动条件。