测试测量

科隆案例 | 测量浓硫酸稀释的流量和浓度

2024年03月12日

测量浓硫酸稀释的流量和浓度

● 自动控制回路，实现稳定的产品品质

● 组合式的流量计解决方案，以达到所需的浓度

● 非放射性地测量硫酸在线浓度和质量流量

● 稀释用脱盐水的超声波流量测量

背景

某化学品公司，在捷克经营一家硫磺制品的工厂。该工厂经常订购大量的硫酸(H2SO4)，浓度超过 92%，并存储在现场的储罐中。硫酸溶液从储罐中被泵送到加工装置，并被稀释到生产所需的浓度。

测量要求

理想的生产用硫酸浓度为 70%。因此，该公司建立了一条自动化的控制回路，以稀释储罐中的高浓度硫酸。在静态混合器中，硫酸被脱盐水稀释到所需浓度。这就要求 — 密切监测稀释和未稀释硫酸溶液的浓度和流量，并对脱盐水的配比进行控制。

鉴于浓硫酸具有极强的腐蚀性，通常是采用非侵入性的核子密度计来测量流量和浓度。但是，核废料处理、安全培训、文件和审计方面的高昂代价，已经超过了该技术的益处。

因此，客户正在寻找一款免维护、可靠，且长期稳定的替代方案 — 摒弃核子密度计，即可实现整个稀释过程的自动化。所选仪表需承受强腐蚀性的 H2SO4 溶液，并在稀释前后准确地测量在线浓度和流量。此外，该化学品公司还计划安装一台测量脱盐水配比的流量计，以达到理想的硫酸浓度。

科隆解决方案

该公司选择了一款组合式的解决方案，使用两台 OPTIMASS 7400 科里奥利质量流量计来测量硫酸，以及一台 OPTISONIC 3400 超声波流量计来测量脱盐水。OPTIMASS 7400 科里奥利质量流量计，设计用于化工应用。它的单直管由钽材制成 — 一种高度耐酸和耐腐蚀的材料。科隆流量计，提供已稀释和待稀释(浓度分别为 70%、88...98%)两种硫酸溶液的在线浓度和流量。这两台仪表，都配备了现场分体型(F)信号转换器。流量计选配了伴热夹套，将酸液保持在一个稳定的温度，以免受到温度的影响。采用了耐腐蚀的钽镀层法兰(分别为 DN15 和 DN25)进行安装。

鉴于稀释过程会引起放热反应，用于测量稀释后 H2SO4 的质量流量计，被安装在一台热交换器的后方，以消除反应热对测量的影响。该流量计的测量结果，被用作主控制变量，用于设置控制阀，将合理配比的脱盐水和高浓度的 H2SO4 溶液输送到混合器。测量高浓度硫酸的质量流量计，主要监测进入混合器的流量(0...3000 kg/h)。为了形成闭环控制回路，通过 OPTISONIC 3400 C 超声波流量计来测量脱盐水的流量。其读数，被用来控制静态混合器供应管道中阀门的开关。这款 3 通道的超声波流量计，配备了 DN25 的不锈钢测量管。对其进行保温，以保持稀释过程中所需的介质温度。

客户利益

借助科隆流量计，可以连续地供应所需浓度的H2SO4 — 令客户从持续稳定的过程中受益。所需的配比，可以通过 OPTIMASS 7400 准确可靠地在线确定。无需昂贵的核子密度计，也不需要反复的、高成本的辐射安全培训和审计。因此，客户可以逐年节省资本支出 — 对科里奥利质量流量计的投资，很快就收到了回报。OPTIMASS 7400 质量流量计设计用于长期运行，所以采用了耐酸的钽材测量管，可以提供高重复性和长期稳定的流量和密度/浓度测量。它还提供丰富的诊断信息，并集成了温度监测功能，这使得科里奥利流量计比核子密度计的用途更为广泛。

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