焦油氨水界面检测问题的探讨.pdf

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1、焦油氨水界面检测问题的探讨梁成忠(河北钢铁集团宣钢公司焦化厂)摘要：本文以本单位焦油氨水界面检测的实例为依据。讨论了两种不同密度液体的界面检测的理论基础和实施方法．为同类问题的解决提供了一些参考，具有较大的应用价值，可为同行借鉴，关键词：乳浊液；界面检测；密度比1工艺简介本文所说的是焦化厂煤气净化车间的负压回收工艺，从荒煤气管道来的焦油氨水混合液首先进入焦油渣箱(图中未画出)，然后溢流到焦油氨水分离槽，因静置分层原理，轻质的氨水到了上部，而重质焦油到了下部，交接部位为乳浊液(图中粗点画线)，氨水从溢流口流入下部锥体外腔，用泵打走作为焦炉上升管的喷洒液

2、，焦油从下部压入焦油中间槽，中间的乳浊液即焦油氨水混合液作为初冷器的的冷却喷洒液，其质量好坏直接关系到初冷器的洗萘效果，如图一，左测的4个出口为乳浊液排出口。我们要求乳浊液的的成分是焦油氨水的比例各占50％。我们需知道乳浊液层所在位置，以确定从哪个出口排出合乎要求的乳浊液。这个分层高度即界面的检测就是我们讨论的话题。2检测原理分析图我们在液位检测中用压力变送器(对应于开口容器)或差压变送器(对应于密封容器)是比较常见的，就是利用了液相下部压力△P=pgh的原理，其中p为液体密度，g为重力加速度，h为液体高度，p、g均为常数，所以，h=△P／pg，根据

3、所测压力再乘以相应系数就可以知道液位高度。这一原理在界面检测中同样适用。两种不同液体因密度不同，且不互溶的情况下会形成分层，轻相在上，重相在上，我们用差压变送器测到压差△P，hma^Jp2hf)lhmn1P2P1图二△P=P．一P!Pz=p2曲。Pt=p：gh⋯+p：gh，+p，g(h。。一h；)=p：gh。。+(p：一p-)gh．+p-gh洲．，△P=(p：一p，)gh。+p-gh。。其中p，、p：、g、h。。均为常数(式lh．=(△P—p，gh。．。)／(p：一p一)g(式2根据以上运算，可以看出界面高度对于差压为线性函数。3实例分析160J化，

4、蓄理2015年11月在实际应用中，需要确定差压变送器的量程和零点，假设h，在h⋯，△Pm。=(pz—p一)gh～+p·gh～=p：曲⋯，即为零点若在h⋯，△P⋯=(p：一p·)gh。。+p，ghmm=p：gh。，+p，g(h。．。一h。。)，耳口为满量程△P。。一△P～=p：gh。。+p曙(h。。一h。、)一p：gh。。=(p：～p，)(h～一k。)(式3即为量程范围我单位的工艺中，焦油的密度p。=1．15×103kg，m3，氨水的的密度是p：=1．0×103kg，m3，h．的变化范围h一一h。iIl=一2m，代入(式3△P⋯一△P。．。一3kPa．

5、以上讨论是以焦油氨水界面是一个相当明显的面为基础进行的，实际上它绝对不是一个明显的分界面，否则我们就得不到合格的乳浊液，根据经验可以认定乳浊液的厚度在200—300mm之间，那么在这种情况下差压值还有参考性吗。一种极端情况，假设在h。。和h一之间都为乳浊液(没有分界面)，理想状态下焦油氨水各占50％，那么其密度应为陬=(p：+p，)／2，△P=p。g(h。一h。，)，以上面实例代入，差压值为1．5kPa；若焦油比例偏高，则密度应大于陬，则差压值>1．5kPa，反之<1．5kPa，在这里△P可代表混合液的成分比例。若分层厚度为其它值，设为a，其中心线为

6、h．，则P-=陬gh。。+p29(h．一a／2)+(p2+p1)／29a+plg(h⋯一(h．+a／2))=p29h。。+(p：一p·)gh．+p-gh。。与上述结果相同，可见△P与a无关Lhmxa0，1j．．．．p1hmh1rP2图三4应用根据(式2可知，测得差压△P在界面最低h。。处不为零，需要在变送器端进行零点迁移或在计算机中进行相应运算，安装示意图如图四：图四上图为差压变送器安装示意图因下部焦油为粘稠介质，易对取压装置造成堵塞，致使仪表失灵，所以采用法兰带远传表，经试运行，效果良好(注：焦油的凝固点低于一15℃)。5结语根据以上讨论的结果为依

7、据，我单位技术人员在实际应用中取得非常好的效果，给生产操作带来很大方便，也为后续的界面自动控制奠定了基础，值得推广。