密闭罐内粉体物料存量的一种确定方法

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1、万方数据计量装置及应用密闭罐内粉体物料存量的一种确定方法李忠远，李致远，温峻(吉化电石厂表面活性剂研究所，吉林132022)1问题的提出甲基氯硅烷单体是有机硅行业重要的原料，它是由硅粉、氯甲烷、催化剂及助剂在流化床反应器内合成的。在硅粉及催化剂、助剂进入反应器前，需要在干燥炉内用氮气流化进行干燥、混合的预处理过程，即所谓的触体制备过程。实际生活中，一般每天制备4炉，每炉1．5t，每炉耗2h，分三班制备，一天共制备6t触体原料供流化床反应器生产使用。参见图l。制备好的新鲜触体由干燥炉放人触体中间罐中备用，中间罐可存贮7．5t

2、触体原料。触体中间罐是触体制备工序的成品罐，也是合成工序反应器的原料罐，在实际生产中担负承上启下的作用，因此及时准确地了解其中的原料存量情况对合理安排制备工序生产、指导合成反应器的操作具有重要意义。但实际生产中触体中间罐无备用罐，其中的物料时进时出，向流化床反应器内加料时加人的触体物料又无计量手段，只凭经验，故触体中间罐内的物料量很难确定，导致流化床反应器内时而多料时而缺料的情况发生，影响了流化床反应器的正常生产。目前采取的方法是人工拆卸触体中间罐测量孑L法兰，打开测量孔，用线锤测量中间罐内粉体料位进行估算，劳动强度较大，

3、因此尚需寻找一种可靠的测量方法。当然可以采用传感器进行测重，但本文给出另一种粗略的测重方法。2解决的办法实际生产中，一般每小时向流化床反应器中补料一次，为了便于补料及防止在加料时流化床反应器内的带压物料返回中间罐，原中间罐上接有充压氮气管，其上阀门处于常开状态以保证中间罐内绝对压力始终为0．7MPa，见图l。为了能及时了解中间罐内物料量，在原中间罐上就近安装一个体积为0．5m3的辅助测量罐，见图2。中间罐、测量罐上均安装压力表及热电偶(或温度计)，以测量两罐内上方气体的压力和温度。安装辅助测量罐后，中间罐中物料量即可间接进

4、行粗略测量。测量原理：中间罐的体积是一定值，为4m3，只要能求出中间罐上方空间的体积，罐内物料的体积即[收稿日期]2005—12—28·46·可确定，又已知物料的堆积密度，则罐内存料量可求。去反应器1．氮气；2．热电偶；3．压力表；4．泄压孔；5．测量孑L图1原触体中间罐连接简圈去反应器1．氮气；2、6．热电偶；3、7．压力表；4．泄压孔；5．测量孔图2改造后中间罐连接简图将中间罐与测量罐看成一个密闭系统，由于系统压力不高，所以系统内的气体均可视为理想气体。测量前先记录下两罐的压力及温度，之后打开中间罐与测量罐联通管上的阀

5、门，使两罐连通并待两罐压力、温度平衡后，记录下连通后中间罐及辅助罐的压力、温度数据。由于系统是密闭的，连通前后两罐内气体的总量是不万方数据计量装置及应用变的(由于i拍管羁罄田且短，其内气体量可忽略不计)，据此及以上数据即可确定中间罐内上部空间气体所占据的体积，从而根据物料的堆积密度求出罐内料量。中间罐与辅助罐内气体在接通前后的状况如表1所示。表1中间罐与辅助罐内气体在接通前后的状态参数表注：pAB：两罐连通后，两罐平衡压力；T’8：连通后辅助罐内混合后的温度；V。：中间罐上部空问气体体积，是待求的量。依据上表，根据理想气体

6、状态方程，在两罐接通前中间罐上方及测量罐内气体摩尔数分另q为：仆皆；忙甓；连通前两罐内气体总摩尔数为：ⅣA+％=皆坛pB％VB(1)连通后中I司罐、测量罐内气体摩尔数分别为：n=雠；％=糌；连通后两罐内气体总摩尔数为：N'a+NtB=-p删AeV一。+磷(2)连通前后系统内气体总量不变，由上述(1)、(2)式得：NA+NB=N’A+N’8，即学+畿=赞+雠整理得：，，yB(镌一甓)yA一出卫塑n丁’A将pA=709275Pa、pB=101325Pa，V8=0．5m3代入上式并整理得：RAB一!Q!三2三17Tf8Te。卜2

7、x(7091A275一业T,A、工业计量2006年增刊1中间罐总体积为V=4m3，罐中物料所占体积I／物(m3)为：业一!Q!兰堑V物=V-吣4一■T再'B匠TB2石@’×(旦％产些一告产)n、％、F’^、T’口、pAB各状态量可直接在两罐的测量点处读取。根据罐内物料的堆积密度p=1．8(t／m3)便可求得罐内所存物料量形物：形物=p×y物实际生产中，中间罐较大，两罐连通后，中间罐内温度可视为恒定。可近似认为n一丁’A，(3)式成为：y物=V—VA=4一丙可番锄(镌101325、TB。特别地，当两罐温度均为常温时，即TA=

8、T8=丁78，上式成为：y物=y—ya=4一互i_鼍孝轰西‰实际生产中，在干燥炉向中间罐放料前，中间罐先泄放至常压。测量中间罐存料量的工作可在干燥炉放料前进行，再泄压放料以节约氮气。3对测量方法的讨论(1)按上述公式求罐内上部空间体积时，包含了物料颗粒间的空隙，存在一定误差。但物料粒度较小，颗料问的孔隙