CN101802587A - 监测含有工艺液体的系统中的沉积的仪器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及监测含有工艺液体例如工艺水的系统中的沉积的仪器。本发明还涉及所述仪器的用途以及监测表面上的沉积的方法。本发明还涉及到沉积抑制剂的添加。所述仪器包括用于从液体工艺中收集液体(L)的溢流容器(2)，用于引导来自溢流容器(2)的液体(L)的排放单元(3)，连接到所述排放单元(3)用于测量流量来监测表面上的沉积的流量计单元(4)。

Description

监测含有工艺液体的系统中的沉积的仪器和方法

发明领域

本发明涉及用于监测含有工艺液体例如工艺水的系统中的沉积的仪器。本发明还涉及所述仪器的用途以及监测表面上的沉积的方法。本发明还涉及沉积抑制剂的添加。

含有工艺液体例如工艺水的系统中存在的一个难题是，在例如管道和箱体内的表面上沉积物的积累，沉积可以是化学的或生物的。例如由于无机物质和有机物质的聚集和絮凝作用而导致沉积。沉积可发展得非常迅速。在某些情况下，只要沉积物附着于沉积表面时，如此沉积便不再是一个难题。然而，在一些工艺中，例如在造纸机中，从表面脱离的沉积物会在纸上形成斑点甚至是导致纸卷的断裂。此外，沉积物也消耗了过程中的化学物质，例如杀菌剂和澄清剂。沉积也可能引起管道，箱体和设备表面的腐蚀。

表面沉积通常采用离线检测。采用光谱和超声检测方法。但这些方法是离线方法并且相当复杂。因此，用这些已知的仪器和方法难以防止或减少沉积。

发明概述

本发明的目的是提供一种简单的仪器，用于监测包含工艺液体的系统中的沉积。

本发明另一目的是提供一种设备和方法，用于监测可能存在压力波动的液体工艺中的沉积。本发明的另一目的是提供一种用于添加抑制沉积的试剂的系统。

为实现这一目的，本发明的特征在于其特征由独立权利要求所述。其它权利要求反映了本发明的优选实施方案。

根据本发明的用于监测含有工艺液体的系统中的沉积的仪器包括：

-用于连续收集工艺液体的压力均衡器，

-排放单元，用于引导来自所述压力均衡器的所述工艺液体的至少一部分，

-连接到所述排放单元的流量计单元，用于测量所述排放的工艺液体的流量。

根据本发明的一个实施方案，通过一种方法监测表面上的沉积，该方法至少包括以下步骤：

-连续收集工艺液体至压力均衡器，

-利用排放单元引导来自所述压力均衡器的所述工艺液体的至少一部分，

-利用连接到所述排放单元的流量计单元测量排放的工艺液体的流量。

根据本发明的一个实施方案，用于向工艺液体中投放沉积抑制剂的方法包括至少以下步骤：

-连续收集工艺液体至压力均衡器，

-利用排放单元引导来自所述压力均衡器的所述工艺液体的至少一部分，

-利用连接到所述排放单元的流量计单元监测排放的工艺液体的流量，

-基于由连接到所述排放单元的流量计单元测量到的流量向所述工艺液体中投放沉积抑制剂。

有利地，所述压力均衡是静压均衡器，例如溢流容器，通过它使得压力均衡器中的静压保持恒定。有利地，所述溢流容器包括用于收集来自压力均衡器的溢流液体的流水槽。压力均衡器也可以是静压保持恒定的液位均衡器。压力均衡器也可以是工艺单元，例如管线，其中的压力靠泵保持恒定。

压力均衡器可以是分离单元。工艺设备也可以用作压力均衡器，例如具有溢流的网下白水坑(wire pit)也可以用作压力均衡器。

所述压力均衡器消除了引入的工艺液体中的可能存在的压力变化。因此，在所述压力均衡器中和在排放单元中静压是恒定的。在所述流量计中压力是恒定的，因此流量仅仅依赖于所述排放单元中的沉积。例如可通过连接在所述测量单元前方和/或后方的阀来调节流量。在那种情况下，沉积的监测是非常精确的。此外，所述测量仪器技术简单，成本低廉。

早期没有好的仪器和方法用于精确监测含有工艺液体的系统中的沉积。根据本发明的新的设计，与已知系统相比，提供了技术和经济上的益处。

在初期阶段就能够在线检测含有工艺液体的系统中的沉积，因此，例如通过向工艺中加入杀菌剂，更容易防止沉积。

所述排放单元能够是多样的。它可以是一个组件。例如，它可以是与所述压力均衡器相连的管线或出口。它也可以是一个工艺单元，例如连接两个其它工艺单元的管线。这种设计均衡了液体流量并提高了所述仪器和方法的准确性。

所述流量计的内径能取决于工艺液体而变化。有利地，在某些实施方案中它可以是10-20mm。这种设计增加了所述方法的准确性。

有利地，所述排放单元和所述流量计量装置的标称尺寸相等或近似相等。这种设计降低了压降，从而增强了所述仪器和方法的测量准确性。在这种情况下本发明的仪器在技术上更容易制造。

根据本发明的一个实施方案，所述流量计是电磁流量计。电磁流量计通常价格便宜且它们也是非常准确的。在液相中电磁流量计没有移动部件。它给系统带来最少的压力损失。这进一步提高了监测的准确性。

化学和生物沉积是最重要的。因此，在化学和生物过程中采用的实施方案是相关的。

根据本发明的一个实施方案，所述仪器用于监测以下系统中的工艺液体中的沉积：

-开放式工艺水系统，

-封闭式工艺水系统，

-开放式白水系统，

-封闭式白水系统，

-冷却水系统中的水处理单元，

-开放式冷却塔中的循环水系统，

-换热器中的海水和半咸水循环。

根据本发明的一个实施方案，所述仪器和方法用于向工艺液体中投放沉积抑制剂。沉积抑制剂可以是例如杀菌剂。本发明使得在沉积造成机器和产品缺陷前就向工艺中添加抑制剂成为可能。

根据本发明的一个实施方案，所述流量计包括远程界面。这样的设计使得由工艺液体引起的沉积可以远程监测，例如在存在干扰和在无人工厂中，这提供了额外的好处。沉积抑制剂的添加可以远程控制。这进一步多样化了所述仪器和方法。

在这些系统中沉积的控制和预防是非常重要的。因此，使用这种新仪器和方法会带来特殊的优势。

发明内容

参考附图，以下更详细地解释了本发明一个实施方案。

图1，3和4表示所述仪器和所述方法的示意图。

图2显示了该系统的清洁度。

在图1和3中，仪器1包括用于收集含水物流L1的溢流容器2。所述溢流容器充作压力均衡器。L1的流量能通过阀V1进行调节。在溢流容器2的底部区域有一排放管线3，用于引导来自所述溢流容器2的工艺液体。采用阀V2，能够调节来自测量单元L2的流量的初始值。流量计4与所述排放管线3相连，用于测量流量，进而监测与工艺水接触的表面上的沉积。

所述流量计单元4是一个流量计，有利地是电磁流量计。在溢流容器2的顶部区域有流水槽5，其用于收集从溢流用器2溢流出的溢流液体SL。所述溢流液体SL和流过所述流量计4工艺液体L2可排入低于所述流量计4的排放漏斗6。

图4中，所述仪器1包括用于收集含水物流L1的液位均衡器22。所述均衡器充作静压均衡器。可用阀V1和与均衡器22相连的液位检测器15来调节L1的流量。在均衡器22的底部区域有一排放单元，管线3，用于引导来自所述均衡器的工艺液体。能采用阀V2来调节来自测量单元L2的流量的初始值。流量计4与释放管线3相连，用于测量流量，进而监测与工艺水接触的表面上的沉积。所述流量计单元4是流量计，有利地为电流量计。流过所述流量计4的所述工艺液体L2可排入低于所述流量计4的排放漏斗6。

实施例

图1和3中，来自造纸机的清洁过滤池的侧流体L1被引导着通过根据本发明的仪器1。为避免流量计的快速阻塞，优选低固体的水如澄清或清洁的滤液。阀V1调节流体L1的流量。液体流体L1被引导着流向作为压力均衡器的溢流容器2。调节流体L1的流量使得液体连续溢流至流水槽5。因此，在溢流容器2中压力保持恒定。并且流向测量单元的流量因此保持恒定。阀V2可以调节来自测量单元的L2的流量的初始值。流体L2从溢流容器排放到测量单元。在此种情况下，排放单元3是管道。排放单元与溢流容器的最高液位保持一定距离。有利地，与所述溢流容器的较低部分或底部相连。测量单元4包括计量L2的流量的装置。电磁流量计4与所述管道3相连，用于测量流量。当流体L1中形成细菌的生物膜的量增加时，沉积物开始形成在排放单元3和流量计4的壁面上。由流量计4测量到的流量开始减少。因此，通过测量流量，就可以监测形成的生物膜的量。

有利地，根据本发明的测量可以被视为系统的清洁度的相对量度。在图2中，与来自流量计的值成正比的系统的清洁度，被显示为时间的函数。在下降斜率中，与流体L2接触的流量计壁上快速形成粘液。当没有沉积或者沉积保持不变时，曲线是垂直的。

根据本发明的监测仪器变脏时，它很容易清洗。尤其是，因为电磁流量计内部基本上是一个管道。

通常，在造纸机中沉积物例如形成的生物膜增加时，在纸张中不同尺寸的斑点也增加。通常对操作者来说这表示沉积物形成了。采用根据本发明的系统有可能监视生物膜的形成。因此，有可能在因产生的纸张的质量恶化而观察到生物膜形成前向造纸过程中投放杀菌剂。而且，有可能避免或减少造纸系统中部件不得不被彻底清洁的情况，并且仅仅在彻底清洁之后才可通过添加杀菌剂来影响生物膜的形成。

Claims (14)

1.一种监测含有工艺液体的系统中的沉积的仪器，其特征在于，该仪器(1)包括：

-压力均衡器(2，22)，用于从液体工艺中连续收集工艺液体(L1)，

-排放单元(3)，用于引导来自所述压力均衡器(2，22)的液体的至少一部分(L2)，

-连接到所述排放单元(3)的流量计单元(4)，用于测量流量，以监测表面上的沉积。

2.根据权利要求1的仪器，其特征在于，所述排放单元(3)是与所述压力均衡器(2，22)的底部相连的管道(PL)。

3.根据权利要求1或2的仪器，其特征在于，所述流量计单元(4)为电磁流量计。

4.根据前述权利要求任一项的仪器，其特征在于，所述流量计单元(4)包括远程界面。

5.根据前述权利要求任一项的仪器，其特征在于，所述压力均衡器(2，22)是溢流容器。

6.根据前述权利要求任一项的仪器，其特征在于，所述压力均衡器(2，22)是液位均衡器。

7.根据前述权利要求任一项的仪器，其特征在于，所述仪器(1)包括用于投放沉积抑制剂的投放设备。

8.一种监测含有工艺液体的系统中的沉积的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：

-从液体工艺向压力均衡器(2，22)连续收集工艺液体(L1)，

-利用排放单元(3)，引导来自所述压力均衡器(2，22)的液体的至少一部分(L2)，

-利用连接到所述排放单元(3)的流量计单元(4)，测量流量。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述排放单元(3)是与所述压力均衡器(2，22)相连的管道(PL)。

10.根据权利要求8到9的方法，其特征在于，沉积是由于化学结垢引起的。

11.根据权利要求8到9的方法，其特征在于，沉积是由于生物结垢引起的。

12.根据权利要求8到11的方法，其特征在于，所述流量计单元(4)为电磁流量计。

13.一种向含有工艺液体的系统中投放沉积抑制剂的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：

-连续收集工艺液体(L1)到压力均衡器(2，22)，

-利用排放单元(3)，引导来自所述压力均衡器(2，22)的工艺液体的至少一部分(L2)，

-利用连接到所述排放单元的流量计单元(4)，测量工艺液体的流量，

-基于由流量计单元(4)测量到的流量，向所述工艺液体中投放沉积抑制剂。

14.根据权利要求1至7中任一项的仪器的用途，其特征在于，所述仪器(1)用于监测下述系统的表面上的沉积：

-开放式工艺水系统，

-封闭式工艺水系统，

-开放式白水系统，

-封闭式白水系统，

-冷却水系统中的水处理单元，

-开放式冷却塔中的循环水系统，

-换热器中的海水和半咸水循环。

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