CN110987118B - 一种测量熔融硫磺液位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量熔融硫磺液位的方法，该方法包括以下步骤：测量熔硫槽的重量、熔融硫磺和熔硫槽的总重量、熔硫槽内熔融硫磺的熔融温度；针对熔融温度，获取该温度下相对应的密度修正系数值和熔融硫磺的密度；针对获得的熔融硫磺和熔硫槽的总重量、密度，获取熔融硫磺液位。本发明方法，通过称量和测量熔融温度，即可根据固体硫磺重量、熔融硫磺密度与熔融硫磺液位的线性回归方程即可获取得到熔融硫磺的液位值，具有操作简单、实用性强、测量效率高、测量精确度高、受外界因素影响小等优点，检测值与实际测量值的相对误差在5%以内，解决了常规雷达液位计测量不准确、受工况影响波动大等问题，有着很高的使用价值和很好的应用前景。

Description

一种测量熔融硫磺液位的方法

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，涉及一种测量熔融硫磺液位的方法。

背景技术

目前，测量硫磺液位的仪器和方法有浮子液位计、雷达液位计和带蒸汽夹套的连通管等，但熔硫槽熔硫温度140度左右，硫磺中夹带的杂质会凝固粘附在如雷达测量窗口上，液面可能是固体、液体或固液混合状态，局部可能存在未熔化状态，导致液位测量不准确；槽内含蒸发出来的各种蒸汽，有一定腐蚀性，影响雷达液位计的测量精度，波动较大。自制浮子液位计，浮子容易被卡住，导致测量失效。即便是带蒸汽夹套的连通管，也容易经常堵塞需要人工疏通，给液位监测带来困难。专利CN201820678303.2公开了一种吹气式液态硫磺液位测量装置，利用驱动装置带动吹气导杆上下升降，并通过传感器控制上下升降位移，并利用安装的喷水清洗器对导杆表面进行清洗，实现液态硫磺液位的测量；该工艺方法对导杆表面实时清洗，增加了清水耗量，产生的清洗废水又产生环保废水处理问题。专利CN201820578536.5公开了一种纯氧法焚硫炉液态硫磺液位测量装置，测量装置包括测量罐、进硫管和进氧管、二氧化硫反吹管等。实现间接测量高温焚硫炉内液态硫磺的液位，提高硫磺液位的准确率。该专利技术存在的缺陷是测量装置设备复杂、高温炉装置温度较高、二氧化硫有害气体存在泄露的风险隐患。因此，针对现有常规测量装置/方法中存在的测量准确度低、受外界因素影响大、测量设备容易腐蚀和堵塞等问题，本发明旨在获得一种操作简单、实用性强、测量效率高、测量精确度高、受外界因素影响小的测量熔融硫磺液位的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单、实用性强、测量效率高、测量精确度高、受外界因素影响小的测量熔融硫磺液位的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种测量熔融硫磺液位的方法，包括以下步骤：

S1、将熔硫槽放置称量装置上，测量熔硫槽的重量；

S2、将固体硫磺加入到步骤S1中的熔硫槽中，加热，使固体硫磺转化成熔融硫磺，测量熔融硫磺和熔硫槽的总重量、熔硫槽内熔融硫磺的熔融温度；针对获得熔硫槽内熔融硫磺的熔融温度，查询预设的熔融温度-密度修正系数数据表获取密度修正系数；所述熔融温度-密度修正系数数据表包含熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系；

S3、针对获得的密度修正系数值，根据公式（1）获取该温度下熔融硫磺的密度；

所述公式（1）为：ρ=1.7881×β，其中ρ为不同熔融温度下熔融硫磺的密度，单位为吨/m³；β为不同熔融温度下对应的密度修正系数值；

S4、针对获得的熔融硫磺和熔硫槽的总重量、密度，根据公式（2）获取熔融硫磺液位；

所述公式（2）为：

，其中，H为熔硫槽中熔融硫磺的液位，单位为m；M1为熔硫槽的重量，单位为吨；M2为熔融硫磺和熔硫槽的重量，单位为吨；S为熔硫槽的底面积，单位为m²，其中熔硫槽为圆柱体、长方体或正方体。

上述的测量熔融硫磺液位的方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系中，将熔融温度划分为5个区间，分别为120℃≤T1＜130℃、130℃≤T2＜140℃、T3=140℃、140℃＜T4＜150℃、150℃≤T5≤160℃；

所述熔融温度区间为T1时，所述密度修正系数值为1.008；

所述熔融温度区间为T2时，所述密度修正系数值为1.005；

所述熔融温度区间为T3时，所述密度修正系数值为1.000；

所述熔融温度区间为T4时，所述密度修正系数值为0.995；

所述熔融温度区间为T5时，所述密度修正系数值为0.992。

上述的测量熔融硫磺液位的方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述称量装置为地埋式电子秤。

本发明中，构建熔融硫磺液位与重量、熔融密度之间的对应关系，包括以下步骤：

（1）根据液体硫磺在不同温度下对应的密度值得不同，密度值差异范围在（0.001～0.03）t/m³，其结果是硫磺实际重量与硫磺液位之间存在一定的计量误差，因而需要对熔融硫磺的密度进行修改。本发明中，该密度误差通过密度修正系数β进行校正，并构建了熔融温度-密度修正系数数据表，其中熔融温度-密度修正系数数据表包含熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系。在熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系中，将熔融温度划分为5个区间，分别为120℃≤T1＜130℃、130℃≤T2＜140℃、T3=140℃、140℃＜T4＜150℃、150℃≤T5≤160℃；

熔融温度区间为T1时，密度修正系数值为1.008；

熔融温度区间为T2时，密度修正系数值为1.005；

熔融温度区间为T3时，密度修正系数值为1.000；

熔融温度区间为T4时，密度修正系数值为0.995；

熔融温度区间为T5时所述密度修正系数值为0.992。

（2）基于熔硫槽内熔融硫磺的液位与体积之间存在的关系，得出熔融硫磺液位与重量之间的对应关系，M=S×H×ρ，其中M为熔硫槽内熔融硫磺的重量，单位为吨；S为熔硫槽底部有效面积，单位为m²；ρ为不同熔融温度下熔融硫磺的密度，单位为吨/m³。通常情况下，熔硫槽为圆柱体、长方体或正方体，其中对于圆柱体而言，S=π×R²，R为熔硫槽底圆半径，单位为m；对于长方体或正方体而言，S=长×宽。

（3）通过称重，获得熔硫槽内熔融硫磺的重量，具体为：先称量熔硫槽的重量，记为M1；加入固体硫磺并使其熔融后，再次称重，获得熔硫槽和熔融硫磺的总质量，记为M2，其中熔硫槽内熔融硫磺的重量为M2-M1。

（4）将M=S×H×ρ转化为M2-M1=S×H×ρ，从而得到熔硫槽内熔融硫磺的液位：

。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供了一种测量熔融硫磺液位的方法，通过称量熔硫槽及熔硫槽与固体硫磺的重量、测量熔融温度，即可根据固体硫磺重量、熔融硫磺密度与熔融硫磺液位的线性回归方程即可获取得到熔融硫磺的液位值，具有操作简单、实用性强、测量效率高、测量精确度高、受外界因素影响小等优点，检测值与实际测量值的相对误差范围在5%以内，解决了常规雷达液位计测量不准确、受工况影响波动大等问题，有着很高的使用价值和很好的应用前景。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。本发明的实施例中，若无特别说明，以下所得数据均是三次以上试验的平均值。

实施例1

一种测量熔融硫磺液位的方法，具体为测量熔硫槽内熔融状态下液体硫磺液位的方法，包括以下步骤：

S1、将熔硫槽竖直放置在地埋式电子秤上面，测量熔硫槽的重量，记为M1。本实施例中，M1为4.75吨。熔硫槽包括熔硫釜体和辅构件，其中熔硫釜体是上下均匀等径的圆柱型槽罐，有效内径R为1000mm，有效容积为2m³；辅构件包括熔硫槽底部的4个支撑脚，以及槽盖、蒸汽夹套和热电偶等。

S2、将0.8吨固体硫磺加入到步骤S1中熔硫槽的熔硫釜体内，通入蒸汽进行加热，使固体硫磺全部转化成熔融硫磺，测量熔融硫磺和熔硫槽的总重量、熔融温度，记为M2。本实施中，M2为5.55吨。熔硫槽内熔融硫磺的熔融温度为145℃。

S3、针对获得的熔融温度，查询预设的熔融温度-密度修正系数数据表获取密度修正系数，其中熔融温度-密度修正系数数据表包含熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系，熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系中，将熔融温度划分为5个区间，分别为120℃≤T1＜130℃、130℃≤T2＜140℃、T3=140℃、140℃＜T4＜150℃、150℃≤T5≤160℃；

熔融温度区间为T1时，密度修正系数值为1.008；

熔融温度区间为T2时，密度修正系数值为1.005；

熔融温度区间为T3时，密度修正系数值为1.000；

熔融温度区间为T4时，密度修正系数值为0.995；

熔融温度区间为T5时，密度修正系数值为0.992。

本实施例中，β=0.995。

S4、针对获得的密度修正系数值，根据公式（1）获取该温度下熔融硫磺的密度；

公式（1）为：ρ=1.7881×β，其中ρ为不同熔融温度下熔融硫磺的密度，单位为吨/m³；β为不同熔融温度下对应的密度修正系数值。本实施例中，ρ为1.7792吨/m³。

S5、针对获得的熔融硫磺和熔硫槽的总重量、在熔融温度为145℃下熔融硫磺的密度ρ，根据公式（2）获取熔融硫磺液位，其中公式（2）为：

，H为熔硫槽中熔融硫磺的液位，单位为m；M1为熔硫槽的重量，单位为吨；M2为熔熔融硫磺和熔硫槽的总重量，单位为吨；ρ为在145℃下熔融硫磺的密度，单位为吨/m³；S为熔硫槽底部有效面积，单位为m²。本实施例中，熔硫槽底部有效面积R=π×R²，其中π=3.14。

本实施例中，溶硫槽中熔融硫磺液位为：

。

在同等条件下人工向熔硫釜内插入液位棒进行手工测量，通过对液位棒上面浸润的硫磺标线进行分析核实，实际测量熔硫釜内硫磺液位H2=0.576m。

。

通过上述数据比对分析，采用本发明方法测得的熔融硫磺液位的检测值与实际值误差为0.52%，误差范围在5%以内。

实施例2

一种测量熔融硫磺液位的方法，具体为测量熔硫槽内熔融状态下液体硫磺液位的方法，包括以下步骤：

S1、将熔硫槽竖直放置在地埋式电子秤上面，测量熔硫槽的重量，记为M1。本实施例中，M1为2.36吨。熔硫槽包括熔硫釜体和辅构件；其中熔硫釜体是一种长方体槽罐，长×宽×高=2m×1m×1.5m、有效容积为3m³；辅构件包括熔硫槽底部的4个支撑脚，以及槽盖、蒸汽夹套和热电偶等。

S2、将0.75吨固体硫磺加入到步骤S1中熔硫槽的熔硫釜体内，通入蒸汽进行加热，使固体硫磺全部转化成熔融硫磺，测量熔融硫磺和熔硫槽的总重量（M2）、熔硫槽内熔融硫磺的熔融温度（T）。本实施中，M2为3.11吨，T为135℃。

S3、针对获得的熔融温度，查询预设的熔融温度-密度修正系数数据表获取密度修正系数，其中熔融温度-密度修正系数数据表包含熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系，熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系中，将熔融温度划分为5个区间，分别为120℃≤T1＜130℃、130℃≤T2＜140℃、T3=140℃、140℃＜T4＜150℃、150℃≤T5≤160℃；

熔融温度区间为T1时，密度修正系数值为1.008；

熔融温度区间为T2时，密度修正系数值为1.005；

熔融温度区间为T3时，密度修正系数值为1.000；

熔融温度区间为T4时，密度修正系数值为0.995；

熔融温度区间为T5时，密度修正系数值为0.992。

本实施例中，β=1.005。

S4、针对获得的密度修正系数值，根据公式（1）获取该温度下熔融硫磺的密度；

公式（1）为：ρ=1.7881×β，其中ρ为不同熔融温度下熔融硫磺的密度，单位为吨/m³；β为不同熔融温度下对应的密度修正系数值。

本实施例中，ρ为1.7970吨/m³。

S5、针对获得的熔融硫磺和熔硫槽的总重量、在熔融温度为135℃下熔融硫磺的密度ρ，根据公式（2）获取熔融硫磺液位，其中公式（2）为：

，H为熔硫槽中熔融硫磺的液位，单位为m；M1为熔硫槽的重量，单位为吨；M2为熔熔融硫磺和熔硫槽的总重量，单位为吨；ρ为在145℃下熔融硫磺的密度，单位为吨/m³；S为熔硫槽底部有效面积，单位为m²。本实施例中，熔硫槽底部有效面积R=2m×1m=2m²。

本实施例中，溶硫槽中熔融硫磺液位为：

。

在同等条件下人工向熔硫釜内插入液位棒进行手工测量，通过对液位棒上面浸润的硫磺标线进行分析核实，实际测量熔硫釜内硫磺液位H2=0.214m。

。

通过上述数据比对分析，采用本发明方法测得的熔融硫磺液位的检测值与实际值误差为2.34%，误差范围在5%以内。

本发明提供了一种测量熔融硫磺液位的方法，通过称量熔硫槽及熔硫槽与固体硫磺的重量、测量熔融温度，即可根据固体硫磺重量、熔融硫磺密度与熔融硫磺液位的线性回归方程即可获取得到熔融硫磺的液位值，具有操作简单、实用性强、测量效率高、测量精确度高、受外界因素影响小等优点，检测值与实际测量值相对误差范围在5%以内，解决了常规雷达液位计测量不准确、受工况影响波动大等问题，有着很高的使用价值和很好的应用前景。在实际使用过程中，熔融温度一定的条件下，可通过称量装置上显示的重量M2快速、准确的获得熔硫槽内熔融硫磺的液位，对于实时、及时的了解熔硫槽内硫磺的存储状况以及对后续相关工艺的及时调整具有十分重要的意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种测量熔融硫磺液位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将熔硫槽放置称量装置上，测量熔硫槽的重量；

S2、将固体硫磺加入到步骤S1中的熔硫槽中，加热，使固体硫磺转化成熔融硫磺，测量熔融硫磺和熔硫槽的总重量、熔硫槽内熔融硫磺的熔融温度；针对获得熔硫槽内熔融硫磺的熔融温度，查询预设的熔融温度-密度修正系数数据表获取密度修正系数；所述熔融温度-密度修正系数数据表包含熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系；所述熔融温度、密度修正系数值及它们对应的映射关系中，将熔融温度划分为5个区间，分别为120℃≤T1＜130℃、130℃≤T2＜140℃、T3=140℃、140℃＜T4＜150℃、150℃≤T5≤160℃；

所述熔融温度区间为T1时，所述密度修正系数值为1.008；

所述熔融温度区间为T2时，所述密度修正系数值为1.005；

所述熔融温度区间为T3时，所述密度修正系数值为1.000；

所述熔融温度区间为T4时，所述密度修正系数值为0.995；

所述熔融温度区间为T5时，所述密度修正系数值为0.992；

S3、针对获得的密度修正系数值，根据公式（1）获取该温度下熔融硫磺的密度；

所述公式（1）为：ρ=1.7881×β，其中ρ为不同熔融温度下熔融硫磺的密度，单位为吨/m³；β为不同熔融温度下对应的密度修正系数值；

S4、针对获得的熔融硫磺和熔硫槽的总重量以及该温度下熔融硫磺的密度，根据公式（2）获取熔融硫磺液位；

所述公式（2）为：

，其中，H为熔硫槽中熔融硫磺的液位，单位为m；M1为熔硫槽的重量，单位为吨；M2为熔融硫磺和熔硫槽的重量，单位为吨；S为熔硫槽的底面积，单位为m²，其中熔硫槽为圆柱体、长方体或正方体。

2.根据权利要求1所述的测量熔融硫磺液位的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述称量装置为地埋式电子秤。