CN111678951B - 在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，涉及化工领域，解决的技术问题是提供一种在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，采用的技术方案是：在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，包括以下步骤：首先，在碱液洗涤塔碱液回循环罐的管路上设置取样点，获取碱液样本，同时检测碱液的电导率、氧化还原电势、循环罐液位；其次，分别对各个碱液样本进行检测，得到碱液浓度；再次，建立氧化还原电势、电导率、循环罐液位和碱液浓度之间的拟合模型，并确定拟合模型中拟合参数的数值；最后，监测碱液的电导率、氧化还原电势，同时监测循环罐液位，根据拟合模型计算碱液浓度。本发明用于氯化钛白和氯碱等行业。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体是一种在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法。
背景技术
氯化钛白厂氧化装置尾气中含有部分氯气，使用碱液进行洗涤达标后排放。目前，碱液浓度采取人工取样、送样，由化验室进行人工检测的方式进行检测。为了确保尾气中的氯气经碱液吸收后达标排放，实际生产中需密切关注碱液洗涤塔内碱液浓度。目前，每间隔2小时，对碱液中间罐、碱液循环罐取样送化验室分析。当碱液浓度＜4％时，每小时检测一次碱液浓度，当碱液浓度＜2％时，即开始对碱液进行置换。岗位人员和化验人员劳动强度较大，当碱液消耗量较大时不能及时发现，容易发生环保事故，具有较大的环保风险。因此，开发一种在线检测氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法就显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，包括以下步骤：
S1.在碱液洗涤塔碱液回循环罐的管路上设置取样点，通过取样点获取至少两个碱液样本，获取碱液样本的同时检测碱液的电导率σ(μs/cm)、氧化还原电势E(mV)、循环罐液位h(％)；
具体的：步骤S1中，在取样点安装Indmax CLS 50D电感式电导率传感器和CPS12D-ORP电极进行检测。
S2.分别对各个碱液样本进行检测，得到碱液浓度；
具体的：步骤S2中，对各个碱液样本通过化验室人工化验分析得到碱液浓度y。
S3.建立氧化还原电势E、电导率σ、循环罐液位h和碱液浓度y之间的拟合模型，并确定拟合模型中拟合参数的数值，拟合模型为：y＝k1·E+k2·σ+k3·h+k4·E·σ+k5·h·σ+k6，其中k1～k6为拟合参数；
具体的：步骤S3中，通过Minitab对数据进行回归分析，确定拟合模型中的拟合参数。
具体的：步骤S3中，y＝-0.0912·E+0.1318·σ+0.4140·h+0.000223·E·σ-0.00275·h·σ+12.8。
S4.在碱液洗涤塔碱液回循环罐的管路上设置监测点，监测碱液的电导率σ、氧化还原电势e，同时监测循环罐液位h；根据步骤S3得到的拟合模型计算碱液浓度。
本发明的有益效果是：通过建立氧化还原电势、电导率、循环罐液位和碱液浓度之间的拟合模型，在线检测氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度时，只需要检测还原电势、电导率、循环罐液位，即可计算出相应的碱液浓度，避免化验室进行人工检测碱液浓度，达到在线检测碱液浓度的目的，显著提高了检测的实效性、安全性、便捷性。本发明提出的拟合模型误差小，计算结果和化验室检测结果偏差在0.06％以内，表明拟合模型计算数据与人工检测数据基本相符，可以指导生产。本发明有效地降低了现场岗位人员取样频次和化验人员人工分析频次，具有较好的经济效益和社会效益，可以在氯化钛白和氯碱等行业进行推广。
附图说明
图1是本发明实施例中拟合模型的残差四合一图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
下述实施例及对比例的试验原料为：攀钢钒钛氯化钛白厂15kt/a氯化钛白氧化装置尾气洗涤装置生产的碱液，该碱液为次氯酸钠溶液，其中，ClO-浓度为0～100g/L，NaOH浓度为0～15％。本发明在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，包括以下步骤：
S1.在碱液洗涤塔碱液回循环罐的管路上设置取样点，取样点用于从管路上获取碱液样本。同时，在取样点安装Indmax CLS 50D电感式电导率传感器和CPS12D-ORP电极，用于检测碱液的电导率σ(μs/cm)、氧化还原电势E(mV)。通过取样点获取碱液样本，碱液样本的数量应尽量多，例如在生产周期内间隔一定时间进行多次取样，每次获取碱液样本的同时，分别检测碱液的电导率σ(μs/cm)、氧化还原电势e(mV)、循环罐液位h(％)。其中，循环罐液位h的单位为％，指的是循环罐内的液体的体积与循环罐的容积的百分比。
S2.分别对各个碱液样本进行检测，得到碱液浓度。碱液浓度的单位为％。碱液浓度应确保准确，例如通过化验室人工化验分析得到碱液浓度。通过步骤S1和S2可得到多组数据，即各个碱液样本的碱液浓度y，以及对应的电导率σ(μs/cm)、氧化还原电势e(mV)和循环罐液位h(％)。
S3.建立氧化还原电势E、电导率σ、循环罐液位h和碱液浓度y之间的拟合模型，确定拟合模型中拟合参数的数值，拟合模型为：y＝k1·E+k2·σ+k3·h+k4·E·σ+k5·h·σ+k6，其中k1～k6为拟合参数。上述拟合模型中，氧化还原电势E、电导率σ和循环罐液位h均进行了去量纲化。具体的，采用Minitab对数据进行回归分析，确定拟合模型中的拟合参数。
通过攀钢钒钛氯化钛白厂某两个月的生产，获取得到大量的数据，这些数据的方差分析结果如表1所示。
表1数据方差分析结果
利用Minitab对上述数据进行回归分析，确定各拟合参数，得到具体的拟合模型：y＝-0.0912·E+0.1318·σ+0.4140·h+0.000223·E·σ-0.00275·h·σ+12.8。拟合模型的残差四合一图如图1所示，四幅图分别为(1)浓度残差的正态概率图、(2)拟合值与残差关系图、(3)残差的直方图和(4)观测值顺序与残差关系图。从拟合模型和附图1可以看出，该回归模型P值＝0，表明回归的总效果是显著的；拟合模型的残差四合一图也都正常，模型汇总中R-sq为99.30％，R-sq(调整)为99.21％，模型拟合较好。
S4.在碱液洗涤塔碱液回循环罐的管路上设置监测点，监测碱液的电导率σ、氧化还原电势e，同时监测循环罐液位h；根据步骤S3得到的拟合模型计算碱液浓度。步骤S4实际上是拟合模型的实际应用。
将15个样本的碱液浓度的化验结果和根据上述步骤S3得到的拟合模型计算得到的碱液浓度进行比较，具体如表2所示。
表2碱液浓度计算结果与化验结果
从表2可以看出，通过建立的拟合模型计算的碱液浓度与化验室人工检测分析的碱液浓度有较好的一致性，最大偏差为0.47％，最小偏差仅为0.06％。
实际实施步骤S4时，可将建立的拟合模型嵌入到计算机PLC控制系统，通过实时采集碱液的氧化还原电势E、电导率σ和循环罐液位h，实时计算并显示计算结果，还可将结果显示在中控画面上，帮助中控岗位关注碱液循环罐内碱液浓度，有利于确保环保受控。
Claims (5)
1.在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在碱液洗涤塔碱液回循环罐的管路上设置取样点，通过取样点获取至少两个碱液样本，获取碱液样本的同时检测碱液的电导率σ(μs/cm)、氧化还原电势e(mV)、循环罐液位h(％)；
S2.分别对各个碱液样本进行检测，得到碱液浓度；
S3.建立氧化还原电势E、电导率σ、循环罐液位h和碱液浓度y之间的拟合模型，并确定拟合模型中拟合参数的数值，拟合模型为：y＝k1·E+k2·σ+k3·h+k4·E·σ+k5·h·σ+k6，其中k1～k6为拟合参数；
S4.在碱液洗涤塔碱液回循环罐的管路上设置监测点，监测碱液的电导率σ、氧化还原电势e，同时监测循环罐液位h；根据步骤S3得到的拟合模型计算碱液浓度。
2.如权利要求1所述的在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，其特征在于：步骤S1中，在取样点安装Indmax CLS 50D电感式电导率传感器和CPS12D-ORP电极进行检测。
3.如权利要求1所述的在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，其特征在于：步骤S2中，对各个碱液样本通过化验室人工化验分析得到碱液浓度y。
4.如权利要求1所述的在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，其特征在于：步骤S3中，通过Minitab对数据进行回归分析，确定拟合模型中的拟合参数。
5.如权 利要求1～4任一权利要求所述的在线测算氯化钛白生产尾气洗涤碱液浓度的方法，其特征在于：步骤S3中，y＝-0.0912·E+0.1318·σ+0.4140·h+0.000223·E·σ-0.00275·h·σ+12.8。
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