CN217505818U - 聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置 - Google Patents

Abstract

聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置，属于氨水浓度检测技术领域。包括无线信号发射器、无线信号接收器、计算机DCS控制系统以及差压式变送器，差压式变送器的主体金属杆上安装有高压侧膜片式压力传感器、低压侧膜片式压力传感器、温度传感器，高压侧膜片式压力传感器、低压侧膜片式压力传感器、温度传感器将检测到的压力信号和温度信号，通过无线信号发射器发送给无线信号接收器，无线信号接收器将信号传输到计算机DCS控制系统，计算机DCS控制系统用于根据接收的数据计算出氨水浓度。本实用新型中的差压式变送器通过集成温度传感器，高、低压侧传感膜片在同一根金属管上，减少了设备开口、安装接口数量，提高了设备安装、更换的简易性。

Description

聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置

技术领域

本实用新型属于氨水浓度检测技术领域，具体为一种聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置。

背景技术

聚醚胺是一类主链为聚醚结构，末端活性官能团为胺基的聚合物，通过聚醚多元醇为反应原料，在高温高压侧下氨化得到的。制备聚醚胺采用的是高压侧反应釜式的间歇法生产或连续化生产。而连续法生产聚醚胺的技术已经比较成熟，并且因为其优异的稳定性，连续性，安全性，自动化，高产量等各方面优点，正在快速取代间歇法生产技术。聚醚胺连续化生产过程中会不断地产生一定量的尾气，尾气中主要成分为氨气，以及少量的氢气、小分子有机物和水分等。

为了保护环境，响应党和国家的号召，推进“碳中和”、“节能减排”等环保的目标，需要对尾气进行处理。传统尾气处理方式用活性炭吸收，以及直接进焚烧炉等，没有做到对三废的绿色治理，循环利用。而对氨尾气进行水吸收，用来副产氨水，应用于脱硝等领域中，是一种“变废为宝”的绿色治理措施，不仅减少了排放，而且还能够产生经济效益。

考虑到聚醚胺连续化生产工艺的特点，副产氨水的过程中，需要对氨水浓度进行实时在线检测，是动态的、连续的过程，并且还要考虑到其安全性，简易性，稳定可靠性，结果准确性，便捷性，自动化等方面，对氨水的检测装置有较高的要求。

目前很多化工行业的生产过程中，对氨水的检测方法有不少，但都存在一些问题，不符合大型生产所要求的安全性、便捷性、可靠性、准确性、连续性、实时性等方面的需求，具体分析如下：

专利CN202121433486.X公开了一种线切割机床切割液浓度检测装置，该专利使用折光法来检测液体浓度，该方法若应用于氨水浓度检测，很容易被液体中的杂质及泡沫影响，即使采取过滤方法，适应性也不强，且维护不方便。

专利CN92221404.2公开了一种微机化超声波氨水浓度检测仪，该原理与音叉式密度计原理类似，都是通过检测振动频率的变化来确定液体密度，但当液体含杂质或易结垢，附着在检测部件上时，会影响震动频率，造成测量不准确。

专利CN201520759504.1公开了一种氨水浓度监测装置，该装置通过在设备外部旁通支路管道，内设沉浮式浓度计，来检测氨水浓度。该方法有以下缺点：首先最大的问题就是不能远程在线观察，只能现场观测，不符合自动化的需求，其次还增加旁路，需要额外在主设备上开多个孔（至少三个），增加设备安装的繁琐性，而且旁路是透明玻璃或者透明塑料材质，对压强敏感，不能承受较高的压强，且容易磕碰损坏，安全性不足，另外旁路与主设备间不是敞开式联通，而是有一定的封闭性，导致检测有滞后性，浓度变化时，液体通过自然扩散运动到旁路中，需要一定时间，这就不能保证监测数据的实时性。

专利CN201220579259.2介绍了一种氨水浓度检测系统，该检测系统包括计算机单片机、RS232/485模块、差压变送器、差压变送器导压管，差压变送器通过差压变送器导压管安装于氨水罐的侧面，高压侧侧位于低压侧侧的正下方，利用差压变送器测出高、低差压变送器导压管的压强差。该方法所用的压力传感器为导压管形式，导压管是一种内部充满导压油液的传导压力管道，油液质量及温度对其影响较大，该方法也需要从侧面开2个法兰孔，维护操作不方便，且由于液体在罐内的波动扰动，容易对传感器造成干扰，测量数据波动大，另该装置没有提到温度检测校正系统。

专利CN201820226280.1介绍了一种氨水浓度控制系统，也是通过制造旁路，让液体循环来测量氨水浓度的方法，没有考虑到液体流动扰动对测量氨水浓度的误差影响。

专利CN201911351380.2介绍了一种低温等离子体含氨气空气治理装置及使用方法，该方法大部分都是手动控制，不符合自动化的需求。

CN201910891333.0介绍了一种数字化在线氨水浓度调节系统及其方法，其中氨水检测是通过人工手动取样分析的方法，不具有实时性、连续性、准确性、简易性、便捷性等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置，使氨水浓度进行实时在线检测，是动态连续的过程，具有安全性、简易性、稳定可靠性，而且结果准确、检测便捷和全程自动化等方面的优点。

实现上述目的的技术方案是：包括无线信号发射器、无线信号接收器、计算机DCS控制系统以及安装在氨水吸收罐上的差压式变送器，差压式变送器包括延伸至氨水吸收罐内的主体金属杆，主体金属杆的顶端连接有用于安装在氨水吸收罐上的单法兰，主体金属杆上安装有位于氨水吸收罐的液面下的高压侧膜片式压力传感器和低压侧膜片式压力传感器，高压侧膜片式压力传感器位于低压侧膜片式压力传感器的下方；

高压侧膜片式压力传感器和低压侧膜片式压力传感器之间的主体金属杆上安装有温度传感器，高压侧膜片式压力传感器、低压侧膜片式压力传感器、温度传感器与无线信号发射器电连接，无线信号发射器、无线信号接收器之间通信连接，无线信号接收器与计算机DCS控制系统通信连接；

高压侧膜片式压力传感器、低压侧膜片式压力传感器、温度传感器将检测到的压力信号和温度信号通过无线信号发射器发送给无线信号接收器，无线信号接收器将信号传输到计算机DCS控制系统，计算机DCS控制系统用于根据接收的数据计算出氨水浓度。

进一步地，所述的差压式变送器由顶部垂直插入氨水吸收罐、并通过顶端的单法兰连接在氨水吸收罐上。

进一步地，所述高、低压侧膜片式压力传感器为干式电容式检测结构。

进一步地，所述主体金属杆采用伸缩杆，包括一级固定杆、二级伸缩杆和三级伸缩杆，一级固定杆与单法兰固定连接，二级伸缩杆与一级固定杆可伸缩连接，三级伸缩杆与二级伸缩杆可伸缩连接；

低压侧膜片式压力传感器、温度传感器分别安装在二级伸缩杆上，所述高压侧膜片式压力传感器安装在三级伸缩杆上。

进一步地，所述高、低压侧膜片式压力传感器的压力导入端前方均设置有抗脉冲抗扰流的弧形挡板，弧形挡板通过支架安装在主体金属杆上、并与高压侧膜片式压力传感器、低压侧膜片式压力传感器的压力导入端间隙配合。

进一步地，所述计算机DCS控制系统根据现场测量到的温度、压差信号，在线转换显示不同温度情况下的氨水浓度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中的差压式变送器通过集成温度传感器，高、低压侧传感膜片在同一根金属管上，减少了设备开口、安装接口数量，提高了设备安装、更换的简易性。

本实用新型通过电容式压力检测膜片信号的变化，转变成压强信号，综合温度因素，电脑即可得出实时浓度，相对于导压管方式，避免了很多外部结构影响对结果的干扰。

本实用新型在测量膜片前方增加弧形挡板，在保证液体充分流动分散的同时，避免了因液面下暗流扰动冲刷膜片，可能导致测量数据波动大的问题，提高了检测的准确性。

本实用新型的高、低压侧传感膜片间距可灵活调节，不仅能够适应不同的设备尺寸，而且可以提高检测结果的精度，更加具有准确性；信号传入DCS系统经温度校正补偿、程序计算处理，可以实时在线监测显示氨水温度、浓度，并可查看历史数据、浓度曲线变化，减少了人工强度。总的来说，具有实时性、连续性、准确性、简易性、便捷性等优点，设备简单，操作方便，实用性强。

附图说明

图1为一种聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置的简单结构示意图；

图2为差压式变送器结构的右视图；

图3为差压式变送器结构的仰视图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本实用新型包括无线信号发射器7、无线信号接收器5、计算机DCS控制系统6以及安装在氨水吸收罐8上的差压式变送器1。

差压式变送器包括延伸至氨水吸收罐8内的主体金属杆1.2，主体金属杆1.2的上端连接有单法兰1.1，主体金属杆1.2上安装有高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1，所述高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1为干式电容式检测结构，高压侧膜片式压力传感器4.2位于低压侧膜片式压力传感器4.1的下方，高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1之间的主体金属杆1.2上安装有温度传感器3，高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1、温度传感器3与无线信号发射器7电连接，无线信号发射器7、无线信号接收器5之间通信连接，无线信号接收器5与计算机DCS控制系统6通信连接。

作为本实施例的进一步说明，所述差压式变送器1由顶部垂直插入氨水吸收罐、并通过顶端的单法兰1.1连接在氨水吸收罐8上。

作为本实施例的进一步说明，所述主体金属杆1.2采用伸缩杆，包括一级固定杆1.21、二级伸缩杆1.22和三级伸缩杆1.23，一级固定杆1.21与单法兰1.1固定连接，二级伸缩杆1.22与一级固定杆1.21可伸缩连接，三级伸缩杆1.23与二级伸缩杆1.22可伸缩连接；伸缩杆的结构属于现有常规技术，例如可以采用拖杆伸缩杆的伸缩结构或手机自拍杆的伸缩结构，因此对具体结构申请人在此不再赘述。

低压侧膜片式压力传感器4.1、温度传感器3分别安装在二级伸缩杆1.22上，所述高压侧膜片式压力传感器4.2安装在三级伸缩杆1.23上，通过调节二级伸缩杆1.22、三级伸缩杆1.23的高度位置即可实现高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1的高度位置调节，实现不同位置的氨水浓度检测。

所述高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1的压力导入端前方均设置有抗脉冲抗扰流的弧形挡板2，弧形挡板2的内弧面朝向高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1的压力导入端，弧形挡板2通过支架安装在主体金属杆1.2上、并与高压侧膜片式压力传感器4.2、低压侧膜片式压力传感器4.1的压力导入端间隙配合。

高压侧膜片式压力传感器4.2、低压侧膜片式压力传感器4.1、温度传感器3将检测到的压力信号和温度信号，通过无线信号发射器7发送给无线信号接收器5，无线信号接收器5将信号传输到计算机DCS控制系统6，DCS控制系统6根据公式ΔP=ρgΔH计算出ρ值，其中ΔP为差压式变送器1检测的压差值，ρ为氨水密度，g为重力加速度，ΔH为高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1的中心间距。

进一步地，计算机DCS控制系统6中储存有氨水浓度密度温度关系数据库，根据计算得到的ρ值就可以直接对应找到氨水浓度，从数据库中找到ρ、T对应的氨水浓度C，直接显示到屏幕上，省却了人工对照数据表格的步骤。

作为本实施例的进一步说明，根据公式ΔP=ρgΔH计算出氨水ρ值以及氨水浓度密度温度对照表均属于公开技术，将对照关系数据编成数据库并储存至计算机DCS控制系统6对本领域技术人员来说也属于手段，因此在此不再赘述。

下面将结合实际生产装置来详细描述氨水浓度检测装置的工作流程。

将聚醚胺生产排出的氨气及含氨废水混合后通入蒸氨塔内，在蒸氨塔内精馏，精馏得到的气相氨经过冷却，冷却后的气相氨中大部分经压缩形成液氨回用于固定床反应器，少量氨从图1中的法兰接口A进入氨水吸收罐8左室；蒸氨塔塔底的含氨废水从图1中的法兰接口B进入氨水吸收罐8右室。

含氨废水不断进入，从氨水吸收罐8右室逐步流到左室，而含氨废气从左室经过两级喷淋塔，从氨水吸收罐8右室的法兰接口C输出至后面的尾气处理步骤。其中喷淋塔的喷淋液，由泵从下部的稀氨水抽入，经换热器冷却后，从喷淋头往下喷出，遇到自下而上移动的含氨废气，氨被部分吸收，形成更浓的氨水。最终合格的氨水从图1中的法兰接口D排出，送入氨水成品储罐。

差压式变送器1中的两个位于液面下方的两个电容式压力传感膜片4，通过将液体对膜片的压力产生弯曲形变，导致的电容变化，换算成压强，弧形挡板2保证了高压侧膜片式压力传感器4.2和低压侧膜片式压力传感器4.1不会受到液面下暗流的冲击导致测量误差，同时温度传感器3也得出温度信号，同时温度传感器3、差压变送器1通过无线信号发射器7将检测的信号发送到信号接收器5，信号接收器5将接收到的信号传入到计算机DCS控制系统6，计算机DCS控制系统6可以根据现场测量到的温度、压差信号，通过数据处理后，在线转换显示出该温度情况下的氨水浓度。

Claims (6)

1.聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置，其特征在于：包括无线信号发射器、无线信号接收器、计算机DCS控制系统以及安装在氨水吸收罐上的差压式变送器，差压式变送器包括延伸至氨水吸收罐内的主体金属杆，主体金属杆的顶端连接有用于安装在氨水吸收罐上的单法兰，主体金属杆上安装有位于氨水吸收罐的液面下的高压侧膜片式压力传感器和低压侧膜片式压力传感器，高压侧膜片式压力传感器位于低压侧膜片式压力传感器的下方；

高压侧膜片式压力传感器和低压侧膜片式压力传感器之间的主体金属杆上安装有温度传感器，高压侧膜片式压力传感器、低压侧膜片式压力传感器、温度传感器与无线信号发射器电连接，无线信号发射器、无线信号接收器之间通信连接，无线信号接收器与计算机DCS控制系统通信连接；

高压侧膜片式压力传感器、低压侧膜片式压力传感器、温度传感器将检测到的压力信号和温度信号，通过无线信号发射器发送给无线信号接收器，无线信号接收器将信号传输到计算机DCS控制系统，计算机DCS控制系统用于根据接收的数据计算出氨水浓度。

2.根据权利要求1所述的聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置，其特征在于：所述的差压式变送器由顶部垂直插入氨水吸收罐、并通过顶端的单法兰连接在氨水吸收罐上。

3.根据权利要求2所述的聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置，其特征在于：所述高、低压侧膜片式压力传感器为干式电容式检测结构。

4.根据权利要求2所述的聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置，其特征在于：所述主体金属杆采用伸缩杆，包括一级固定杆、二级伸缩杆和三级伸缩杆，一级固定杆与单法兰固定连接，二级伸缩杆与一级固定杆可伸缩连接，三级伸缩杆与二级伸缩杆可伸缩连接；

低压侧膜片式压力传感器、温度传感器分别安装在二级伸缩杆上，所述高压侧膜片式压力传感器安装在三级伸缩杆上。

5.根据权利要求1所述的聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置，其特征在于：所述高、低压侧膜片式压力传感器的压力导入端前方均设置有抗脉冲抗扰流的弧形挡板，弧形挡板通过支架安装在主体金属杆上、并与高压侧膜片式压力传感器、低压侧膜片式压力传感器的压力导入端间隙配合。

6.根据权利要求1所述的聚醚胺副产氨水生产过程在线氨浓度检测装置，其特征在于：所述计算机DCS控制系统根据现场测量到的温度、压差信号，在线转换显示不同温度情况下的氨水浓度。

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