CN221015983U - 一种控制碳纤维生产中液体浓度的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其解决了现有碳纤维生产过程中丙烯腈液体浓度不稳定，难以及时调整的技术问题，其设有混合液罐，所述混合液罐下端出口设有送液泵，所述送液泵通过管路与温度控制的高位储罐换热器连通，所述高位储罐换热器与高位储罐连通，所述高位储罐出料口设有管路与混合液罐连通，所述高位储罐出料口与混合液罐之间的管路为U型缓冲管，所述U型缓冲管后端上设有密度检测流量计和密度仪。本实用新型可广泛应用于碳纤维生产的液体浓度调整。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳纤维生产领域，特别是涉及一种控制碳纤维生产中液体浓度的装置。
背景技术
聚合反应作为碳纤维原丝生产的一个重要组成部分，二甲基亚砜一步法技术应用较为广泛，聚合反应使用丙烯腈作为第一单体，一般情况下间歇聚合转化率约为90％，其中未反应丙烯腈经过脱单塔脱除后需要重新返回聚合反应进行配料。
目前聚合反应未反应的丙烯腈重新进行配料存在以下问题：
(1)人工检测回用单体浓度存在滞后性，不能及时指导聚合配料。
(2)未反应单体浓度不稳定，间歇聚合要更改聚合配料各股进料量，易造成批次间的差异，进而造成聚合液质量波动。
发明内容
本实用新型为了解决现有碳纤维生产过程中丙烯腈液体浓度不稳定，难以及时调整的技术问题，提供一种快速调整的控制碳纤维生产中液体浓度的装置。
本实用新型提供一种控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其设有混合液罐，其特征是，所述混合液罐下端出口设有送液泵，所述送液泵通过管路与温度控制的高位储罐换热器连通，所述高位储罐换热器与高位储罐连通，所述高位储罐出料口设有管路与混合液罐连通，所述高位储罐出料口与混合液罐之间的管路为U型缓冲管，所述U型缓冲管后端上设有密度检测流量计和密度仪。
优选地，所述U型缓冲管底端至密度仪最小高度为1000mm。
优选地，所述高位储罐上设有高位储罐温度计，所述高位储罐换热器设有冷介质调节阀，所述高位储罐温度计控制所述冷介质调节阀进行单回路控制。
优选地，所述高位储罐换热器为板式换热器。
优选地，所述高位储罐内设有高位槽隔板，所述高位储罐液位到达所述高位槽隔板后溢流进入所述U型缓冲管。
优选地，所述混合液罐上设有溶剂进料流量计和溶剂调节阀，所述密度仪分别与所述溶剂进料流量计和溶剂调节阀连接。
优选地，使用DCS集散控制系统进行编程控制，实现在线密度仪比例控制。
优选地，所述送液泵选用磁力泵。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型采用在线密度仪，确保了聚合配料调整的及时性。
(2)本实用新型设有溶剂调节阀和流量计，与在线密度仪通过集散控制系统自动调节液体浓度，能够控制未反应单体浓度稳定，聚合配料各股进料量不需调整，减少批次间的差异，聚合液质量稳定。
(3)本实用新型设置的U型缓冲管和高位储罐换热器，以缓冲稳定流量和自控调节温度的方式，提高了在线密度仪的检测数据的真实可靠性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是U型缓冲管的结构示意图。
附图符号说明：
1.混合液罐；2.送液泵；3.高位储罐换热器；4.高位储罐；5.密度仪；6.密度检测流量计；7.溶剂进料流量计；8.溶剂调节阀；9.高位储罐温度计；10.冷介质调节阀；11.高位槽隔板；12.U型缓冲管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，以使本实用新型所属技术领域的技术人员能够容易实施本实用新型。
实施例：
如图1所示，本实用新型设有混合液罐1，混合液罐1下端出口设有送液泵2，送液泵2通过管路与高位储罐换热器3连通，高位储罐换热器3与高位储罐4连通，高位储罐4出料口设有管路与混合液罐1连通，高位储罐4出料口与混合液罐1之间管路为U型缓冲管12，U型缓冲管12后端管路上设有密度检测流量计6和密度仪5，密度仪5为在线密度仪，混合液罐1上设有溶剂进料流量计7和溶剂调节阀8，确保了聚合配料调整的及时性。
高位储罐换热器3选用板式换热器，冷却介质选用7℃冷冻水。高位储罐换热器3冷却介质管路设有冷介质调节阀10。
高位储罐4上设有高位储罐温度计9，高位储罐温度计9与冷介质调节阀10连接。高位储罐4内设有高位槽隔板11分隔成汇入部分和流出部分，汇入部分与高位储罐换热器3出料口连通，汇入部分内设有高位储罐温度计9；流出部分下端与U型缓冲管12连通，高位储罐3液位到达高位槽隔板11后溢流，从流出部分进入U型缓冲管12。
U型缓冲管12底端至密度仪5最小高度为1000mm，U型缓冲管12底部U型两端距离300mm，U型缓冲管12形状是带弯头的平底，弯头采用加厚弯头。
送液泵2选用磁力泵，避免含丙烯腈液体泄漏。
将本实用新型在DCS集散控制系统中进行组态，将密度仪5与溶剂进料流量计7和溶剂调节阀8设置为比例程序控制，将高位储罐温度计9与冷介质调节阀10设置为单回路温控。
通过密度仪5检测液体密度，已知在线密度仪数值与理论所需补充溶剂的密度差值，经计算后加入所需溶剂量，通过控制程序实现液体浓度稳定的装置。
根据聚合反应配料要求，现需要在20℃，常压条件下，配置单体浓度8％的溶液，该浓度溶液密度在ASPEN软件模拟条件下密度为1070.87kg/m3。
脱单塔脱除的含丙烯腈溶液在混合液储罐1储存，通过送液泵2经高位储罐换热器3送至高位储罐3，控制高位储罐温度计9温度20℃，高位储罐3液位到达高位槽隔板11后溢流，高位储罐与混合液储罐位差10米以上，利用高位势能，如图2所示，溶液经过U型缓冲管后，经密度检测流量计6测量后进入在线密度仪5，密度检测流量计6显示0.3m3/h，密度仪显示测量密度值为1060.87kg/m3，启动比例控制系统，溶剂进料流量计7显示流量为0.115m3/h，溶剂调节阀8动作向混合液罐送入规定量的新鲜溶剂，并根据密度仪显示值动态变化实现比例控制，得到8％丙烯腈单体浓度的溶液。
实施例2
采用如实施例1所述的装置。
根据聚合反应配料要求，现需要在20℃，常压条件下，配置单体浓度9％的溶液，该浓度溶液密度在ASPEN软件模拟条件下密度为1067.54kg/m3。
脱单塔脱除的含丙烯腈溶液在混合液储罐1储存，通过送液泵2经高位储罐换热器3送至高位储罐3，控制高位储罐温度计9温度20℃，高位储罐3液位到达高位槽隔板11后溢流，利用高位储罐和混合液储罐的10米高位势能溶液经过U型缓冲管，经密度检测流量计6测量后进入在线密度仪5，密度检测流量计6显示0.4m3/h，密度仪显示测量密度值为1064.84kg/m3，启动比例控制系统，溶剂进料流量计7显示流量为0.036m3/h，溶剂调节阀8动作向混合液罐送入规定量的新鲜溶剂，并根据密度仪显示值动态变化实现比例控制，得到9％丙烯腈单体浓度的溶液。
以上所述仅对本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡是在本实用新型的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其设有混合液罐，其特征是，所述混合液罐下端出口设有送液泵，所述送液泵通过管路与温度控制的高位储罐换热器连通，所述高位储罐换热器与高位储罐连通，所述高位储罐出料口设有管路与混合液罐连通，所述高位储罐出料口与混合液罐之间的管路为U型缓冲管，所述U型缓冲管后端上设有密度检测流量计和密度仪。
2.根据权利要求1所述控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其特征在于，所述U型缓冲管底端至密度仪最小高度为1000mm。
3.根据权利要求1所述控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其特征在于，所述高位储罐上设有高位储罐温度计，所述高位储罐换热器设有冷介质调节阀，所述高位储罐温度计控制所述冷介质调节阀进行单回路控制。
4.根据权利要求3所述控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其特征在于，所述高位储罐换热器为板式换热器。
5.根据权利要求1所述控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其特征在于，所述高位储罐内设有高位槽隔板，所述高位储罐液位到达所述高位槽隔板后溢流进入所述U型缓冲管。
6.根据权利要求1所述控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其特征在于，所述混合液罐上设有溶剂进料流量计和溶剂调节阀，所述密度仪分别与所述溶剂进料流量计和溶剂调节阀连接，所述密度仪为在线密度仪。
7.根据权利要求6所述控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其特征在于，使用DCS集散控制系统进行编程控制，实现在线密度仪比例控制。
8.根据权利要求1所述控制碳纤维生产中液体浓度的装置，其特征在于，所述送液泵选用磁力泵。
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