RU2719807C2 - Система и способ получения термостабильных химических растворов - Google Patents

Система и способ получения термостабильных химических растворов Download PDF

Info

Publication number
RU2719807C2
RU2719807C2 RU2018120331A RU2018120331A RU2719807C2 RU 2719807 C2 RU2719807 C2 RU 2719807C2 RU 2018120331 A RU2018120331 A RU 2018120331A RU 2018120331 A RU2018120331 A RU 2018120331A RU 2719807 C2 RU2719807 C2 RU 2719807C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentration
solution
controller
saline
chemical
Prior art date
Application number
RU2018120331A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018120331A (ru
RU2018120331A3 (ru
Inventor
Роберт Скотт Коефод
Энтони Куинн ХЕНСЛИ
Original Assignee
Карджилл, Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Карджилл, Инкорпорейтед filed Critical Карджилл, Инкорпорейтед
Publication of RU2018120331A publication Critical patent/RU2018120331A/ru
Publication of RU2018120331A3 publication Critical patent/RU2018120331A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2719807C2 publication Critical patent/RU2719807C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22Control or regulation
    • B01F35/2201Control or regulation characterised by the type of control technique used
    • B01F35/2202Controlling the mixing process by feed-back, i.e. a measured parameter of the mixture is measured, compared with the set-value and the feed values are corrected
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F21/00Dissolving
    • B01F21/30Workflow diagrams or layout of plants, e.g. flow charts; Details of workflow diagrams or layout of plants, e.g. controlling means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/49Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21Measuring
    • B01F35/2132Concentration, pH, pOH, p(ION) or oxygen-demand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22Control or regulation
    • B01F35/221Control or regulation of operational parameters, e.g. level of material in the mixer, temperature or pressure
    • B01F35/2215Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/50Mixing receptacles
    • B01F35/52Receptacles with two or more compartments
    • B01F35/522Receptacles with two or more compartments comprising compartments keeping the materials to be mixed separated until the mixing is initiated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/82Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by adding a material to be mixed to a mixture in response to a detected feature, e.g. density, radioactivity, consumed power or colour
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04Chlorides
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00Control of flow ratio
    • G05D11/16Controlling mixing ratio of fluids having different temperatures, e.g. by sensing the temperature of a mixture of fluids having different viscosities
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D21/00Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value
    • G05D21/02Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value characterised by the use of electric means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2204Mixing chemical components in generals in order to improve chemical treatment or reactions, independently from the specific application
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/18Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и системе управления для получения водных растворов хлорида натрия и необязательного одного или более дополнительных растворенных веществ для устранения обледенения. Техническим результатом является усовершенствованная система получения жидких антигололедных реагентов, которая предназначена для преодоления некоторых проблем, связанных с выпадением осадка в солевом растворе и расходами на использование добавок для максимизации способности плавления льда. Способ автоматического получения солевого раствора, имеющего концентрацию основного растворенного вещества, стабильную при определенной температуре, включает стадии: введения в контроллер данных о температуре хранения основного растворенного вещества в солевом растворе; ввода в контроллер данных о природе по меньшей мере одной добавки и концентрации указанной добавки в солевом растворе; запуска контроллера для получения композиции химического солевого раствора из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, причем указанная композиция раствора имеет концентрации каждого из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, соответствующие указанной температуре хранения; смешивания основного растворенного вещества с растворителем с получением химического раствора и измерения химического раствора с помощью датчика концентрации основного растворенного вещества для проверки соответствия концентрации основного растворенного вещества требуемой концентрации, причем указанный датчик концентрации передает данные о концентрации основного растворенного вещества в химическом растворе в контроллер; сравнения концентрации основного растворенного вещества в солевом растворе с требуемой концентрацией основного растворенного вещества, разбавления солевого раствора растворителем, если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе слишком высока, и увеличения концентрации основного растворенного вещества в солевом растворе, если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе недостаточна; автоматического отвода солевого раствора в резервуар хранения, если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе находится в пределах допуска требуемой концентрации основного растворенного вещества; и смешивания по меньшей мере одной добавки с указанным солевым раствором в количестве и со скоростью, установленными контроллером для указанной композиции химического солевого раствора. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки с серийным номером 62/250195, поданной 3 ноября 2015 года, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится к способу и системе управления для получения водных растворов хлорида натрия и необязательного одного или более дополнительных растворенных веществ для устранения обледенения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Использование «жидких антигололедных реагентов» является распространенной практикой современного обслуживания дорог и дорожных покрытий в зимний период. Термин «жидкий антигололедный реагент» в данном контексте относится, в целом, к водным растворам химических реагентов, понижающих температуру замерзания, используемых для облегчения устранения снега, льда и осадков, замерзающих при выпадении, с поверхности дорожного покрытия. Существуют различные способы применения таких химических реагентов, которые включают, но необязательно ограничиваются ими: 1) «устранение обледенения» - нанесение химического реагента на существующее скопление снега или льда на дорожном покрытии; 2) «защита от обледенения» - нанесение химического реагента на дорожное покрытие до выпадения зимних осадков; и 3) «предварительное увлажнение» - нанесение водного раствора химического реагента на твердую каменную соль до ее нанесения на дорожное покрытие. Несмотря на использование различных терминов для описания различных способов применения химических реагентов для зимнего обслуживания, для целей настоящего описания «жидкий антигололедный реагент» относится, в целом, к любому раствору, используемому для облегчения удаления снега, льда или других осадков, замерзающих при выпадении, с поверхности дорожного покрытия любым из различных способов применения.
[0004] Благодаря низкой стоимости, доступности и высокой эффективности, наиболее распространенными жидкими антигололедными реагентами являются простые солевые растворы каменной соли (хлорида натрия). Однако при более низких температурах (ниже примерно 15 °F (-9,4 °С)) хлорид натрия становится менее эффективным агентом для плавления льда, и зачастую используют альтернативные химические реагенты, такие как хлорид кальция и хлорид магния. Несмотря на то, что растворы хлорида кальция и хлорида магния используют в качестве непосредственных антигололедных реагентов и реагентов для предварительного увлажнения соли, на практике все чаще используют смесь хлорида магния, хлорида кальция или других добавок, повышающих эффективность (таких как различные органические оптимизаторы и ингибиторы коррозии), с солевым раствором. Зачастую это является более эффективным и экономичным способом извлечения наибольшей выгоды из более дорогостоящих химических реагентов. Иногда их упоминают как «горячие смеси». Примером типичной «горячей смеси» является смесь 80% солевого раствора хлорида натрия (где солевой раствор хлорида натрия содержит 23,3% NaCl) и 20% солевого раствора хлорида магния (где солевой раствор хлорида магния содержит 26% MgCl2).
[0005] Важен контроль концентрации жидких антигололедных реагентов, поскольку действуют два конкурирующих фактора. С одной стороны, для максимизации способности плавления льда необходимо иметь наивысшую возможную концентрацию химических реагентов, особенно для максимизации эффективности в более низких диапазонах температур, где жидкие антигололедные реагенты наиболее полезны. Но с другой стороны, высококонцентрированные растворы зачастую склонны к образованию осадков при низких температурах. Образование осадков в жидких антигололедных реагентах является проблемным. Это приводит к накоплению твердых веществ в баках для хранения и может вызывать закупоривание патрубков и распылительных форсунок. Поэтому растворы хлорида натрия для применения в качестве жидких антигололедных реагентов зачастую получают при определенных концентрациях во избежание указанного эффекта. Жидкие антигололедные растворы хлорида натрия зачастую получают в концентрации 23,3% NaCl. Такая концентрация является эвтектической концентрацией NaCl в воде и, следовательно, обеспечивает наименьшую температуру стабильного хранения, при которой в солевом растворе не образуется осадок (-6 °F (-21,1 °С)). Если предполагаются более высокие температуры, можно получать более концентрированные растворы хлорида натрия.
[0006] Чаще всего профессионалы по зимнему обслуживанию сами получают раствор хлорида натрия, растворяя каменную соль в воде. Существует множество промышленных устройств для изготовления солевых растворов, с помощью которых это можно осуществить. Поскольку важно контролировать концентрацию солевого раствора, как описано выше, некоторые устройства для изготовления солевых растворов (например, такого типа, как описан в заявке на патент США2013/0094324 A1, Hildreth et. al.) автоматизированы, чтобы пользователь мог просто выбрать требуемую концентрацию, и устройство-изготовитель солевого раствора составит его. Это является удобной функцией и значительно увеличивает скорость, простоту и эффективность получения солевого раствора, поскольку избавляет пользователя от необходимости получения солевого раствора, его анализа, расчета количества необходимой воды для разбавления для получения требуемой концентрации, добавления воды для разбавления, повторного анализа солевого раствора и т.д. Однако столь же неудобным является то, что современные устройства для изготовления солевых растворов обязывают пользователя знать концентрацию химического реагента, необходимую для заданной температуры. Для ее определения пользователь должен обратиться к диаграммам фазового равновесия для данной системы растворенных веществ. Несмотря на то, что это относительно легко сделать для солевого раствора одного растворенного вещества, такого как простой жидкий антигололедный реагент на основе хлорида натрия, процесс значительно усложняется при увеличении количества растворенных веществ, как в различных «горячих смесях». Зачастую у пользователей нет диаграмм фазового равновесия для многокомпонентных водных растворов, которые они хотят получить в качестве антигололедных растворов, и они должны сделать «наилучшее предположение» или предварительную оценку, что может приводить к ошибкам и вытекающим из этого проблемам, связанным с выпадением осадка в жидких антигололедных реагентах, или к увеличению затрат вследствие применения более дорогостоящих добавок. Таким образом, в настоящем документе описана усовершенствованная система получения жидких антигололедных реагентов, которая предназначена для преодоления некоторых проблем, связанных с выпадением осадка в солевом растворе и расходами на использование добавок для максимизации способности плавления льда.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] В кратком описании сущности изобретения в упрощенной форме представлен выбор концепций, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании изобретения. Краткое описание сущности изобретения не предназначено для определения ключевых или существенных признаков заявленного объекта изобретения. В настоящем документе описана усовершенствованная система получения жидких антигололедных реагентов, обеспечивающая автоматический расчет оптимальной концентрации добавок для выбранной температуры жидкого антигололедного реагента или солевого раствора. В одном варианте реализации указанная система получения солевого раствора обеспечивает получение смеси с оптимальной концентрацией NaCl, необходимой для конкретной предполагаемой смеси химических реагентов для выбранной температуры хранения, для максимизации способности плавления льда при предотвращении образования осадка. В другом варианте реализации указанная система обеспечивает получение солевого раствора из смеси химических реагентов для достижения требуемого уровня эффективности (такой как способность плавления льда или скорость плавления льда) при выбранной температуре.
[0008] Настоящая заявка относится к устройству и способу, а также к системе управления для получения оптимизированных по температуре растворов одного или более растворенных веществ. Более конкретно, настоящая заявка относится к устройству и способу, а также к системе управления для получения водных растворов хлорида натрия и необязательного одного или более дополнительных растворенных веществ (таких как хлорид кальция, хлорид магния или другие добавки для повышения эффективности) для применения в качестве жидких антигололедных реагентов, реагентов для защиты от обледенения и реагентов для предварительного увлажнения, оптимизированных для заданной температуры. В одном варианте реализации концентрации добавок в солевом растворе оптимизированы для предотвращения выпадения в осадок твердых веществ при заданной температуре, при максимизации способности плавления льда при выбранной температуре. В другом варианте реализации концентрации добавок в солевом растворе оптимизированы для достижения требуемого уровня эффективности, такой как способность плавления льда или скорость плавления льда, при выбранной температуре.
[0009] Несмотря на то, что описаны многочисленные варианты реализации, другие варианты реализации настоящего изобретения станут очевидны для специалистов в данной области техники из следующего подробного описания, в котором показаны и описаны иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения. Настоящее изобретение может быть модифицировано в различных аспектах, без отступления от сущности и объема изобретения. Соответственно, графические материалы и подробное описание следует рассматривать как иллюстративные по своей природе, а не как ограничительные.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0010] На фиг. 1 изображена система, содержащая контроллер для получения раствора, содержащего одно или более растворенных веществ в оптимизированной концентрации, для применения пользователем в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения; и
[0011] На фиг.2 представлена технологическая блок-схема, иллюстрирующая способ получения раствора с применением системы, изображенной на фиг.1, с помощью контроллера, запрограммированного на получение раствора, содержащего одно или более растворенных веществ в оптимизированной концентрации, для максимальной эффективности плавления льда при сохранении стабильности к образованию осадка при выбранной температуре, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] Ниже представлено более подробное описание различных родственных концепций, связанных со способами и устройством согласно настоящему изобретению, а также варианты их реализации. Следует понимать, что различные аспекты объекта настоящего изобретения, описанного выше и более подробно рассмотренного ниже, могут быть реализованы на практике многочисленными способами, поскольку объект изобретения не ограничен до конкретного способа реализации. Примеры конкретных вариантов реализации и применений представлены, главным образом, для иллюстративных целей.
[0013] Настоящая заявка относится к устройству и способу, а также к системе управления для автоматического получения водных растворов одного или более растворенных веществ с оптимальной концентрацией для максимизации эффективности при предотвращении образования осадка при заданной температуре. Более конкретно, она относится к системе для получения солевых растворов для применения при получении водных растворов антигололедных реагентов, содержащих хлорид натрия, необязательно с другими химическими реагентами для повышения эффективности, такими как хлорид магния, хлорид кальция, или с органическими реагентами для повышения эффективности и ингибиторами коррозии, которые имеют максимально возможную концентрацию хлорида натрия при предотвращении выпадения в осадок каких-либо твердых веществ при выбранной температуре. Указанная система содержит человеко-машинный интерфейс (HMI), в котором пользователь вводит данные о требуемой композиции компонентов жидкого антигололедного реагента и о требуемой температуре хранения жидкости. Указанная система содержит программируемый логический контроллер (PLC), который определяет максимальную концентрацию хлорида натрия, которая будет стабильна к образованию осадка при выбранной температуре, и концентрацию других добавок для повышения эффективности из внутренней базы данных. Указанная система содержит зону, в которой смешивают хлорид натрия и воду, и датчик концентрации, используемый для определения необходимости увеличения концентрации или разбавления раствора. Если концентрация хлорида натрия находится в пределах заданного допуска от расчетного оптимума, то раствор направляют в выходное отверстие. Система также содержит контролируемую насосную систему для доставки определенного количества других необязательных жидких добавок (таких как растворы хлорида кальция или хлорида магния) в выходное отверстие для достижения выбранного соотношения добавок и раствора хлорида натрия в готовой смеси.
[0014] Ссылаясь на фиг. 1, изображена система 100 смешивания химического раствора, которая содержит контроллер 110, содержащий человеко-машинный интерфейс 112 (рабочее место; беспроводное интеллектуальное устройство; панель ввода данных и т.д.), функционально связанный с контроллером для приема данных, введенных пользователем, и запоминающим элементом 114, выполненным с возможностью приема данных, связанных с количеством химического раствора, полученного для каждой комбинации основного растворенного вещества и добавки. Система 100 также содержит смесительный резервуар 120, множество смешиваемых растворенных веществ 130, по меньшей мере одну систему 140 трубопроводов для подачи растворенных веществ в резервуар 120; датчик 150 концентрации, расположенный в резервуаре 120, который соединен с возможностью связи с контроллером 110 и по меньшей мере одним баком 160 для хранения, функционально связанным с резервуаром 120, в который в данном примере подают солевой раствор со скоростью около 80 галлонов (302,9 л) в минуту. В данном примере различные добавки A, B и C добавляют в бак 160 со скоростью около 20 галлонов (75,5 л) в минуту.
[0015] В другом иллюстративном варианте реализации системы 100 для применения в связи с получением солевого раствора для антигололедного применения, система 100 выполнена с возможностью автоматического получения солевого раствора, имеющего концентрацию основного растворенного вещества, в данном случае соли или хлорида натрия, которая является стабильной при определенной температуре. В данном иллюстративном варианте реализации система 100 содержит контроллер 110, выполненный с возможностью приема данных о температуре хранения основного растворенного вещества (из емкости 134 хранения основного растворенного вещества) в солевом растворе в качестве первого параметра, введенного пользователем через человеко-машинный интерфейс 112, и приема второго параметра, введенного через интерфейс 112, касающегося природы по меньшей мере одной добавки (из емкости 136 хранения добавки) и концентрации добавки, подлежащей смешиванию с раствором основного растворенного вещества. Контроллер 110 запрограммирован на получение композиции химического солевого раствора в резервуаре 120, состоящей из основного растворенного вещества и добавленной in-line одной добавки, чтобы композиция раствора имела концентрации каждого из основного растворенного вещества и выбранной добавки, соответствующие температуре хранения, введенной пользователем, и препятствующие образованию осадка или кристаллизации основного растворенного вещества. В данном иллюстративном варианте реализации в смесительный резервуар 120 подают основное растворенное вещество и растворитель из емкости 132 хранения растворителя (через команду от контроллера 110) с получением в нем химического раствора. Датчик 150 концентрации основного растворенного вещества, расположенный или размещенный в смесительном резервуаре 120, измеряет концентрацию основного растворенного вещества в химическом растворе, а затем датчик 150 передает данные (через провод или беспроводным образом) о концентрации основного растворенного вещества в химической суспензии в контроллер 110. Затем контроллер 110 проверяет, что концентрация основного растворенного вещества находится в пределах требуемой концентрации, установленной программой смешивания в контроллере. Полученный солевой раствор, после его отвода контроллером 110 из смесительного резервуара 120, подают (в данном примере со скоростью потока около 80 галлонов (302,9 л) в минуту) в резервуар 160 хранения, куда подают также одну или более добавок A, B и C 136 в количестве и со скоростью, установленными программой контроллера 110 для данного химического солевого раствора.
[0016] В другом варианте реализации в резервуаре 160 хранения установлен датчик для измерения температуры выходящего потока на выходе солевого раствора из резервуара 160. Этот признак может служить в качестве дополнительной обратной связи об изменении запрограммированной температуры исходного солевого раствора относительно реальной температуры выходящего потока при использовании солевого раствора. В родственном варианте реализации контроллер 110 выполнен с возможностью приема нескольких входных данных от пользователя через интерфейс 112, касающихся природы добавок и соответствующих концентраций добавок. В таком иллюстративном варианте реализации запоминающий элемент 114 принимает данные, связанные с количеством солевого раствора, полученного для каждой комбинации основного растворенного вещества и добавки A, B или C.
[0017] Ссылаясь на фиг.2, представлена технологическая блок-схема способа 200 автоматического получения солевого раствора, имеющего концентрацию основного растворенного вещества, стабильную при определенной температуре. В данном иллюстративном варианте реализации в процессе смешивания используют контроллер, запрограммированный на получение раствора, содержащего одно или более растворенных веществ в оптимизированной концентрации, для максимальной эффективности плавления льда при сохранении стабильности к образованию осадка при выбранной температуре. Способ или процесс 200 смешивания воплощает процесс получения солевого раствора с применением системы 100, изображенной на фиг. 1, которая содержит контроллер 210 с программой смешивания солевого раствора, интерфейс 212 ввода данных пользователем для ввода по меньшей мере температуры хранения солевого раствора (и в других применениях необязательно температуры выходящего потока). Отдельный пользовательский интерфейс 213 (или может быть использован тот же интерфейс 212) используют для ввода данных о природе добавки(-ок) в жидком антигололедном реагенте и концентрации жидкой антигололедной добавки. В данном иллюстративном варианте реализации контроллер 210 (или PLC, или другое контроллерное устройство) запрограммирован для расчета требуемого исходного химического раствора и необходимого добавления добавок.
[0018] В данном иллюстративном варианте реализации растворитель A и твердый химический реагент (основное растворенное вещество, такое как хлорид натрия) хранят в резервуарах или бункерах 232 и 234, соответственно. В начале процесса смешивания пользователь на стадии 212 вводит в контроллер 210 температуру хранения основного растворенного вещества в виде солевого раствора, а затем на стадии 213 вводит в контроллер 210 данные о природе по меньшей мере одной добавки и концентрации указанной добавки в солевом растворе. Затем на стадии 240 контроллер 210 запускают для получения композиции химического солевого раствора из основного растворенного вещества и растворителя A (или по меньшей мере одной добавки), причем композиция раствора имеет концентрации каждого из основного растворенного вещества и растворителя A, соответствующие выбранной пользователем температуре хранения. После смешивания основного растворенного вещества с растворителем A с получением химического раствора, на стадии 244 проверяют концентрацию твердого химического вещества в химическом растворе, измеряя химический раствор датчиком концентрации основного химического вещества (таким как датчик 150 в системе 100), для проверки соответствия концентрации основного растворенного вещества требуемой концентрации.
[0019] На технологической блок-схеме 200 пунктирная линия 220 иллюстрирует передачу данных о концентрации основного растворенного вещества в химическом растворе от датчика концентрации в контроллер 210, и сравнение контроллером 210 концентрации основного растворенного вещества в солевом растворе с требуемой концентрацией основного растворенного вещества. На стадии 246 контроллер 210 определяет, что концентрация является высокой и, следовательно, необходимо разбавить солевой раствор растворителем (переход на стадию 242), если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе слишком высока. Контроллер 210 переводит процесс на стадию 248, где концентрация является низкой и, следовательно, необходимо увеличить концентрацию основного растворенного вещества в солевом растворе или химическом растворе, если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе недостаточна. На стадии 250, если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе находится в пределах допуска требуемой концентрации основного растворенного вещества, процесс 200 автоматически отводит солевой раствор в резервуар хранения на стадии 252. На стадии 256 жидкую антигололедную добавку (стадия 236) смешивают с солевым раствором из резервуара хранения в количестве и со скоростью (стадия 256), установленными контроллером 210 для данной композиции химического солевого раствора. На стадии 264 солевой раствор необязательно еще раз измеряют и проверяют с помощью контроллера 210, и при необходимости регулируют. Наконец, на стадии 260 солевой раствор из резервуара хранения имеет данные, записанные в контроллере 210 (количество полученного смешанного жидкого антигололедного раствора).
[0020] В родственном варианте реализации способ смешивания модифицирован для ввода в контроллер данных о природе нескольких добавок и концентрации каждой из таких добавок. В другом родственном варианте реализации стадия автоматического разбавления раствора также включает добавление в химический раствор растворителя, а автоматическое увеличение концентрации химической суспензии включает добавление основного в химический раствор растворенного вещества. В другом родственном варианте реализации осуществляют совместное смешивание по меньшей мере одной добавки с солевым раствором в количестве и со скоростью, установленными контроллером для данной композиции химического солевого раствора, а затем отводят готовый солевой раствор в другой контейнер.
[0021] В другом родственном варианте реализации предложен способ автоматического получения готового химического раствора, имеющего концентрацию основного растворенного вещества, которая является стабильной при определенной температуре, и указанный способ включает стадии ввода в контроллер данных о температуре хранения основного растворенного вещества в растворе, и о химической природе по меньшей мере одной добавки, и о концентрации добавки, подлежащей смешиванию с раствором основного растворенного вещества. Контроллер запускают для получения композиции химического раствора из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, причем композиция раствора имеет концентрации каждого из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, подобранные для соответствия данной температуре хранения. Следующая стадия процесса представляет собой смешивание основного растворенного вещества с разбавляющим агентом с получением исходного раствора или суспензии и измерение исходной химической суспензии с помощью датчика концентрации основного растворенного вещества для проверки соответствия концентрации основного растворенного вещества требуемой концентрации, причем датчик концентрации передает данные о концентрации основного растворенного вещества в исходном химическом растворе в контроллер. Далее в процессе смешивания концентрацию основного растворенного вещества в химическом растворе сравнивают с требуемой концентрацией основного растворенного вещества. Затем исходный химический раствор разбавляют разбавляющим агентом, если концентрация основного растворенного вещества в растворе слишком высока, и увеличивают концентрацию основного растворенного вещества в химическом растворе, если концентрация основного растворенного вещества в растворе недостаточна. Затем исходный химический раствор направляют в резервуар хранения, если концентрация основного растворенного вещества в химическом растворе находится в пределах допуска требуемой концентрации основного растворенного вещества. Затем в исходный химический раствор вводят по меньшей мере одну добавку в количестве и со скоростью, установленными контроллером для готовой композиции химического раствора. В родственном варианте реализации поточное (in-line) смешивание по меньшей мере одной добавки с исходным химическим раствором в количестве и со скоростью, установленными контроллером для готовой композиции химического раствора, осуществляют до отвода готового химического раствора в другой контейнер. Указанный способ подходит для получения химических растворов, таких как, но не ограничиваясь ими, бензиновые смеси, содержащие различные добавки для повышения октанового числа или работы в экстремальных холодных или жарких погодных условиях; или смеси охлаждающих жидкостей для предотвращения замерзания трубопроводов при различных или более низких температурах и применениях.
[0022] Следующие патенты и публикации включены посредством ссылки в полном объеме: патенты США№7810987; и 8251569.
[0023] Несмотря на то, что настоящее изобретение описано выше в контексте конкретных вариантов реализации, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами реализации. При прочтении принципов, изложенных в настоящем описании, специалистам в той области техники, к которой относится настоящее изобретение, станут понятны многочисленные модификации и другие варианты реализации настоящего изобретения, и они должны быть и являются входящими в настоящее описание и прилагаемую формулу изобретения. В действительности предполагается, что объем настоящего изобретения следует определять надлежащей интерпретацией и толкованием прилагаемой формулы изобретения и ее законных эквивалентов, как понятно специалистам в данной области техники на основании описания, приведенного в данном документе, и прилагаемых графических материалов.

Claims (40)

1. Способ автоматического получения солевого раствора, имеющего концентрацию основного растворенного вещества, стабильную при определенной температуре, включающий стадии:
введения в контроллер данных о температуре хранения основного растворенного вещества в солевом растворе;
ввода в контроллер данных о природе по меньшей мере одной добавки и концентрации указанной добавки в солевом растворе;
запуска контроллера для получения композиции химического солевого раствора из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, причем указанная композиция раствора имеет концентрации каждого из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, соответствующие указанной температуре хранения;
смешивания основного растворенного вещества с растворителем с получением химического раствора и измерения химического раствора с помощью датчика концентрации основного растворенного вещества для проверки соответствия концентрации основного растворенного вещества требуемой концентрации, причем указанный датчик концентрации передает данные о концентрации основного растворенного вещества в химическом растворе в контроллер;
сравнения концентрации основного растворенного вещества в солевом растворе с требуемой концентрацией основного растворенного вещества, разбавления солевого раствора растворителем, если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе слишком высока, и увеличения концентрации основного растворенного вещества в солевом растворе, если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе недостаточна;
автоматического отвода солевого раствора в резервуар хранения, если концентрация основного растворенного вещества в солевом растворе находится в пределах допуска требуемой концентрации основного растворенного вещества; и
смешивания по меньшей мере одной добавки с указанным солевым раствором в количестве и со скоростью, установленными контроллером для указанной композиции химического солевого раствора.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий ввод в контроллер данных о химической природе нескольких добавок и концентрации каждой из таких добавок.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что автоматическое разбавление раствора включает добавление в химический раствор растворителя, а автоматическое увеличение концентрации химической суспензии включает добавление в химический раствор основного растворенного вещества.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий запись данных о количестве полученного солевого раствора.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий поточное смешивание по меньшей мере одной добавки с солевым раствором в количестве и со скоростью, установленными контроллером для данной композиции химического солевого раствора, а затем отвод готового солевого раствора в другой контейнер.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий отвод готового солевого раствора в другой контейнер, а затем добавление по меньшей мере одной добавки в указанный солевой раствор в количестве и со скоростью, установленными контроллером для указанной композиции химического солевого раствора.
7. Система для автоматического получения солевого раствора, имеющего концентрацию основного растворенного вещества, стабильную при определенной температуре, содержащая:
контроллер, выполненный с возможностью приема данных о температуре хранения основного растворенного вещества в виде солевого раствора в качестве первого введенного параметра, причем указанный контроллер выполнен с возможностью приема второго введенного параметра, состоящего из природы по меньшей мере одной добавки и концентрации указанной добавки, подлежащей смешиванию с раствором основного растворенного вещества, и указанный контроллер дополнительно выполнен с возможностью получения композиции химического солевого раствора, состоящей из основного растворенного вещества и поточного (in-line) смешивания по меньшей мере одной добавки, где указанная композиция раствора имеет концентрации каждого из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, определенные контроллером для обеспечения соответствия указанной температуре хранения и предотвращения образования осадка основного растворенного вещества;
смесительный резервуар, выполненный с возможностью приема основного растворенного вещества и растворителя с получением в нем химического раствора;
датчик концентрации основного растворенного вещества, расположенный в смесительном резервуаре и выполненный с возможностью измерения концентрации основного химического вещества в химическом растворе, причем указанный датчик концентрации передает данные о концентрации основного растворенного вещества в химической суспензии в контроллер, а контроллер выполнен с возможностью проверки соответствия концентрации основного растворенного вещества требуемой концентрации; и
резервуар хранения для приема солевого раствора после отвода контроллером из смесительного резервуара, причем указанный резервуар хранения дополнительно выполнен с возможностью приема по меньшей мере одной добавки в количестве и со скоростью, установленными контроллером для указанного химического солевого раствора.
8. Система по п. 7, дополнительно содержащая человеко-машинный интерфейс, функционально связанный с контроллером для приема первого и второго параметров, введенных пользователем.
9. Система по п. 7, отличающаяся тем, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью приема нескольких входных данных, состоящих из природы добавок и соответствующих концентраций добавок.
10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что контроллер дополнительно содержит запоминающий элемент для приема данных, связанных с количеством полученного солевого раствора для каждой комбинации основного растворенного вещества и добавки.
11. Способ автоматического получения готового химического раствора, имеющего концентрацию основного растворенного вещества, стабильную при определенной температуре, включающий стадии:
ввода в контроллер данных о температуре хранения основного растворенного вещества в виде раствора;
ввода в контроллер данных о природе по меньшей мере одной добавки и концентрации указанной добавки, подлежащей смешиванию с раствором основного растворенного вещества;
запуска контроллера для получения исходной композиции химического раствора из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, причем композиция раствора имеет концентрации каждого из основного растворенного вещества и по меньшей мере одной добавки, подобранные для обеспечения соответствия указанной температуре хранения;
смешивания основного растворенного вещества с разбавляющим агентом с получением исходного химического раствора или суспензии и измерения исходного химического раствора или суспензии с помощью датчика концентрации основного растворенного вещества для проверки соответствия концентрации основного растворенного вещества требуемой концентрации, причем датчик концентрации передает данные о концентрации основного растворенного вещества в исходной химической суспензии в контроллер;
сравнения концентрации основного растворенного вещества в исходном химическом растворе с требуемой концентрацией основного растворенного вещества;
разбавления исходного химического раствора разбавляющим агентом, если концентрация основного растворенного вещества в растворе слишком высока;
увеличения концентрации основного растворенного вещества в исходном химическом растворе, если концентрация основного растворенного вещества в растворе недостаточна;
отвода указанного раствора в резервуар хранения, если концентрация основного растворенного вещества в исходном химическом растворе находится в пределах допуска требуемой концентрации основного растворенного вещества; и
смешивания по меньшей мере одной добавки с исходным химическим раствором в количестве и со скоростью, установленными контроллером для готовой композиции химического раствора.
12. Способ по п. 11, дополнительно включающий поточное смешивание по меньшей мере одной добавки с исходным химическим раствором в количестве и со скоростью, установленными контроллером для данной композиции химического раствора, а затем отвод готового химического раствора в другой контейнер.
13. Способ автоматического получения солевого раствора, содержащего хлорид натрия в качестве основного растворенного вещества и вторичные растворенные вещества в концентрации, обеспечивающей требуемую способность плавления льда или скорость плавления льда при определенной температуре, включающий стадии:
ввода в контроллер требуемой температуры применения солевого раствора и требуемого значения эффективности, состоящего из одного из способности плавления льда или скорости плавления льда;
ввода в контроллер данных о природе по меньшей мере одной добавки в качестве вторичного растворенного вещества;
запуска контроллера для получения химического солевого раствора, состоящего из растворенного хлорида натрия и по меньшей мере одной добавки, причем указанный химический солевой раствор имеет концентрации каждого из по меньшей мере одной добавки и хлорида натрия, обеспечивающие возможность достижения выбранного значения эффективности при выбранной температуре применения солевого раствора;
смешивания хлорида натрия с водой с получением химического раствора и измерения химического раствора с помощью датчика концентрации для проверки соответствия концентрации хлорида натрия требуемой концентрации, причем датчик концентрации передает данные о концентрации хлорида натрия в химическом растворе в контроллер;
сравнения концентрации хлорида натрия в солевом растворе с требуемой концентрацией растворенного хлорида натрия, разбавления солевого раствора водой, если концентрация хлорида натрия в солевом растворе слишком высока, и увеличения концентрации хлорида натрия в солевом растворе, если концентрация солевого раствора недостаточна;
автоматического отвода солевого раствора в резервуар хранения, если концентрация хлорида натрия в солевом растворе находится в пределах допуска требуемой концентрации; и
смешивания по меньшей мере одной добавки с указанным солевым раствором в количестве и со скоростью, установленными контроллером для указанной композиции химического солевого раствора.
RU2018120331A 2015-11-03 2016-11-03 Система и способ получения термостабильных химических растворов RU2719807C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562250195P 2015-11-03 2015-11-03
US62/250,195 2015-11-03
PCT/US2016/060337 WO2017079440A1 (en) 2015-11-03 2016-11-03 System and method for producing temperature stable chemical solutions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018120331A RU2018120331A (ru) 2019-12-05
RU2018120331A3 RU2018120331A3 (ru) 2020-02-19
RU2719807C2 true RU2719807C2 (ru) 2020-04-23

Family

ID=58663074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120331A RU2719807C2 (ru) 2015-11-03 2016-11-03 Система и способ получения термостабильных химических растворов

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180243704A1 (ru)
EP (1) EP3371273A4 (ru)
JP (1) JP2019501095A (ru)
KR (1) KR20180080259A (ru)
CA (1) CA3001133A1 (ru)
RU (1) RU2719807C2 (ru)
WO (1) WO2017079440A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3016927A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-08 F. Von Langsdorff Licensing Limited Integrated pavement system for collecting and recycling de-icing fluid

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4863277A (en) * 1988-12-22 1989-09-05 Vigoro Industries, Inc. Automated batch blending system for liquid fertilizer
RU2073557C1 (ru) * 1992-12-09 1997-02-20 Малое предприятие Научно-инженерный центр "Информир" Устройство для приготовления растворов минеральных солей и/или удобрений
RU2435632C2 (ru) * 2005-07-27 2011-12-10 Карджилл, Инк. Система и способ приготовления раствора

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676919A (en) * 1984-07-23 1987-06-30 First Brands Corporation Low pH-buffered silicon/silicate antifreeze concentrates
JPS6198657A (ja) * 1984-10-18 1986-05-16 Nippon Denso Co Ltd 自動車のウオツシヤ装置
WO2001046334A1 (en) * 1999-10-18 2001-06-28 Foster-Miller, Inc. Self-remediating fluids for ice control
US7270767B1 (en) * 1999-10-18 2007-09-18 Foster-Miller, Inc. Environmentally friendly de-icer and anti-icer compositions
US20090092001A1 (en) * 2005-07-27 2009-04-09 Clay Hildreth Solution making system and method
EP1934663A1 (en) * 2005-09-26 2008-06-25 L'Air Liquide Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation Point-of-use process control blender systems and corresponding methods
US7658861B2 (en) * 2006-05-31 2010-02-09 Cargill, Incorporated Corrosion-inhibiting deicer composition
US20080001118A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Alverson Frederick C Additive combinations, antifreeze concentrates, coolant compositions, and method for using same to provide corrosion and oxidation inhibition at high temperatures
US9109295B2 (en) * 2009-10-12 2015-08-18 Novellus Systems, Inc. Electrolyte concentration control system for high rate electroplating
GB201211060D0 (en) * 2012-06-22 2012-08-01 Brotherton Esseco Ltd De-icer and/or anti-icer compositions and methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4863277A (en) * 1988-12-22 1989-09-05 Vigoro Industries, Inc. Automated batch blending system for liquid fertilizer
RU2073557C1 (ru) * 1992-12-09 1997-02-20 Малое предприятие Научно-инженерный центр "Информир" Устройство для приготовления растворов минеральных солей и/или удобрений
RU2435632C2 (ru) * 2005-07-27 2011-12-10 Карджилл, Инк. Система и способ приготовления раствора
US20120269026A1 (en) * 2005-07-27 2012-10-25 Cargill, Incorporated Automated solution maker apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CA3001133A1 (en) 2017-05-11
WO2017079440A1 (en) 2017-05-11
EP3371273A1 (en) 2018-09-12
EP3371273A4 (en) 2019-06-05
KR20180080259A (ko) 2018-07-11
RU2018120331A (ru) 2019-12-05
RU2018120331A3 (ru) 2020-02-19
JP2019501095A (ja) 2019-01-17
US20180243704A1 (en) 2018-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2435632C2 (ru) Система и способ приготовления раствора
JP5650842B2 (ja) 透明氷の製造方法およびシステム
CN1080363C (zh) 输油管道的在线热化学脱蜡方法
US7157008B2 (en) Apparatus and process for water conditioning
RU2719807C2 (ru) Система и способ получения термостабильных химических растворов
US20080023409A1 (en) Apparatus and process for water conditioning
RU2670808C9 (ru) Способ увеличения нефтеотдачи пластов (варианты)
CN101850370B (zh) 平整液浓度控制系统及其方法
AU2013225832B2 (en) System and method for inhibiting scale formation in oil wells
Sajid et al. Improving the ice-melting capacity of traditional deicers
US20200095490A1 (en) Methods and systems for neutralizing hydrogen sulfide during drilling
US20070187336A1 (en) Reservoir management system
EA039509B1 (ru) Способ управления минерализацией нагнетаемой воды при вводе в эксплуатацию нагнетательной скважины
Barnes et al. The new reality of hydraulic fracturing: treating produced water is cheaper than using fresh
KR20150089848A (ko) 다수원 선택취수 용수 공급 시스템
CN208716968U (zh) 油田污水处理装置
RU2683742C1 (ru) Способ очистки внутренней поверхности резервуаров от донных отложений с применением химических реагентов
CN206463528U (zh) 在线水洗分馏塔顶循系统
KR20200015116A (ko) 도로 결빙 방지시스템
US10253230B1 (en) Method of producing, system for producing, and composition of deicing brines without crystallization
US6086750A (en) Method for pretreatment of refinery feed for desalting the feedstock, and related additive
CN205653187U (zh) 用于油田污水处理的自动加药控制系统
CN114517661B (zh) 注水区块除垢措施的确定方法
KR101907066B1 (ko) 용액 제조 장치 및 이의 구동 방법
CN118120592A (zh) 一种咸淡水掺混灌溉系统及方法