淺析在染料生產工藝中如何正確造型合適的流量計

一、本文概述　
　　染料技術是一項歷史非常悠久的技術，據考古結果表明五千年前在古老的印度和中東地區就已經開始流傳，發展到現代社會，染料工藝已發展成為一種專門的、獨立的行業，為各行各業的印染需求提供服務。染料通常情況下溶于水中，一部份的染料需要媒染劑使染料能黏著于纖維上。能夠使一定顏色附著在纖維上的物質，且不易脫落、變色。由于染料是通過液體狀態才能夠將自身的染色成份附著印染到其它的物質上，因其涉及的物料種類繁多，物料特性各不相同，而且染料反應過程須要精確控制，這需要對反應物進行精確計量，這必然涉及到如何正確選擇流量計的問題。
 
　　如何選用合適的流量儀表對這些物料進行準確計量是一個極具技術要求的工作，需要注意許多細節的問題，一旦選型不對就會引出很多問題，例如反應控制不準確、浪費原料或維護成本過高等問題。本文通過苯胺黑染料生產裝置來說明如何通過特定的步驟正確選用合適的流量儀表，對染料工藝流量儀表的選型有一定的指導意義。
 
二、流量計選用時面臨的問題
　　染料項目特點是間歇操作、流量范圍變化大、有壓差變化、物料品種多、粘度大、有毒、易燃等。物料的反應通常是在苛刻的條件下進行。在染料項目中被測物料的特性、測量目的、投資規模、使用要求等有各種不同的要求。這些眾多的情況，使得選擇合適的流量儀表并不容易。以下結合苯胺黑裝置的具體實例來說明選擇流量儀表步驟，以達到選用的流量儀表使用穩定、維修方便、儀表價錢合理、維護成本低等終目標。
 
三、苯胺黑裝置生產流程簡介
　　苯胺黑裝置的生產原理是用苯胺、回收苯胺、硝基苯、鹽酸、熱水等通過縮合、酸化等反應生成醇溶性苯胺黑。
　　醇溶性苯胺黑裝置的工藝流程如下：
　　下面對各個工藝流程分別進行詳細描述。
　　（1）預熱過程：通過輸送泵將液體原料苯胺、回收苯胺分別打入預熱釜中待用，攪拌下緩慢加入規定量的三氯化鐵，加完后密閉預熱釜的加料口。隨后向預熱釜的夾套內通蒸汽加熱預熱釜內的物料。
　　（2）縮合過程：將預熱釜內物料利用蒸汽壓至縮合釜內，啟動縮合釜的攪拌器，同時向縮合釜的夾套中通入導熱油加熱縮合釜內的物料，通過計量槽將硝基苯加入縮合釜中進行反應，反應完成后保溫一段時間（系統預設定時間）。
　　（3）酸化過程：通過泵將鹽酸和熱水分別打入酸化釜，然后將反應好的縮合液通過蒸汽壓至酸化釜，啟動酸化釜的攪拌器，酸化過程中檢查酸性，若酸性不足，應通過輸送泵補加廢硫酸，待酸化反應完畢后將物料放入水洗箱。
　　（4）水洗及帶式水洗過程：水洗箱鋪好濾布接受來自酸化鍋的酸化物，濾液流入母液中和釜后再蒸餾出苯胺循環使用。用熱水多次洗滌酸化料，洗至終點為止。洗液同樣吸入母液中和釜中。
　　（5）過濾過程：將經水洗后的濾液送到帶式真空過濾機，經真空過濾脫水后的物料由溜槽送到螺旋輸送機上，脫下來的水流入母液中和釜中。
　　（6）干燥過程：來自螺旋輸送機的物料進入閃蒸干燥器，以熱空氣干燥，干燥后進行氣固分離，分離出來的固體物料進入料倉，氣流經布袋除塵帶走固體物料后放空。
　　（7）包裝過程：將干燥好的物料吸入料倉，經星形下料口放料于振動篩，經過篩粉碎后，切換真空物料吸到料倉中，經下料器進行成品包裝。粉碎、包裝完畢后停真空泵。
 
四、分析工藝裝置中需要流量控制的點
　　通過分析工藝流程可以知道下列地方需要進行流量測量：（1）預熱工序需要流量計量的反應物有苯胺、回收苯胺。（2）縮合工序需要流量計量的反應物有苯胺、硝基苯。（3）酸化工序需要流量計量的反應物有熱水、副產鹽酸、廢硫酸。（4）公用管道需要流量計量的反應物有蒸汽、循環冷卻水、工廠空氣、儀表空氣、工業水。
 
五、實際儀表選型步驟
　　*先按需要測量的物料不同的測量目的得出裝置的原輔材料的測量要求表。
　　根據上表苯胺、回收苯胺、硝基苯、鹽酸、廢硫酸及蒸汽的流量計精度選1級，空氣、循環水、工業水的流量計精度選0.2級。
　　其次根據流體特性整理出原輔物料特性表。
　　對于這些物質我們在常用流量儀表有：節流裝置、橢圓齒輪流量計、轉子流量計、渦街流量計、渦輪流量計、質量流量計、電磁流量計、超聲波流量計等，它們有各自不同的特性。
　　再根據經濟因素及常用流量儀表種類得出儀表費用表。儀表的費用不僅是儀表本身購置費，其實還應該包括附件費、安裝費、運行費、維護費、校驗費和備件費等。
　　后考慮流量儀表的適用范圍及安裝要求。
　　
         5.1 流量儀表適用范圍
　　節流裝置適用于測量潔凈流體，不能測有雜質的流體，對DN50管徑以下、低雷諾數的流體測量精度不高；橢圓齒輪流量計對粘度不敏感，適用粘度高的液體，但對高溫或流體介質中含有雜質就不適用；轉子流量計只適用于DN50管徑以下、低雷諾數的流體測量；渦街流量計精度很高，但受密度的影響很大；渦輪流量計精度很高，但不適于長期運行，受粘度影響較大；質量流量計精度很高，但只適合中小尺寸的管道流量測量；電磁流量計適用于測量各種導電液體，但不適用于高溫場合；超聲波流量計適用范圍很廣，但當測量液體中含有氣泡或雜質時，測量精度會降低；靶式流量計適用粘度較高或含有懸浮物質的液體及各種氣體。
　　
         5.2 流量儀表的安裝要求
　　節流裝置的種類較多，但各種裝置的上下游直管段基本要求前10D后5D。橢圓齒輪流量計可以水平安裝也可以垂直安裝；電磁流量計一般應垂直安裝，上游直管段不小于5D，下游直管段不小于2D；轉子流量計應垂直安裝，上游直管段不宜小于2倍管道直徑；渦街流量計安裝要求較復雜，根據不同條件有不同要求，上游直管段15～50D（視配管情況而定），上游家整流器時，上游不少于10D，下游不少于5D；渦輪流量計要求水平安裝，直管長度上游不少于20D，下有不少于5D；質量流量計安裝要求較高，傳感器與變送器出廠前必須配套標定，安裝時需一一對應；超聲波流量計在不同測量方式下有不同的安裝要求；靶式流量計可以安裝在水平管道或自下而上的垂直管道上，上游直管段10D，下游直管段5D。
　　項目實際選擇流量儀表是根據以上三個表及儀表的特性來選擇相應的儀表，過程如下：
　　因本項目中物料的流量、溫度變化的范圍較大，故綜合考慮物料特性、流量及使用環境后初步可以得出：（1）對于苯胺、硝基苯靶式流量計較適合。（2）對于鹽酸、硫酸電磁流量計較適合。（3）對于蒸汽適合的流量計是渦街流量計。（4）對于空氣靶式流量計較適合。（5）對循環水、工業水、生活用水電磁流量計較適合。
　　從安裝要求可以知道靶式流量計、電磁流量計的安裝要求較簡單，渦街流量計安裝要求較復雜。
　　
        后從經濟因素來考慮儀表選擇。
　　例如有的儀表購置費低，但實際運行后維護費用很高，按使用十到十五年考慮，維護費用可能遠大于儀表購置費。而且如果考慮因為維護而停產造成的損失更可能遠大于幾十倍的儀表購置費。儀表選型時如果考慮到這些問題，選型時*先選擇性能穩定、運行費用低、維護費用低的儀表。這樣雖然前期的儀表購置費或備件及修理費貴些，但總體的運行效果穩定而且總的費用并不高。
　　故在染料項目中我們*先要考慮生產的穩定性與連續性，通過查表3我們可以知道：（1）靶式流量計儀表費用為中。（2）電磁流量計費用為中等偏低。（3）渦街流量計費用中等。（4）通過以上儀表選擇的步驟，苯胺黑裝置的流量儀表終選型如下：（5）苯胺、硝基苯、空氣應選用靶式流量計，它的安裝要求不高，儀表費用中等。（6）鹽酸、硫酸應選用電磁流量計，它的安裝要求低，儀表費用中等偏低。（7）蒸汽應選用渦街流量計，它的安裝要求視具體情況而不同，儀表費用中等。
 
六、結論
　　通過以上實例的分析我覺得染料項目的流量儀表的選型應按照以下順序進行：*先確定儀表的測量要求；其次初步確定相應介質對應的流量儀表的類型；后分析儀表的性價比終確定儀表選型。通過這三個步驟可以消除流量儀表選型中出現的選型錯誤、誤差偏高或偏低、儀表費用過高等問題。本文由潤中儀表科技有限公司整理發布。

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