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用在線pH計檢測鈦白粉生產過程中的pH值
點擊次數：7214 發布時間：2010-4-27
工業化生產過程中的在線檢測PH值，特別是鈦白粉生產過程中，污染pH電極會影響造成pH值檢測.本文詳細為你介紹在線pH檢測鈦白粉生產.漿狀物料的pH值檢測，特別是工業化生產過程中的在線檢測，因漿料極易附著，污染pH電極而造成pH值檢測的失準甚至中斷，是這一類化工生產中進行自動化控制的一個難點,以下的設計和實際應用，很好地解決了工業化生產中漿狀物料的pH在線檢測的難題。一、金紅石型鈦白粉是 鈦白粉（TiO2）中的一類產品，廣泛應用于油漆、涂料、塑料等行業。在金紅石型鈦白粉生產過程中，表面處理是一個關鍵的生產工藝過程，它是通過 添加一定量的不同的金屬鹽和其他氫氧化物溶液在二氧化鈦顆粒表面包裹一層金屬氧化物達到改變二氧化鈦物理、化學性能，得以生產出不同規格、品種的金紅石型 鈦白粉。在表面處理過程中，金屬氧化物包膜的形成和厚度的控制與漿料溫度、濃度和pH值等密切相關，其中pH值的測定和控制是整個工藝控制的關鍵。在原先的生 產過程中，采用的是由人工采樣測定、分析，手動調節添加劑的添加量和添加速率的落后的工藝操作方式。為改變這種落后的工藝操作方式，我們對表面處理這一生 產工序進行了DCS控制的改造。顯然在DCS控制系統中pH值這個重要參數的采集即pH值的在線檢測是整個系統的難點所在。原因在于：（1） 在整個工藝過種中pH值的變化是非線性，因此對檢測要求準確度高、響應快。（2） 此時的漿狀物料中主要成分為TiO2其平均粒徑為0.25μm，因此漿料流動性差，附著力強，極易附著在pH電極上，污染電極。使檢測準確度下降，甚至堵塞隔取樣點的確定和設置困難膜損壞pH計電極。（3） 在工業化生產中，表面處理這個工藝過程是在30m3以上的反應釜中進行的，并伴有加熱盤管和攪拌裝置，取樣點的確定和設置困難。因此，pH測量系統的選型、配置及安裝使用方式成了表面處理DCS控制系統中的關鍵。二、基于以上對鈦白粉表面處理工序應用pH在線測量系統的分析，調查國內鈦白粉行業，尚無成功應用的先例，進而 進行市場產品調研。先后將國內外的pH計生產廠商如川儀、上儀、西門子公司、歐姆龍公司、恩德斯豪斯（E+H）公司、梅特勒-托利多公司等公司、廠商 的pH計及在線測量系統的性能、特點進行分析、比對。zui終選用了梅特勒-托利多公司（Mettler-Toledo）生產的由InPro4200pH復合 電極、pH2050e變送器、InTrac777SLP/70/DN25N伸縮型電極護套和EasycIean150清洗系統組成可以在線清洗的pH在線 測量系統。其具備的特點和功能有：（1）采用聚合物電解質電極，可延長電極在腐蝕性化學介質中的測量壽命。開放式隔膜，防止堵塞。電極內置溫度傳感器，可進行溫度測量和自動補償。電極耐壓、防爆； （2） pH變送器除實時顯示pH值和溫度值外，可通過多種通訊接口輸出4-20mA（0-20mA）模擬信號和溫度信號，方便與DCS等自動控制系統的連接，并具有傳感器的診斷和自動清洗功能；（3） 伸縮型電極護套安裝簡便，能在不中斷生產過程的情況下提升電極進行清洗（4） 自動清洗系統可以自動間隔清洗傳感器，延長傳感器使用壽命，提高測量精度，自動清洗系統采用氣動，氣源壓力0.6mPa，實際使用中0.4mPa就可正常 工作。該清洗系統也可以在任意時刻通過按Easyclean150上的手動清洗鍵完成對電極的清洗，使清洗操作更加靈活簡便。該系統配套齊全，清洗水，壓 縮空氣接管均采用承插式接口，安裝十分方便、牢靠。使用前用已知pH值的緩沖液作標準進行一次校正，然后將電極插入伸縮型護套內，連接好電極電纜、進出壓縮空氣和水管，接通電源即可正常工作。可根據 被測介質對電極的污染情況任意設定清洗間隔和清洗時間，即可對電極定時清洗，清洗時可鎖定pH值的輸出值，避免對DCS控制系統造成干擾。三、在實際生產過程中，表面處理工藝過程是在30m3容積的反應釜中進行，其中有加熱盤管和攪拌裝置，工藝操作中，漿料被加熱至70℃左右，添加劑由反應 釜上部注入，經攪拌至均勻，顯然在物料的上表面或反應釜底部的出料口取樣測量均不具代表性，不能反映釜內物料真實的pH值，將給自動控制調節帶來極大的誤差。因此必須考慮取樣點的位置選擇。針對30m3大容積反應釜，設計中確定了“中心取樣、釜外循環檢測”的基本思想，將反應釜中心部位的物料抽取出來進行 pH值測量。