硝酸濃度測(cè)量解決方案
準(zhǔn)確控制所需的硝酸濃度對(duì)于確保高產(chǎn)品質(zhì)量非常重要,并且可以通過(guò)安東帕的密度傳感器 L-Dens 7400 和聲速傳感器 L-Sonic 5100 輕松完成。
1 硝酸的合成
自 1908 年以來(lái),硝酸一直采用 Ostwald 工藝技術(shù)生產(chǎn)。 這涉及了氨的催化氧化。氨和空氣的混合物將迅速通過(guò) 位于接觸爐中的熱鉑-銠網(wǎng)(催化劑)。其會(huì)在 800 °C 時(shí)產(chǎn)生一氧化氮,然后將其冷卻至 50 °C 以下。在氧化 塔中與過(guò)量的氧氣氧化生成二氧化氮,然后在吸收塔中 與水反應(yīng)生成 60% 左右的硝酸。硝酸可以通過(guò)蒸餾濃 縮至 68%,這相當(dāng)于最高沸點(diǎn) (122 °C) 的共沸物。通 過(guò)用硝酸鎂 Mg(NO3)2 進(jìn)行脫水處理,可以達(dá)到更高的 濃度,最高可達(dá) 90%。使用密度傳感器 L-Dens 7400 和聲速傳感器 L-Sonic 5100,可以精確測(cè)量并監(jiān)控不 同工藝步驟中的不同硝酸濃度。這確保了最高的質(zhì)量并 優(yōu)化了生產(chǎn)成本。
2 應(yīng)用解決方案
2.1 吸收塔
在奧斯特瓦爾德法的步驟中,NO2 和 N2O4 兩種成分都 將流入吸收塔。在那里,精細(xì)分布的水會(huì)從上方滴落, 與從下方流入的兩種氣體緊密接觸。此外,氧氣經(jīng)常從 上面流入滴流塔,因此氣相反應(yīng)也可以在較小程度上發(fā) 生,而氣體混合物不必首先溶解在水中。通過(guò)這種進(jìn)一 步的反應(yīng),可以進(jìn)一步提高整個(gè)過(guò)程中硝酸的轉(zhuǎn)化率。 離開(kāi)吸收塔的 HNO3 最大含量為 60%,利用過(guò)程密度 傳感器 L-Dens 7400 或聲速傳感器 L-Sonic 5100 進(jìn)行 測(cè)量。
2.2 蒸餾塔
由于組分的沸點(diǎn)不同,混合物將在蒸餾塔中蒸發(fā)并冷凝。 該工藝步驟可以不斷重復(fù)直到達(dá)到所需濃度。最大的硝 酸濃度可以達(dá)到 68%。安東在線傳感器能夠精確測(cè)量 濃度,從而保證最佳產(chǎn)品質(zhì)量。
2.3 脫水塔
最后一步就是高濃度的硝酸。在該工藝步驟中,利用了 硝酸鎂的吸水性。硝酸能夠利用硝酸鎂進(jìn)一步濃縮至 90 %。即使在這種高濃度下,安東帕也可以提供完美 適用的鉭制密度傳感器。
3 測(cè)量設(shè)置
3.1 概述
安東帕為硝酸生產(chǎn)過(guò)程中的所有測(cè)量點(diǎn)提供了合適的技 術(shù)和材料。高濃度 HNO3 需要特殊材料來(lái)承受腐蝕的 影響。 所有傳感器均由耐腐蝕金屬制成,沒(méi)有 Halar 或 PTFE 等塑料涂層,即使在不斷變化的溫度條件下也能確保精 確的測(cè)量值。
測(cè)量時(shí),密度可達(dá) 40%。
使用 L-Dens 7400 Version SST 對(duì)高達(dá) 40% 的 HNO3 溶液進(jìn)行連續(xù)密度測(cè)量,其接液部件由不銹鋼制成, 可在線安裝或在主線的旁路安裝。
測(cè)量時(shí),密度可達(dá) 90%。
對(duì)于高于 40% 的濃度,我們建議使用鉭制成的 L-Dens 7400 Version TAN 接液部件。鉭在所有濃度和 溫度范圍內(nèi)都能完全抵抗硝酸。
用聲速進(jìn)行測(cè)量
HNO3 測(cè)量的替代方法是聲速傳感器 L-Sonic 5100 Version SST。它可以通過(guò) DN 50 或 ANSI 2" 法蘭輕松 進(jìn)行在線安裝,甚至可以安裝在儲(chǔ)罐中。可以在 55% 和 65% 之間進(jìn)行測(cè)量。
在所有的設(shè)置中,其溫度補(bǔ)償?shù)臐舛戎凳怯?Pico 3000 變送器自動(dòng)計(jì)算的。
此外,所有傳感器均具有符合 IIA 和 IIB 類 ATEX/IECEx / FM / UL / CSA的防爆版本。
表 1 顯示了硝酸工藝所有要點(diǎn)的傳感器規(guī)格,其他規(guī)格 也可按需提供。
3.2 過(guò)程集成
L-Dens 可以通過(guò)在線安裝(直接安裝在主管路中) 或旁路安裝。密度傳感器非常緊湊和模塊化,即使在制 造工廠的最小空間中也可以輕松集成。 (圖2)
4 優(yōu)勢(shì)
■實(shí)時(shí)監(jiān)控能夠降低生產(chǎn)和回收成本
■持續(xù)監(jiān)測(cè)不同生產(chǎn)步驟中的硝酸
■免維護(hù)傳感器
■自動(dòng)溫度補(bǔ)償
■易于集成和操作
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