科氏力質量流量計在精細化工生產中的應用
發布時間：2023-06-15 22:04:09來源：www.jin-bei.net來源：..
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進入新世紀我國經濟的飛速發展，科學技術的應用正在滲透生活生產的各個方面，這就使得科氏力質量流量計在精細化生產中得到廣泛應用，其作為精度最高的流量計之一，有著獨特的優勢。科氏力質量流量計是以測量質量流量為目的，主要是由變送器與傳感器構成。
1 科氏力質量流量計的基本原理與特點
科氏力質量流量計的基本原理為：首先選用一根兩端被固定且管壁較薄的測量管，在測量管內部接通需要測量的流體，在中點處以測量管諧振頻率或接近諧振的頻率（或其高次諧波頻率）所激勵”，在測量管內部的流體就會產生科里奧利力，中點左右的流體就會產生方向相反的撓曲，且撓曲的大小程度是和流體的質量成正比的，這時利用電磁學或者光學的原理就能檢測出撓曲的量，就能準確的計算出測量管中的質量流量。科氏力質量流量計的特點為：①對質量流量可以進行直接的測量，并且其測量結果的準確度較高;②在進行測量時，流體特性（如粘度、密度等）對測量結果的影響較小;③可以對各種含微粒的漿液和非牛頓流體進行測量;④可以對多種參數進行測量，如密度、溫度等。
2 在精細化生產中的應用探討
2.1 在光合生產中的應用
結合實際的案例探討科氏力質量流量計的應用。例如，某X公司主要的生產產品是氨基甲酸酯類的農藥，在生產這種農藥時，光氣生產是一個非常關鍵的環節，光氣的穩定程度和濃度在該種農藥合成的過程中有著重要作用。光氣生產過程主要如下：在經過汽化器之后，液氯的形態轉變為氣態氯，一氧化碳與氯氣根據比例進入混合器，在催化劑的催化作用下，使得混合之后的氣體在一二級反應器中生成光氣。在這個化學反應中，對于進入混合器的一氧化碳與氯氣的比例的準確控制是確保光氣生產質量的關鍵與核心。該公司為了能夠有效的改善此問題，在進行DCS改造過程中，在該工段進行了比值控制。
該儀器主要工作原理：通過控制氯氣的流量，根據氯氣和CO所需比例，對CO的流量進行有效控制。主要操作過程：①通過調節壓變PIC-201裝置實現對調節閥PV-201的控制，達到調節氯氣流量的目的，確保壓力正常;②將比值器的數據設置為所需比值，這時比值器會根據兩種物質的流量值，調節FV-202控制閥對一氧化碳的流量有效控制，確保兩種氣體按照預定比例進入混合器而發生作用。
由于上述實驗原理是在理論基礎上實現的，但是在實際情況中，根據自身工作經驗和現場作業人員的反饋來看，實際情況與理論仍然存在一定差距。在比值控制之前，光氣含量為62%左右（主要是依靠現場作業人員手動調節玻璃轉子流量計的調節閥），在采取比值控制之后，光氣的含量在60%-75%之間，光氣的濃度很不穩定，對后期的酰氯合成產生巨大的影響和困擾。基于此，這套比值控制系統的實際效率并不高，工藝存在一定問題，這套比值控制系統逐漸被摒棄，又換回之前的手動操作。
出現上述情況的原因主要是由于流量計的選擇問題。該套裝置是VT5000型渦街流量計，該種型號的流量計的主要特點是帶壓力與溫度補償，運行十分可靠、讀數準確性較高。一氧化碳與氯氣正常反應時的壓力為1.5-2kg，但是在現場時一氧化碳與氯氣的氣體壓力偏小，氯氣是由鋼瓶液氯汽化形成，當鋼瓶中的液氯即將用完，壓力會減小，甚至會降至0.5-0.7kg。此外由于煤氣工藝問題，煤氣的壓力也會有著明顯的波動，甚至會低至1.0kg左右。在氣壓如此之低時對氣體進行測量，即便是帶有壓力與溫度補償，渦街流量計的性能也是無法充分的發揮出來。在生產現場，采用精度高達萬分之一的電子秤對氯化鋼瓶的汽化量進行測量，相較于氯氣流量計累計的流量，兩者之間誤差竟然高達30%。
由此得知，利用該裝置測量低壓氣體的準確度不高，因此要想測量低壓氣體只能選取質量流量計。質量流量計分為熱式質量流量計和科氏力質量流量計，兩種流量計的工作原理存在差異，按照工作原理來說，熱式質量流量計更加適合測量低壓氣體，但該種流量計精準度不高，誤差值設置在5%-8%之間，不能滿足工藝需求，在工藝中對流量計的精度要求在1%左右。因此，根據實際情況和工藝需求，選用精準度更高的科氏力質量流量計，雖然該類流量計在設計之初僅能測量高壓氣體和液體，且具有儀表自損壓力高的缺點，但是隨著技術的不斷改進，現在很多國內外高端的科氏力質量流量計能夠對低壓氣體進行準確測量。
科氏力質量流量計采用多變量數字技術，即所謂MVD，擁有獨特的大彎管結構，其在提高信噪比技術上有一定優勢，能有效對低壓氣體準確測量。重新啟用比值控制回路，此時系統穩定，且光氣含量較高且穩定，維持在84%，這樣使得光氣在生產中效率不高的問題得到有效解決，提高了生產效率，降低了物料的消耗，并且減輕了現場工作人員的操作難度。
2.2 在生產流程中作為在線密度計的應用
科氏力質量流量計在進行使用時，儀器的測量管會發生震動，不同密度的物質通過測量管，產生的震動頻率不同，由此可見震動頻率是與流體密度有關的函數，且為一一對應關系。因此，可以通過測量測量管的震動頻率來確定出流體的密度。所以，科氏力質量流量計不僅可以測量流體的質量流量，還能通過一定的函數關系對流體密度進行有效測量。因此根據這一特點，就能夠將科氏力質量流量計當做在線密度計來使用。相比較差壓式密度計、音叉式密度計以及超聲波式密度計等其他在（下轉第114頁）（上接第112頁）線密度計，科氏力質量流量計有著運行穩定、測量精度準確以及壓力損失較小等優勢。
在2011年，某Y公司進行一項與甲基硫菌靈（甲托）相關的技改項目。該項目中一個生產工藝就是將儲存在罐內的乙酸乙酯溶劑通過泵的作用輸送到甲托合成釜里，輸送管道上安裝著流量計，當溶劑的流量達到需要時，DCS就會連鎖，泵就會停止工作。其中的一項難點問題就是：乙酸乙酯溶劑中含有一定含量的水分，水分的存在會大大降低甲托的合成質量，因此如何避免水分隨乙酸乙酯溶劑一同進入甲托合成釜，成為該項工藝最需要解決的關鍵問題。但是，水和乙酸乙酯的密度是存在差異的，乙酸乙酯的密較低，在儲存罐內會出現分層現象，水分在底層，乙酸乙酯在上層，不同物質流過流量計的密度肯定不同，根據該原理，對該項目是進行技改，選擇科氏力質量流量計作為在線密度計來進行檢測，并且同時顯示溶劑的密度與質量流量，其工作原理主要如圖1所示。
質量流量計同時與溶劑輸送泵P208、開關閥KV201和KV202連鎖。當密度計對管道內的流體進行檢測時，確定其為溶劑時（其相對密度低于0.91），DCS則將KV201打開，KV202繼續保持關閉，此時流量累積連鎖投入運行，將溶劑運送到甲托合成釜中，當質量質量達到一定的累積后P208停泵。當密度計對管道內的流體進行檢測時，確定其為水時（其相對密度超過0.91），DCS則將KV201關閉，KV202打開，并且將流量積累連鎖解除，水就會沿著KV202的管道流到廢液罐V209，當檢流計檢測到液體流量為0，則連鎖停泵P208。在該工藝中，對于所檢測的介質是常溫液體，此時對所使用的流量計的精度并不是十分嚴格，此時綜合考慮生產的需求以及資金成本，可以選擇國產品牌的科氏力質量流量計。
綜上所述，伴隨科學技術發展和進步，各類科技產品層出不窮，設備市場的競爭也愈加激烈。為此，科氏力質量流量計的綜合性能也隨著技術進步和實際需要不斷完善，可應用范圍越來越廣泛。作為儀器的操作人員，不僅需要詳細了解準確把握掌科氏力質量流量計的原理、特點和功能，還必須能夠根據實際生產需要，選擇合適的設備，并且對設計方案進行不斷的優化完善，使得科氏力質量流量計在精細化生產中的應用越來越廣泛，發揮出積極作用。
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