Устройство для непрерывного определения температуры кристаллизации плава

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПЛАВА, вьтолненное в виде микрокалориметра с измерительным прибором, содержащее стабилизаторы расходов плава и хладоагента и проточную ячейку в видетрубки, отличающеес я тем, что, с цепью повьшения точности определения за счет обеспечения непрерывного измерения температуры кристаллизации плава, по длине проточной ячейки расположены дифференциальные термопары, состоящие каждая из двух термопар, причем рабочие концы всех термопар расположены с шагом 5 3F где 5 - шаг; G - расход плава; Сцрвремя кристаллизации; (Л С Р - площадь поперечного сечения проточной ячейки, а между дифференциальными термопарами и измерительным прибором установс лен блок выбора сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

3151) С 0 N 25 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3509671/18-25 (22) 11. 11. 82 (46) 15. 05. 84. Бюл. N 18 (72) В.В.Ажогин, А.П.Мовчан, М.А.Галициян, В.Ф.Мысак, А.Н.Киенко, Л.Ш.Мелик-Шахназаров и В.И.Лахин (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53) 542.65(088.8) (56) 1. Иванов Н.Е. и др. Технология аммиачной селитры. М., "Химия", 1978, с. 288.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 269 1678/ 18-25, кл. G 01 N 25/48, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПЛАВА, выполненное в виде микрокалориметра с измерительным прибором, содержащее стабилизаторы расходов плава и хладоагента и проточную ячейку в виде трубки, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности определения за счет обеспечения непрерывного измерения температуры кристаллизации плава, по длине проточной ячейки расположены дифференциальные термопары, состоящие каждая из двух термопар, причем рабочие концы всех термопар расположены с шагом

6 и

З.Р где 5 — шаг;

G — расход плава; р — время кристаллизации;

F — ппощадь поперечного сечения проточной ячейки, а между дифференциальными термопарами и измерительным прибором установлен блок выбора сигнала.

Изобретение относится к средствам контроля параметров технологических процессов и может быть использовано в химической, нефтехимической и фармацевтической промышленности, в частности для определения температуры кристаллизации плава в производстве аммиачной селитры.

Известно устройство для непрерывного Определения температуры кристал- 0 лизации плана, содержащее регулятор с датчиками давления, управляющее пневматическбе реле, проточную направ" ляющую, холодильную камеру, эжектор и термочувствительный элемент. За счет разрежения, создаваемого паром, протекающим через эжектор, плав аммиачной селитры засасывается в проточ. ную направляющую, где охлаждается воздухом, поступающим в холодильную 20 камеру; Температура кристаллизующегося плава непрерывно изменяется термочувствительным элементом. Регулятор и реле автоматически подбирают такой расход хладоагента, чтобы кристалли- 25 зация плава аммиачйой селитры происходила в зоне установки термочувствительного элемента (1J .

Недостатками этого устройства являются невысокая точность измерения температуры кристаллизации, так как при непрерывном прохождении плава. в зоне термочувствительного элемента измеряется, фактически, температура З5 вещества, о кристаллизации которого судят по косвенному признаку — расход плава через эжектор, сложность конструкции и невысокая надежность работы устройства. 40

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для непрерывного определения температуры кристаллизации плава, выполненное в виде микрокалориметра с измерительным прибором, содержащее стабилизаторы расходов плава и хладоагента и проточную ячейку в виде трубки.

Это техническое решение заключает- 50 ся в подаче с известным расходом реагентов и измерении величины термоЭДС, соответствующей частичному и полному тепловому эффекту реакции.

Процессы фазовых превращений, в част- ) ности процессы кристаллизации, сопро вождаются выделением определенного количества тепла, которое может быть измерено с помощью микрокалориметра (2j .

Однако определение концентрации плава производится по величине его температуры кристаллизации, не зависящеА от расхода плава или охлаждающего агента, а не по количеству тепла, выделяющегося в процессе крис- . таллизации. Недостатком устройства является также то, что не обеспечивается возможность самостоятельного непрерывного измерения температуры плава в зоне кристаллизации.

Целью изобретения является повышение точности определения за счет обеспечения непрерывного измерения температуры крис галлизации плава.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для непрерывного определения чжмпературы кристаллизации плава, выполненном в виде микрокалориметра с измерительным прибором, содержащем стабилизаторы расходов плава и хладоагента и проточную ячейку в виде трубки, по длине проточной ячейки расположены дифференциальные термопары, состоящие каждая из двух термопар, причем рабочие концы всех термопар расположены с шагом

Оькр

5=—

ЗР

rpe 5 — шаг;

6 — расход плава; ,г4 ь|, - время кристаллизации;

- площадь поперечного сечения проточной ячейки, а между дифференциальными термопарами и измерительным прибором установлен блок выбора сигнала.

Кроме того, часть проточной ячейки помещена в холодильную камеру, а на конце проточной ячейки расположен эжектор.

На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство, выполненное в виде микрокалоримеура, содержит проточную ячейку 1, часть которой расположена в холодильной камере 2; На конце проточной ячейки расположен эжектор 3. внутри проточной ячейки, выполненной в вице трубки, расположены дифференциальные термопары 4, состоящие каждая из двух термопар и размещенные вдоль оси потока плава. Дифференциальные термопары подключены к бло;

10923

20

А <«р бс—

ЗГ, где 5

cj

F—

35

45

3 ку выбора сигнала 5, а одна из термопар каждой дифференциальной термопары через блок выбора сигнала подключена.к измерительному прибору 6.

На линиях подачи плава и охлаждающего агента установлены стабилизаторы расхода плава 1 и хладагента 8. Рабочие концы всех термопар расположены с шагом .

Устройство работает следующим образом.

При подаче плава в проточную ячейку 1 начинается подача охлаждающего агента в камеру 2. При этом в результате теплообмена между стенками проточной ячейки в зоне холодильной камеры и плавом происходит снижение температуры плава до температуры ниже температуры кристаллизации. Одновременно для обеспечения непрерывного протекания плава подается эжектирующий пар в эжектор 3. 3а счет разрешения, создаваемого эжектором, нлав непрерывно удаляется из проточной ячейки, благодаря чему обеспечивается 2S непрерывное поступление в нее новых порций плава. При температуре кристаллизации начинается процесс фазового превращения плава иэ жидкого состояния в твердое, сопровождающийся выделением тепла. Температура пробы плава остается постоянной до полного окончания фазового превращения в течение некоторого промежутка времени.

При непрерывном протекании плава в проточной ячейке образуется зона постоянной температуры, занимающая определенную длину проточной ячейки, за счет перемещения участка плава с некоторой скоростью в течение определенного периода времени.

При этом от одной их дифференциальных термопар 4, расположенных в зоне постоянной температуры, что соответствует зоне кристаллизации, поступает нулевой сигнал на блок 6. Поступление от какой-либо дифференциальной термопары нулевого сигнала означает то, что эта дифференциальная термопара расположена в зоне кристаллизации плава. Ло этому сигналу блок выбора сигнала 5 подключает к входу измерительного прибора 6 один из термочувствительньм элементов данной дифференциальной термопары, благодаря чему осуществляется измерение температуры кристаллизации плава. При измерении концентрации плава зона .кристаллизации смещается, и нулевой сигнал поступает от другой дифференциальI ной термопары. Благодаря этому, отпадает необходимость регулирования зоны кристаллизации в наперед заданной точке. Для того, чтобы при смещении эоны кристаллизации не возникла ситуация, когда дифференциальная термопара не попадает в нее, даже если длина зоны является достаточной для размещения в ней дифференциальной термопары, т.е. в зоне кристаллизации могут располагаться соседние рабочие концы двух разньм дифференциальных термопар, необходимо, чтобы в зоне кристаллизации размещалось не менее двух дифференциальных термопар, т.е. не менее четырех, равномерно расположенных по длине проточной ячейки, рабочих концов термопар. Исходя из этого, максимальный шаг, с которым могут размещаться рабочие концы термопар, определяется по выражениЮ: шаг; расход плава; площадь поперечного сечения проточной ячейки; время кристаллизации; число интервалов между четырьмя спаями термопар при расположении двух крайних на границах зоны.

Для обеспечения постоянства шага необходимо поддерживать постоянные. расхода плава(„ и охлаждающего агента, благодаря чему также поддерживается постоянным и время кристаллизаеции кр . Для обеспечения постоянства расходов плава и охлаждающего агента служат стабилизаторы расхода плава 1 и хладоагента 8.

Технико-зкономическая эффективность устройства заключается в повышении точности непрерывного измерения температуры кристаллизации на

ЗОБ по сравнению с известным устройством за счет определения эоны кристаллизации плава непосредственно по температуре кристаллизации, а не по косвенному признаку — расходу плава через эжектор, что ведет к более качественному управлнию ходом технологического процесса.

1092396 ейВД69 лир

Составитель В.Екаев

Редактор А.Гулько ТехредМ.Гергель Корректор И.Эрдейи

Заказ 3246/27 Тирак 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уятород, ул. Проектная, 4