Устройство для непрерывного определения температуры кристаллизации плава Советский патент 1984 года по МПК G01N25/48 

Изобретение относится к средствам контроля параметров технологических процессов и может быть использовано в химической, нефтехимической и фармацевтической промышленности, в част ности для определения температуры кристаллизации плава в производстве аммиачной селитры. Известно устройство для непрерывного Jпpeдeлeния температуры кристал лизации плава, содержащее регулятор с датчиками давления, управляющее пневматическое реле, проточную напра ляющую, холодильную камеру, эжектор и термочувствительный элемент. За счет разрежения, создаваемого паром, протекающим через эжектор, плав аммиачной селитры засасывается в прото ную направляющую, где охлаждается воздухом, поступающим в холодильную камеру. Температура кристаллизующего ся плава непрерьшно изменяется термо чувствительным элементом. Регулятор и реле автоматически подбирают такой расход хладоагента, чтобы кристаллизация плава аммиачной селитры происходила в зоне установки термочувствительного элемента ГЛ . Недостатками этого устройства являются невысокая точность измерения температуры кристаллизации, так как при непрерьтном прохождении плава в зоне термочувствительного элемента измеряется, фактически, температура вещества, о кристаллизации которого судят по косвенному признаку - расход плава через эжектор, сложность конструкции и невысокая надежность работы устройства. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для непрерывного определения те тературы кристаллизации 1гпава, выполненное в виде микрокалориметра с измерительным прибором, содержащее стабилизаторы расходов плава и хладоагента и проточ-ную ячейку в виде трубки. Это техническое решение заключает 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 вьщелением определенного количества тепла, которое может быть измерено с помощью микрокалоримет-- i pa 2 . Однако определение концентрации плава производится по величине его температуры кристаллизации, не зависящей 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 кристаллизации плава. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для непрерьшного определения -пемпературы 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 расход плава; 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 Iустройство, общий вид. Устройство, выполненное в виде микрокалориме ра, содержит проточную ячейку 1, часть которой расположена в холодильной камере 2. На конце проточной ячейки расположен эжектор 3. Внутри проточной ячейки, выполненной в виде трубки, расположены дифференциальные термопары 4, состоящие каждая из двух термопар и размещенные вдоль оси потока плава. Дифференциальные термопары подключены к бло-. 31 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 7 и хладагента 8. Рабочие концы всех термопар расположены с шагом 5 Устройство-работает следующим образом. При подаче плава в проточную ячей ку 1 начинается подача охлаждающего агента в камеру 2. При этом в резуль тате теплообмена между стенками проточной ячейки в зоне холодильной ка меры и плавом происходит снижение температуры плава до температуры ниже температуры кристаллизации. Одновременно для обеспечения непрерывного протекания плава подается эжектирующий пар в эжектор 3. За счет разрешения, создаваемого эжектором, пла непрерывно удаляется из проточной ячейки, благодаря чему обеспечиваетс непрерывное поступление в нее новых порций плава. При температуре кристаллизации начинается процесс фазово го превращения плава из жидкого состояния в твердое, сопровождающийся вьделением тепла. Температура пробы плава остается постоянной до полного окончания фазового превращения в течение некоторого промежутка времени. При непрерывном протекании плава в проточной ячейке об|разуется зона пос тоянной температуры, Занимающая определенную длину проточной ячейки, за счет перемещения участка плава с некоторой скоростью в течение определенного периода времени. При этом от одной их дифференциал ных 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 термопа ра расположена в зоне кристаллизации плава. По этому сигналу блок выбора сигнала 5 подключает к входу измерительного прибора 6 один из термочувствительных элементов данной дифференциальной термопары, благодаря чему осуществляется измерение температуры кристаллизации плава. При измерении концентрации плава зона срис6таллизации смещается, и нулевой сигнал поступает от другой дифференциальной термопары. Благодаря этому, отпадает необходимость регулирования зоны кристаллизации в наперед заданной точке. Для того, чтобы при смещении зоны кристаллизации не возникла ситуация, когда дифференциальная термопара не попадает в нее, даже если дпина зоны является достаточной для размещения в ней дифференциальной термопары, т.е. в зоне кристаллизации могут располагаться соседние рабочие концы двух разных дифференциальных термопар, необходимо, чтобы в зоне кристаллизации размещалось не менее двух дифференциальных термопар, т.е. не менее четырех, равномерно расположенньк по длине проточной ячейки, рабочих концов термопар. Исходя из этого, максимальный щаг, с которым могут размещаться рабочие концы термопар, определяется по выражению: ЗР где 5 расход плава; площадь поперечного сечения проточной ячейки; t-Kp- время кристаллизации; 3 - число интервалов между четьфьмя спаями термопар при расположении двух крайних на границах зоны. Для обеспечения постоянства шага необходимо поддерживать постоянные расхода плава Q и охлаждакнцего агента, благодаря чему также поддерживается постоянным и время кристаллизациисцр . Для обеспечения постоянства расходов плава и охлаждающего агента служат стабилизаторы расхода плава 7 и хладоагента 8. Технико-экономическая эффективность устройства заключается в повыщении точности непрерывного измерения температуры кристаллизации на 30% по сравнению с известным устройством за счет определения зоны кристаллизации плава непосредственно по температуре кристаллизации, а не по косвенному признаку - расходу плава через эжектор, что ведет к более качественному управлнию ходом технологического процесса. .

ктирующий пар -:-

Шазкдоющий аинп

В

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; Сцр- время кристаллизации; (Л С Р - площадь поперечного сечения проточной ячейки, а между дифференциальными термопарами и измерительным прибором установ- с лен блок выбора сигнала.