Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf

При пропускании через камеры сравнения газовой смеси, очи­ щенной от S02, условия теплоотдачи от платиновых проволочек к стенкам этих камер ухудшаются, при этом возрастает темпера­

вгазовой смеси и измеряемое электронным потенциометром. Шкала потенциометра градуирована в процентах S0 2 по объему.

Анализируемый газ поступает вначале в блок подготовки газа,

вкотором осуществляется его очистка, отделение анализируемого

компонента (S02), коммуникация газа и регулировка подачи газа в рабочие камеры и камеры сравнения.

Рис. 84. Схема газовых путей в газоанализаторе:

Газ проходит через кран и склянку с серной кислотой, в кото­ рой очищается от SO3 и водяных паров. Затем поток газа разде­

божденный от S 0 2 и охлажденный газ затем поступает в камеры сравнения, после чего удаляется из газоанализатора.

При контроле нулевого равновесного состояния моста весь поток газовой смеси очищается от S 0 2 в склянке с хромпиком,

215

а затем разделяется на два потока: один идет в камеры сравнения, другой — в рабочие камеры.

В газоанализаторе поддерживается постоянство расхода газо­ вой смеси через камеры посредством калиброванных проходных отверстий для газа и моностата, через который излишек газовой смеси сбрасывается в атмосферу. Для исключения зависимости показаний газоанализатора от колебаний температуры окружаю­ щей среды блок измерительного преобразователя термостатирован. Постоянная времени газоанализатора составляет 180 с; за­ паздывание — не менее 300 с.

Основная погрешность термокондуктометрических газоанализа­ торов не превышает ±5% от верхнего предела измерения.

Применяются также звуковые газоанализаторы, основанные на зависимости скорости прохождения звука в газовой смеси от кон­

щении сернистым газом ультрафиолетового излучения на стаби­ лизированной волне (пределы шкалы от 0,08—0,4 до 15%).

стабилизации расхода газа (ротаметр и постоянный дроссель) посту­ пают в кольцевую камеру 1. В диагонали кольца размещается измерительная трубка — термоанемометр 2, обогреваемая двумя секциями из платиновой проволоки. На входе газа в термоанемо­ метр расположены полюсные наконечники магнита 3, создающего неоднородное магнитное поле. Известно, что с увеличением тем­ пературы объемная магнитная восприимчивость газа уменьшается.

неуравновешенного измерительного моста будут охлаждаться проходящим газом, и на вершинах моста появится раз­

216

ность потенциалов, пропорциональная содержанию кислорода в анализируемой смеси. Двумя другими плечами моста яв­ ляются манганиновые резисторы Д3 и расположенные вне термоанемометра.

Питание измерительного моста осуществляется стабилизиро­ ванным постоянным током.

Для обеспечения постоянства температуры измерительного пре­ образователя имеются нагреватели, включаемые контактным ртут­ ным стеклянным термометром (точность стабилизации темпера­ туры ±1°С ). Запаздывание показаний самого прибора не более 90 с, а с учетом времени прохождения газом подводящих трубок может значительно возрасти. Основная погрешность газоанализа­ тора не превышает ±2,5% от диапазона шкалы.

Измерители концентрации всего SO2 в сырой сульфитной кис­ лоте и активной щелочи в сульфатном варочном щелоке. Для не­ прерывного измерения и записи концентрации всего SO2 в сырой сульфитной кислоте и сигнализации в случае нарушения задан­ ного предела концентрации могут использоваться кондуктометри­ ческие измерители, основанные на зависимости электропроводно­ сти кислоты или щелока от концентрации соответственно S 0 2 или активной щелочи. При слабых концентрациях кислых растворов между электропроводностью и концентрацией существует линейная зависимость (электропроводность раствора увеличивается в прямой зависимости от концентрации кислоты). При достижении опреде­ ленной концентрации линейная зависимость нарушается и электро­ проводность начинает уменьшаться. Следовательно, один и тот же размер электропроводности характеризует разные степени концент­ рации кислоты. Во избежание двузначности результата исследо­ вания ведутся лишь в границах прямолинейной зависимости ме­ жду электропроводностью и концентрацией.

При наличии в электролите нескольких растворенных веществ электропроводность раствора получается неопределенной и зави­ сит в основном от содержания вещества, обладающего наиболь­ шей электропроводностью по отношению к электропроводности других растворенных веществ. В сырой сульфитной кислоте, по­ мимо S 02, содержится также СаО. Результат измерения содержа­ ния S 0 2 будет зависеть от степени стабильности кислоты по со­ держанию в ней СаО.

Электропроводность жидкостей зависит не только от их хими­ ческого состава, но и в значительной степени от температуры, причем с повышением температуры жидкостей их сопротивление падает (электропроводность повышается).

Температурный коэффициент сырой сульфитной кислоты мало зависит от степени разбавления раствора и равен примерно 0,0208. Влияние температурного коэффициента электролита на показания измерителя SO2 настолько велико, что приходится применять спе­ циальное компенсирующее устройство в виде медного термометра сопротивления. Колебание температуры электролита на большин­ стве целлюлозно-бумажных предприятий вследствие использова­

217

ния для орошения кислотных башен воды из артезианских колод­ цев или охлажденной речной воды не превышает 15° С. Поскольку колебание температуры электролита является незначительным, до­ стигается хорошая температурная компенсация.

На рис. 86 представлена принципиальная электрическая схема автоматического высокочастотного концентратомера всего S 02

всырой сульфитной кислоте.

Вкомплект концентратомера входят первичный измеритель­ ный индуктивный преобразователь проточного типа, блок электри­ ческого питания и первичный измерительный прибор — автомати­ ческий потенциометр. Принцип действия концентратомера основы­ вается на измерении потерь высокочастотной электрической энер­ гии в сердечнике катушки самоиндукции, роль которого выполняет

контролируемая кислота. Потери являются функцией концентра­ ции— электропроводности кислоты.

Изменение рассеивания энергии катушкой L x вызывает изме­ нение добротности колебательного контура, а отсюда — измене­ ние режима работы генератора. Вследствие этого изменяется раз­ мер катодного тока, являющегося в определенных пределах линейной функцией концентрации кислоты.

Действие • автоматической температурной компенсации осуще­ ствляется следующим образом. При возрастании температуры контролируемой кислоты повышается электропроводность рас­ твора при сохранении концентрации, в результате чего возрастает размер катодного тока. Это должно было бы привести к наруше­ нию показаний концентратомера. Однако одновременно возрастает сопротивление медного компенсационного термометра Rs, вслед­

218

ствие чего понижается сила тока в плече с этим термометром, равновесие моста не нарушается и показания кондентратомера не искажаются.

Первичный измерительный преобразователь выполняется в виде фторопластовой трубы диаметром 30 мм.

Резисторы R I и /?2 подключаются переключателем Пі вместо первичного преобразователя для контроля верхнего и ниж­ него пределов измерения. Диапазон измерений кондентратомера

а сырая сульфитная кислота является сернистой, то необходима соответствующая корректировка размеров сопротивлений измери­ тельного моста, а также значений резисторов Ri и Д2.

Лучшие результаты может дать дифференциальное измерение электропроводности с использованием двух проточных первичных измерительных индуктивных преобразователей, включенных после­ довательно, и устройства для нейтрализации электролита, распо­ ложенного между ними. В этом приборе измеряемой величиной, характеризующей концентрацию всего S 02 в сырой сульфитной кислоте, является разность электропроводностей электролита в со­ стоянии до и после нейтрализации. На этом принципе может дей­ ствовать концентратомер активной щелочи в сульфатном варочном щелоке, нейтрализация которого производится пропусканием через электролит углекислого газа.

Измерители плотности жидкостей. Для автоматического изме­ рения плотности белых, черных и зеленых щелоков, а также раз­ личных суспензий применяются чаще гидростатические и реже радиоизотопные плотномеры.

На рис. 87 представлены схемы гидростатических плотномеров. Принцип действия гидростатических плотномеров основан на из­ мерении давления столба жидкости постоянной высоты. Справед­ ливо написать:

где Р — давление, Па; Н — высота столба жидкости, м;

g— ускорение силы тяжести, м/с2;

р— плотность жидкости, кг/м3. Из уравнения (104) следует, что

219