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Récupération du NMP :
Suivre en continu la teneur en eau dans le processus

LiquiSonic® Les capteurs à ultrasons déterminent la teneur en eau dans le mélange NMP/eau directement dans la conduite ou la colonne, en ligne et sans prélèvement d’échantillon.

Que ce soit dans le condensat, dans la colonne de distillation ou dans le produit de récupération traité : la valeur mesurée est disponible en continu, même si des bulles de gaz apparaissent ponctuellement dans le processus.

Obtenir un conseil gratuit

En continu plutôt que par échantillonnage ponctuel

Une valeur actuelle de teneur en eau chaque seconde au lieu d’un échantillon par poste

Sans pièces d’usure

Aucune pièce mobile, aucun joint, aucune fenêtre optique à nettoyer

Bulles de gaz sous contrôle

Détecte dans une certaine mesure les bulles de gaz dans le condensat comme signal supplémentaire

Disponible pour les zones Ex

Versions disponibles pour les parties d’installation en atmosphère explosible

La teneur en eau dans un mélange NMP/eau peut être mesurée avec un LiquiSonic® capteur à ultrasons directement dans la conduite ou la colonne, sans qu’un échantillon doive être prélevé. Le capteur détermine la vitesse du son du liquide avec compensation de température ; comme celle-ci est liée de manière fixe au rapport entre l’eau et le N‑méthyl‑2‑pyrrolidone (NMP), il en résulte en continu la teneur en eau actuelle. Le procédé convient aux flux de condensat, de distillation et de récupération dans la récupération du NMP des installations de fabrication de cathodes et fournit chaque seconde une nouvelle valeur mesurée, indépendamment de la turbidité, de la couleur ou de la conductivité du fluide.

Là où le contrôle devient difficile en pratique

Le N‑méthyl‑2‑pyrrolidone (NMP) dissout de manière fiable le liant PVDF dans la slurry de cathode et peut être éliminé sans résidu lors du séchage. C’est pourquoi il est le solvant de choix dans de nombreux procédés de revêtement de la fabrication de cathodes. Lors du séchage de la feuille revêtue, le NMP s’évapore et est évacué avec l’air extrait du four. Comme le NMP est coûteux et que les valeurs limites des rejets d’air pour les vapeurs de solvants sont strictes, il est condensé à partir de l’air extrait dans des installations de récupération, séparé de l’eau co-condensée et renvoyé vers la fabrication de slurry. La quantité de NMP présente à un moment donné dans le condensat, dans la colonne de distillation et dans le produit traité détermine le rendement, la consommation d’énergie et la qualité des lots de slurry suivants.

Défis typiques

  • Rapports NMP/eau variables dans le condensat selon la charge du four
  • La colonne de distillation doit être continuellement adaptée à une alimentation variable
  • L’humidité résiduelle dans le NMP traité influence le prochain lot de slurry
  • Phases de démarrage et d’arrêt avec une composition fortement variable
  • Bulles de gaz ponctuelles dues à l’ébullition ou au fonctionnement sous vide de la colonne

Conséquences d’une surveillance insuffisante

  • Distillation déséquilibrée, consommation d’énergie plus élevée
  • Un NMP trop humide entraîne une viscosité de slurry incohérente
  • Consommation inutile de NMP neuf en cas de faible taux de récupération
  • Réaction retardée, car les résultats de laboratoire ne sont disponibles que plus tard
  • Arrêts imprévus lors du réajustement de la colonne

Pourquoi les méthodes courantes échouent

  • Échantillon de laboratoire avec chromatographie en phase gazeuse ou titrage : pertinent, mais avec plusieurs heures de retard
  • Le titrage Karl Fischer détermine précisément la teneur en eau, mais uniquement comme analyse de laboratoire, pas en continu dans le processus
  • Les réfractomètres réagissent de manière sensible à l’encrassement et aux variations de température
  • La mesure de densité seule ne fournit pas d’indication claire sur la teneur en eau pour le NMP/eau
  • La conductivité renseigne peu sur la teneur en eau, car le NMP lui-même est à peine conducteur

Comment LiquiSonic mesure® la teneur en eau dans le NMP en ligne

Le capteur est installé directement dans le processus, dans le flux de condensat, dans la colonne ou dans la conduite de retour, et détermine le temps de transit d’un signal ultrasonore à travers le liquide. À partir du temps de transit et du trajet de mesure connu, on obtient la vitesse du son et, à partir de celle-ci, avec compensation de température, la teneur en eau dans le mélange NMP/eau.

Indépendant de la couleur, de la turbidité et de la conductivité
La vitesse du son est une propriété physique du mélange, et non une grandeur de substitution optique ou électrique qui pourrait être faussée par une décoloration du condensat.

Compensation de température intégrée
Chaque capteur mesure également la température du processus avec une grande précision et compense directement son influence, ce qui est important lorsque les points de fonctionnement de la colonne varient.

Bulles de gaz détectables dans une certaine mesure
Des bulles de gaz ponctuelles, par exemple dues à l’ébullition ou au fonctionnement sous vide, modifient la forme du signal reçu. Le capteur l’émet comme signal supplémentaire ; en cas de teneur en gaz très élevée, cette méthode atteint également ses limites.

Étalonnable selon les composants d’accompagnement
Si d’autres substances dissoutes restent présentes dans le mélange, par exemple de faibles résidus de liant, dans des limites connues et étroites, l’étalonnage peut être adapté en conséquence.

Voici comment la mesure se présente en fonctionnement

Le LiquiSonic® Controller affiche la valeur mesurée actuelle directement sur le processus, sans détour par un système de conduite.

Teneur en eau en clair
La valeur principale apparaît en grand et de manière bien lisible au centre, unité comprise.

Plage autorisée en un coup d’œil
Les barres sur le bord gauche indiquent si la valeur se situe dans les limites définies pour le point de processus concerné.

Alarme vers l’extérieur
Si la teneur en eau sort de la plage admissible, cela peut être transmis directement à une sortie numérique ou au système de conduite.

Comment fonctionne la mesure dans le processus de récupération du NMP

Mesure du temps de transit par ultrasons

L’émetteur et le récepteur sont placés à distance fixe dans la tête du capteur. Le temps de transit du signal permet de déterminer la vitesse du son, évaluée avec compensation de température – une valeur mesurée absolue, sans dérive, qui dépend clairement de la teneur en eau dans le NMP. Si le mélange contient d’autres composants dans des limites connues et étroites, cela peut être pris en compte au moyen d’un étalonnage spécifique à l’application.

Bulles de gaz comme facteur perturbateur

Les bulles de gaz modifient non seulement la vitesse du son, mais également la forme entière du signal reçu. Le capteur l'évalue et l'émet comme signal supplémentaire - cela permet de détecter dans une certaine mesure la présence de bulles de gaz dans le condensat ou dans la colonne, quelle que soit la mesure réelle de la teneur en eau.

Avantage économique

Moins de solvant frais

✔ - Vue continue des performances de séparation de la colonne

✔ - Moins de perte de NMP due à l'humidité résiduelle dans les eaux usées

✔ - Chiffres clés compréhensibles pour le taux de récupération

Qualité du lisier plus stable

✔ - Humidité résiduelle définie dans le NMP récupéré

✔ - Moins de fluctuations de lots lors du revêtement ultérieur

✔ - Signal précoce lorsque le traitement est reporté

Moins d'effort en laboratoire

✔ - Moins d'échantillons manuels et d'analyses GC dans les opérations quotidiennes

✔ - Des valeurs à la seconde près au lieu d'attendre les résultats de laboratoire

✔ - Capacité du laboratoire libre pour les mesures de rejets et les cas particuliers

Ajustements individuels

Options d'installation

  • Longueurs de capteur de 92 mm à 3 000 mm
  • Connexions pour pipeline, colonne ou bypass
  • Adaptateur pour petites et grandes sections de câble
  • Versions disponibles pour une utilisation en zones dangereuses

Options matérielles
Le NMP et l'eau ne posent aucune exigence particulière pour l'acier inoxydable standard. Pour les substances d'accompagnement plus agressives ou les résidus abrasifs, de l'Hastelloy et des revêtements tels que PFA, ETFE ou Halar sont disponibles.

Mélanges avec composants d'accompagnement
Si d'autres substances dissoutes ou entraînées dans le mélange restent dans des limites étroites et connues, l'étalonnage du capteur peut être adapté en conséquence sans que cela ne devienne une deuxième tâche de mesure indépendante.

Conceptions OEM et spéciales
Même pour de plus petites quantités, nous créons des conceptions, des connexions et des interfaces spécifiques au client pour les systèmes de récupération et leurs fournisseurs de composants. Parlez-en nous.

Aperçu rapide

Les plages de mesure, les précisions, les niveaux de température et de pression ainsi que les matériaux dépendent de la conception et de l'application. Nous concevons le capteur avec vous et, le cas échéant, avec le fabricant du système de votre unité de récupération et fournissons les valeurs fiables pour votre processus.

  • Principe de mesure : Ultrasonique, compensé en température, en ligne
  • Variables mesurées : Teneur en eau dans NMP, température, détection de perturbations (ex. bulles de gaz)
  • Installation: Tuyauterie, colonne/puisard ou bypass, longueur du capteur et raccordement process selon application
  • Interfaces : Sorties analogiques, sorties numériques pour alarmes, Modbus, Profibus, Profinet, Ethernet/IP
  • Entretien: Étalonnage en usine unique et sans entretien

Exemples pratiques et cas d’application

Surveillance du condensat et de la colonne

Vue continue de la teneur en eau à l’alimentation de la distillation, comme base d’un fonctionnement stable de la colonne.

Validation du NMP récupéré

Contrôle de l’humidité résiduelle dans le solvant traité avant son retour dans le mélange de slurry.

Mise en service de nouvelles unités de récupération

Les EPC et les exploitants d’installations obtiennent immédiatement, lors du démarrage de nouvelles installations de récupération, une vue d’ensemble fiable des performances de séparation.

35 ans d’expérience dans la mesure inline de concentration

Depuis 1990, SensoTech développe des techniques de mesure pour les liquides dans l’industrie de process. Nos systèmes fonctionnent dans le monde entier dans des conditions exigeantes, de la chimie à l’industrie pharmaceutique jusqu’à la fabrication de batteries.

35+

Années d’expérience

50+

Pays dans le monde

ISO 9001

Certifié qualité

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Questions fréquemment posées

Comment puis-je constater que notre récupération de NMP ne fonctionne plus de manière optimale ?

Souvent seulement tardivement : la colonne sépare encore, mais avec une consommation d’énergie plus élevée, ou le NMP récupéré est plus humide que prévu, ce qui ne se remarque qu’au lot de slurry suivant. Une mesure continue dans le condensat et à la sortie de la colonne montre de telles dérives alors qu’il est encore temps de réajuster.

Qu’est-ce qui distingue la mesure par ultrasons de la chromatographie en phase gazeuse ou du titrage ?

L’analyse GC et le titrage fournissent en laboratoire des valeurs ponctuelles précises, mais avec un décalage de plusieurs heures. LiquiSonic® mesure directement dans le process et fournit chaque seconde une nouvelle valeur, sans prélèvement d’échantillon – comme complément continu, et non comme remplacement des contrôles occasionnels en laboratoire.

Quel est le lien entre la vitesse du son et la teneur en eau dans le NMP ?

La vitesse du son dans le mélange NMP/eau varie avec sa composition. La mesure compensée en température de la vitesse du son permet donc de déterminer clairement la teneur en eau dans le NMP.

Une mesure de densité ou de conductivité ne suffit-elle pas ?

Ces deux grandeurs dépendent certes aussi de la composition, mais elles réagissent de manière sensible à d’autres influences : la densité, par exemple, aux bulles de gaz, et la conductivité à peine à la teneur en eau, car le NMP lui-même n’est pratiquement pas conducteur. La vitesse du son fournit ici une base plus robuste.

Le capteur détecte-t-il aussi les bulles de gaz dans le condensat ou dans la colonne ?

Oui, dans une certaine mesure. Les bulles de gaz modifient la forme du signal ultrasonore reçu, que le capteur évalue comme un signal supplémentaire. Toutefois, lorsque la teneur en gaz dans le fluide est très élevée, cette méthode atteint elle aussi ses limites.

La mesure fonctionne-t-elle aussi si le mélange contient d’autres composants ?

Oui, tant que leur proportion reste dans des limites connues et étroites. Nous adaptons alors l’étalonnage à votre mélange concret, par exemple si de faibles quantités de résidus de liant ou de produits de dégradation sont entraînées.

La solution est-elle également disponible pour une utilisation en zone Ex ?

Oui. Pour les parties d’installation soumises à des exigences de protection contre les explosions, nous proposons des versions de capteurs certifiées en conséquence, couvrant les exigences habituelles des installations de récupération.

À quelle vitesse une valeur mesurée est-elle disponible ?

En temps réel, avec une nouvelle valeur par seconde. Cela suffit pour détecter des écarts dans le condensat, la colonne ou le flux produit alors qu’il reste encore du temps pour intervenir.

Le capteur s’adapte-t-il à notre conduite ou à notre colonne ?

En règle générale, oui. Des raccords process et brides courants sont disponibles, des longueurs de montage de 92 mm à 3 000 mm, ainsi que des adaptateurs pour petites et grandes sections. Pour les cas particuliers, nous fabriquons selon vos exigences.

Quelle maintenance est nécessaire ?

Aucune en fonctionnement normal. Il n’y a pas de pièces mobiles, pas de joints et pas de fenêtre optique susceptible de s’encrasser. Un réétalonnage n’est normalement pas nécessaire.

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