Перейти к содержанию

Рекуперация NMP:
Непрерывно контролировать содержание воды в процессе

LiquiSonic® Ультразвуковые датчики определяют содержание воды в смеси NMP/вода непосредственно в трубопроводе или колонне, в потоке и без отбора проб.

Будь то в конденсате, в дистилляционной колонне или в подготовленном продукте рекуперации: измеренное значение доступно непрерывно, даже если в процессе время от времени возникают газовые пузырьки.

Получить бесплатную консультацию

Непрерывно вместо выборочного контроля

Актуальное значение содержания воды каждую секунду вместо одной пробы за смену

Без изнашиваемых деталей

Нет движущихся частей, нет уплотнений, нет оптического окна, требующего очистки

Газовые пузырьки под контролем

Распознаёт газовые пузырьки в конденсате в определённой степени как дополнительный сигнал

Доступно для взрывоопасных зон

Поставляются исполнения для взрывоопасных участков установки

Содержание воды в смеси NMP/вода можно измерять с помощью LiquiSonic® ультразвуковым датчиком непосредственно в трубопроводе или колонне без необходимости отбора пробы. Датчик определяет температурно-компенсированную скорость звука в жидкости; поскольку она находится в фиксированной зависимости от соотношения воды и N‑метил‑2‑пирролидона (NMP), на её основе непрерывно рассчитывается текущее содержание воды. Метод подходит для потоков конденсата, дистилляции и рекуперации в системах восстановления NMP на установках производства катодов и каждую секунду выдаёт новое измеренное значение независимо от мутности, цвета или электропроводности среды.

Где контроль на практике становится затруднительным

N‑метил‑2‑пирролидон (NMP) надёжно растворяет связующее PVDF в катодной суспензии и при сушке может быть полностью удалён без остатка. Поэтому во многих процессах нанесения покрытий при производстве катодов он является предпочтительным растворителем. При сушке покрытой фольги NMP испаряется и удаляется с вытяжным воздухом печи. Поскольку NMP дорог, а предельные значения содержания паров растворителей в отходящем воздухе строгие, в установках рекуперации он конденсируется из отходящего воздуха, отделяется от совместно сконденсированной воды и возвращается в производство суспензии. Количество NMP в каждый момент времени в конденсате, в дистилляционной колонне и в подготовленном продукте определяет выход, энергозатраты и качество следующих партий суспензии.

Типичные проблемы

  • Колеблющееся соотношение NMP/вода в конденсате в зависимости от нагрузки печи
  • Дистилляционную колонну необходимо постоянно подстраивать под изменяющийся входной поток
  • Остаточная влажность в подготовленном NMP влияет на следующую партию суспензии
  • Пусковые и остановочные фазы с сильно меняющимся составом
  • Отдельные газовые пузырьки из-за кипения или вакуумного режима работы колонны

Последствия недостаточного контроля

  • Нарушение режима дистилляции, повышенные энергозатраты
  • Слишком влажный NMP приводит к нестабильной вязкости суспензии
  • Ненужный расход свежего NMP при низкой степени рекуперации
  • Запоздалая реакция, так как результаты лаборатории поступают позже
  • Незапланированные простои при дополнительной настройке колонны

Почему обычные методы не справляются

  • Лабораторная проба с газовой хроматографией или титрованием: информативно, но с отставанием на часы
  • Титрование по Карлу Фишеру точно определяет содержание воды, но только как лабораторный анализ, а не непрерывно в процессе
  • Рефрактометры чувствительно реагируют на загрязнение и колебания температуры
  • Одно лишь измерение плотности не даёт однозначного вывода о содержании воды в смеси NMP/вода
  • Электропроводность мало говорит о содержании воды, поскольку сам NMP почти не проводит ток

Вот как измеряет LiquiSonic® содержание воды в NMP в потоке

Датчик устанавливается непосредственно в процессе — в потоке конденсата, в колонне или в линии возврата — и определяет время прохождения ультразвукового сигнала через жидкость. По времени прохождения и известной длине измерительного пути определяется скорость звука, а на её основе с температурной компенсацией — содержание воды в смеси NMP/вода.

Независимо от цвета, мутности и электропроводности
Скорость звука является физическим свойством смеси, а не оптической или электрической косвенной величиной, которую могло бы исказить изменение цвета конденсата.

Встроенная температурная компенсация
Каждый датчик с высокой точностью измеряет температуру процесса и сразу исключает её влияние — это важно при изменяющихся рабочих режимах колонны.

Газовые пузырьки распознаются до определённой степени
Отдельные газовые пузырьки, например из-за кипения или вакуумного режима, изменяют форму принимаемого сигнала. Датчик выдаёт это как дополнительный сигнал; при очень высоком содержании газа и этот метод достигает своих пределов.

Возможна калибровка с учётом сопутствующих компонентов
Если дополнительные растворённые вещества в смеси, например небольшие остатки связующего, остаются в известных узких пределах, калибровку можно подстроить под это.

Так выглядит измерение в текущей эксплуатации

LiquiSonic® контроллер показывает текущее измеренное значение непосредственно в процессе, без промежуточного вывода через систему управления.

Содержание воды в явном виде
Основное значение отображается крупно и легко читается в центре, включая единицу измерения.

Допустимый диапазон с первого взгляда
Индикаторы на левом краю показывают, находится ли значение в пределах, установленных для соответствующей точки процесса.

Внешний сигнал тревоги
Если содержание воды выходит за допустимый диапазон, это можно напрямую вывести на цифровой выход или в систему управления.

Как работает измерение в процессе рекуперации NMP

Измерение времени прохождения ультразвука

Передатчик и приёмник расположены в головке датчика на фиксированном расстоянии друг от друга. По времени прохождения сигнала определяется скорость звука, оцениваемая с температурной компенсацией — абсолютное, не подверженное дрейфу измеренное значение, однозначно зависящее от содержания воды в NMP. Если смесь содержит дополнительные компоненты в известных узких пределах, это можно учесть с помощью калибровки, специфичной для применения.

Пузырьки газа как возмущающая переменная

Пузырьки газа меняют не только скорость звука, но и всю форму принимаемого сигнала. Датчик оценивает это и выдает в качестве дополнительного сигнала – это позволяет в определенной степени обнаружить наличие пузырьков газа в конденсате или в колонне, независимо от фактического измерения содержания воды.

Экономическая выгода

Меньше свежего растворителя

✔ - Непрерывный просмотр производительности разделения колонны

✔ - Меньшие потери NMP из-за остаточной влаги в сточных водах.

✔ - Понятные показатели скорости возмещения

Более стабильное качество навоза

✔ - Определенная остаточная влажность в восстановленном НМП.

✔ - Меньше колебаний партии при последующем нанесении покрытия

✔ - Ранний сигнал о переносе обработки

Меньше усилий в лаборатории

✔ - Меньше ручных проб и ГХ-анализов при ежедневных операциях.

✔ - Получение с точностью до секунды результатов вместо ожидания результатов лабораторных исследований

✔ - Лабораторные мощности свободны для измерения выбросов и особых случаев

Индивидуальные настройки

Варианты установки

  • Длина датчика от 92 мм до 3000 мм.
  • Соединения для трубопровода, колонны или байпаса
  • Адаптер для кабелей малого и большого сечения.
  • Доступны версии для использования во взрывоопасных зонах.

Варианты материалов
NMP и вода не предъявляют особых требований к стандартной нержавеющей стали. Для более агрессивных сопутствующих веществ или остатков абразива доступны Hastelloy и покрытия, такие как PFA, ETFE или Halar.

Смеси с сопутствующими компонентами
Если другие растворенные или увлеченные вещества в смеси остаются в известных узких пределах, калибровку датчика можно соответствующим образом скорректировать, не превращая ее в независимую вторую задачу измерения.

OEM и специальные конструкции
Даже для небольших партий мы создаем индивидуальные конструкции, соединения и интерфейсы для систем рекуперации и поставщиков их компонентов. Поговорите с нами об этом.

Краткий обзор

Диапазоны измерения, точность, уровни температуры и давления, а также материалы зависят от конструкции и применения. Мы разрабатываем датчик вместе с вами и, при необходимости, с производителем вашей установки рекуперации и предоставляем надежные значения для вашего процесса.

  • Принцип измерения: Ультразвуковой, с температурной компенсацией, линейный
  • Измеряемые переменные: Содержание воды в NMP, температура, обнаружение нарушений (например, пузырьков газа)
  • Установка: Трубопровод, колонна/отстойник или байпас, длина датчика и технологическое присоединение в зависимости от применения
  • Интерфейсы: Аналоговые выходы, цифровые выходы для сигналов тревоги, Modbus, Profibus, Profinet, Ethernet/IP
  • Обслуживание: Не требующая обслуживания, однократная заводская калибровка

Практические примеры и варианты применения

Контроль конденсата и колонны

Непрерывный контроль содержания воды в потоке на входе в дистилляцию как основа для стабильной работы колонны.

Подтверждение пригодности регенерированного NMP

Проверка остаточной влажности в подготовленном растворителе перед его возвратом в смесь slurry.

Ввод в эксплуатацию новых Recovery‑Units

EPC-подрядчики и операторы установок при запуске новых установок рекуперации сразу получают надежное представление об эффективности разделения.

35 лет опыта в области встроенного измерения концентрации

SensoTech с 1990 года разрабатывает измерительную технику для жидкостей в перерабатывающей промышленности. Наши системы работают по всему миру в сложных условиях — от химической и фармацевтической промышленности до производства аккумуляторов.

35+

лет опыта

50+

стран по всему миру

ISO 9001

Сертифицировано по качеству

Опишите вашу задачу — мы свяжемся с вами для профессионального согласования!
Вместе мы уточним граничные условия и возможные подходы к решению.

* Обязательные поля

Детали

Используете ли вы уже оборудование SensoTech? *
* Обязательные поля
Назад

Часто задаваемые вопросы

Как понять, что наша регенерация NMP работает уже не оптимально?

Часто это становится заметно слишком поздно: колонна еще разделяет, но с более высоким энергопотреблением, или регенерированный NMP оказывается более влажным, чем предполагалось, что выявляется только в следующей партии slurry. Непрерывное измерение в конденсате и на выходе из колонны показывает такие отклонения, пока еще есть время для корректировки.

Чем ультразвуковое измерение отличается от газовой хроматографии или титрования?

ГХ-анализ и титрование дают в лаборатории точные разовые значения, но с задержкой в несколько часов. LiquiSonic® измеряет непосредственно в процессе и выдает новое значение каждую секунду, без отбора проб — как непрерывное дополнение, а не замена периодическим лабораторным проверкам.

Как связана скорость звука с содержанием воды в NMP?

Скорость звука в смеси NMP/вода изменяется в зависимости от ее состава. Поэтому по температурно-компенсированному измерению скорости звука можно однозначно определить содержание воды в NMP.

Разве измерения плотности или электропроводности недостаточно?

Обе величины действительно связаны с составом, но чувствительно реагируют и на другие факторы: плотность, например, на газовые пузырьки, а электропроводность почти не зависит от содержания воды, поскольку сам NMP практически не проводит ток. Скорость звука дает для этого более надежную основу.

Распознает ли датчик также газовые пузырьки в конденсате или в колонне?

Да, до определенной степени. Газовые пузырьки изменяют форму принимаемого ультразвукового сигнала, и датчик оценивает это как дополнительный сигнал. Однако при очень высокой доле газа в среде и этот метод достигает своих пределов.

Работает ли измерение, если смесь содержит дополнительные компоненты?

Да, если их доля остается в известных узких пределах. В этом случае мы адаптируем калибровку под вашу конкретную смесь, например, если в ней присутствуют небольшие количества остатков связующего или продуктов разложения.

Доступно ли решение также для применения во взрывоопасных зонах?

Да. Для частей установки с требованиями по взрывозащите мы предлагаем соответствующим образом сертифицированные исполнения датчиков, которые покрывают типовые требования установок рекуперации.

Как быстро доступно измеренное значение?

В реальном времени, с новым значением каждую секунду. Этого достаточно, чтобы выявлять отклонения в конденсате, колонне или потоке продукта, пока еще остается время на вмешательство.

Подходит ли датчик для нашего трубопровода или колонны?

Как правило, да. Доступны стандартные технологические соединения и фланцы, монтажные длины от 92 мм до 3000 мм, а также адаптеры для малых и больших сечений. Для особых случаев мы изготавливаем решения по вашим требованиям.

Какое техническое обслуживание требуется?

Во время эксплуатации — никакого. Нет подвижных частей, уплотнений и оптического окна, которое могло бы загрязниться. Повторная калибровка обычно не требуется.

Связанные статьи

Укажите ваш адрес электронной почты, чтобы мы могли отправить вам файл по электронной почте.

* Обязательные поля