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在线测量乙酸浓度
从稀释溶液到冰醋酸


LiquiSonic® 在酸度产生的位置直接测定酸含量:在管道中、在搅拌罐中、在塔回流中。无需取样,无需按班次滴定,无需等待实验室结果。

对于夹带气体,超声波测量方法比基于密度或折光的测量明显更能耐受——这在减压、加热或通气的场合都是一大优势。

实时测量

连续监测,无延迟

免维护

无移动部件或磨损部件

最高精度

即使在苛刻条件下也能精确测量

降低运营成本

高性价比解决方案,回本周期短

乙酸浓度可通过声速进行在线测定。LiquiSonic®传感器测量超声脉冲通过酸液中已知距离所需的时间,并扣除温度影响。据此可得出水中 CH₃COOH 的质量分数。由于水溶性乙酸的密度在较大范围内对浓度的响应较弱,且并非始终唯一明确,因此声学测量在这些场合比密度测量或折光测量更具优势。您的工艺中可评估的浓度范围将由我们与您共同确定。


为什么在实际生产中酸含量常常得知得太晚

乙酸几乎以各种浓度形式被使用:在储罐区以冰醋酸形式存在,在加料中使用 60% 或 80% 的工业酸,在酸洗和清洗液中高度稀释,在食品生产中作为酸化剂使用。这些环节之间存在稀释站、蒸馏塔和回收回路,而在每一个步骤中浓度都会发生变化。通常只有当前一天的实验室样品分析完成后,人们才会注意到这一点。

浓度变化发生在哪里

  • 将冰醋酸稀释至目标浓度
  • 来自蒸馏和溶剂回收的回流波动
  • 冲洗水和 CIP 残留物会在不知不觉中稀释一批产品
  • 在加热容器中因蒸发而导致浓缩
  • 食醋发酵过程中酸含量上升

这在运行中会带来什么成本

  • 批次超出规格,需要返工或降级处理
  • 在中和和废水处理中酸投加过量
  • 回收过程中的收率损失,以及不必要的新鲜酸采购
  • 当浓度和温度同时失控时会发生腐蚀
  • 两次实验室数据之间存在证据空档

常规方法的局限性

  • 滴定:是可靠的参考方法,但只能点状测量且依赖人工
  • 密度测量:水溶性乙酸的密度会出现峰值,一个数值可能对应两种浓度
  • 电导率:乙酸是弱酸,信号更容易受盐类和乙酸盐影响
  • pH 值:存在缓冲作用,对含量的指示意义有限
  • 折光仪:观察窗容易结垢,颜色和浑浊会造成干扰

解决方案:LiquiSonic® 直接位于酸液流中

传感器直接伸入酸液中。发射器与接收器之间有一段固定测量路径;根据超声脉冲的传播时间可得出声速,进而在温度补偿后得到浓度。

工艺中无需光学元件,也无需机械部件
没有会被覆盖的观察窗,也没有会堵塞的振动管。酸液变色或浑浊都不会影响测量值。

温度被同步测量,而不是估算
每个传感器都能高精度采集工艺温度,并扣除其对声速的影响。

对气泡具有高容忍度
对于夹带气泡,超声测量比基于密度的方法明显更能耐受。若气体含量异常偏高,传感器还会额外输出干扰信号。

适用于高浓度和高温酸液的材料
对于稀释且较冷的介质可使用不锈钢;对于高温高浓度乙酸,则可采用哈氏合金以及 PFA、ETFE 或 Halar 涂层。

过程中的测量值

力声波® 控制器可在设备现场直接显示浓度——即使此时没有人查看控制系统也一样。

目标带,而不是一列数字
左侧的条形显示可让您一眼看出含量和温度是否处于批准范围内。

限值可向外输出
超限和低于限值的状态可输出到数字接口,并直接用于加料控制或切换。

用于批次追溯的趋势记录
趋势记录可无缝证明某批次实际是在何种浓度下运行的。

技术背景

以声速作为测量变量

水和乙酸在声学特性上有明显差异:超声脉冲在水中的传播速度明显快于在纯酸中。传感器正是利用这一差异进行评估。测量路径在机械上是固定的,温度被同步测量,因此该数值是绝对值,不会发生漂移。

与许多水性系统一样,在 0 到 100 质量百分比的整个范围内,这种关系并非唯一明确。因此,可评估区间需根据具体应用进行设定,并存储相应的产品数据集。这也适用于除乙酸外还含有乙酸盐或酸酐等其他组分的混合物。

气泡作为干扰因素

在乙酸装置中,介质含气是日常现象:泵和阀门后的减压、加热容器中的析气、食醋发酵罐中的强力通气,以及冷凝器后不久的塔回流。

气泡不仅会改变传播时间,还会改变接收信号的整体形态。因此,在基于密度的方法早已出现波动的广泛范围内,超声测量依然保持稳定。若气体含量异常偏高,传感器会将其作为干扰信号输出——这也为管道系统中的析气或空气进入提供了额外提示。

由此带来的经济效益

减少实验室工作量
  • 滴定仅用于核查,而不
  • 无需对热浓酸进行取样
  • 无需等待实验室结果即可进行审批
废品中的酸含量较低
  • 出于安全原因,稀释达到目标范围而不是超出目标范围
  • 蒸馏和回收率更高
  • 中和剂根据需要剂量,而不是按照可接受的剂量
操作更安全
  • 每批次连续证明而不是随机样本
  • 一旦工资超出发布范围,立即发出警报
  • 指示管道系统中的排气和空气进入

专为您的酸而设计

安装

  • 安装长度从 92 毫米到 3,000 毫米
  • 所有常见法兰、螺纹和过程连接
  • 适用于小截面和旁路管线的适配器
  • 食品应用的卫生设计
  • 符合 Ex 要求的传感器版本

材料
稀释的冷乙酸可以用不锈钢控制。随着浓度和温度的升高,选择变得至关重要:哈氏合金以及 PFA、ETFE 或 Halar 制成的涂层均可供选择。我们将根据您的操作数据明确哪种组合适合。

OEM 和特殊设计
我们还小批量生产客户特定的设计、连接和接口。与我们讨论您的要求。

快速概览
测量范围、精度、温度和压力限制以及材料取决于设计并相互影响。因此,我们与您一起设计传感器,并为您的过程提供可靠的值。

  • 测量原理: 超声波传播时间测量,温度补偿,在线
  • 测量变量: 乙酸浓度、过程温度、干扰检测(例如气泡)
  • 安装: 管道、容器或旁路;长度和连接取决于应用
  • 接口: 模拟输出、极限值数字输出、Modbus、Profibus、Profinet、EtherNet/IP
  • 维护: 免维护,一次性工厂校准

醋酸测量应用领域

生产与处理

用于醋酸生产中的蒸馏与脱水,以及纤维素醋酸酯、醋酸乙烯酯或对苯二甲酸装置中的溶剂回收。塔顶和塔底物流可连续监测,无需依赖实验室取样检测。

稀释与灌装

冰醋酸被调配至工业所需浓度后进行灌装。在线测量可闭合加水控制回路,并为每个批次记录实际进入包装容器的浓度。

食醋与酸化剂

在食醋生产中,通气发酵罐内的酸度持续上升,随后调配至商品浓度。卫生型设计允许设备直接安装于产品接触位置。

酸洗、清洗、中和

酸性清洗和处理槽液会随着每一批次而损失有效成分。连续测量可显示何时需要补加药剂,以及后续中和实际需要多少碱液。

35年以上专注于浓度测量

SensoTech 在马格德堡-巴莱本开发和制造在线分析测量技术。力声® SensoTech 在马格德堡-巴尔莱本开发和制造在线分析测量技术。LiquiSonic 系统广泛应用于全球的酸碱工艺、化工、食品生产和半导体制造领域。


35+

年经验

50+

全球国家和地区

ISO 9001

质量认证


请描述您的应用——我们将与您联系进行专业沟通!
我们将共同明确边界条件和可能的解决方案。

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常见问题

在线测量能替代滴定吗?

对于过程控制来说可以:您依据实时测量值运行,而不是依据上一份样品结果。作为分析参考,滴定仍然有其作用。一些用户仍会定期用滴定对在线数值进行复核并记录。

这和密度测量不是一回事吗?

不是。测量的是声速,而不是密度。对醋酸而言,这一点尤为重要:其水溶液的密度在高浓度范围内会出现最大值,因此一个密度值可能对应两种不同浓度。声学参数的表现不同,而且对气泡的敏感性更低。如果您的装置使用密度值,我们也可以根据需要将测量值换算为密度并输出。

管道中有气泡时测量表现如何?

与基于密度或折光仪的方法相比,这种测量方式明显更不易受影响。适度的气泡含量不会显著影响测量值。但这也有上限:如果气体含量继续增加,评估结果会变得不可靠。传感器在一定程度上能够识别这种状态,并将其作为故障信号输出。如果系统中长期存在较多气体,合理选择安装位置也有帮助,例如安装在液体充满且向上流动的位置。

测量也适用于冰醋酸吗?

近乎无水的醋酸在约 16.7 °C 时就会凝固,因此管道和容器通常需要伴热。传感器可以安装在这些加热段中。对于高浓度范围是否能够达到所需分辨率,我们会根据您的数据进行评估。该范围内曲线特性将决定最终结果。

哪些材料能够耐受醋酸?

对于稀释且低温的酸液,通常不锈钢即可满足要求。高温高浓度醋酸则要求更高,此时可采用 Hastelloy 或带有 PFA、ETFE 或 Halar 涂层的结构。请告知我们浓度、温度和伴随介质,我们将为您推荐合适的组合。

我需要防爆型吗?

浓醋酸可燃,其闪点约为 39 °C。因此在储罐区和加热装置部位通常会进行防爆区域划分。针对防爆要求,我们可提供相应的传感器版本,同时也有多种材料可选。请告知您的测点等级划分,我们将推荐合适的方案。

测量精度如何?

这取决于浓度范围、温度变化范围和组成成分。在控制范围较窄的目标区间内,可达到较高分辨率;而在非常宽的范围内,分辨率会相对较低。我们会针对您的具体工况提供可靠的数据,而不是给出一个笼统的数值。

对于醋酸仅为其中一种组分的混合物怎么办?

通常可以解决。只要伴随组分保持在已知范围内,就可以为具体混合物建立产品数据集,例如含乙酸盐、酸酐或残余溶剂的醋酸混合物。若组成变化较大,我们会先通过实验室样品评估其可行性。

测量值如何传输到我的控制系统?

可通过 4–20 mA,以及 Modbus、Profibus、Profinet 或 EtherNet/IP 传输。浓度和干扰量的限值还可以分配到数字输出端,直接用于加药阀或切换控制。

我如何发现两次实验室取样之间酸浓度发生了偏移?

多数情况下根本察觉不到,直到某一批次出现问题。稍微偏低的稀释浓度在工艺过程中起初并不明显,但会影响效果、产率或规格。只有连续趋势曲线才能显示浓度是否真正稳定,还是在两次取样之间发生了变化。

需要进行哪些维护?

在运行过程中无需维护。系统没有运动部件、测量通道中没有密封件,也没有需要清洁的光学窗口。工厂

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