電導率在自動分液系統中的應用

姜 波，張 平，尹傳祥，王金才

(山東斯遞爾化工科技有限公司，山東 菏澤 274400)

本公司對兩種互不相溶液體采用的原分液方案為，通過二次靜置分相器分相，普通磁翻板液位計進行在線液位和界位的檢測，通過液位和界位連鎖啟停上下層液體輸送泵和上下層液體輸送管道上的自動切換閥門來實現，系統原理如圖1。

圖1 系統原理圖

由于分層的兩種液體密度相差較小(據取樣檢測上層溶液密度為0.85×103～0.97×103kg·m-3，下層溶液密度為0.90×103～1.03×103kg·m-3)，且密度值隨工況條件一直變化不穩定，使用普通浮子類液位計根本無法有效測出液位和界位，致使此系統無法實現自動控制，一直靠人工現場通過分相器上的視鏡觀測，來進行手動操作。

1 方案制定

若想實現液體的自動分離和輸送，關鍵是要能有效檢測出分相器中兩種溶液的界位和總的液位位置，然后通過程序連鎖控制即可實現。

對兩種液體的有效成分進行分析，上層溶液為多種有機溶劑混合物，下層溶液為堿性水溶液。考慮兩種溶液的性質，其導電率有較大差距(取樣檢測兩種溶液電導率結果為：上層為0.07μs·cm-1；下層為3.09ms·cm-1。下層溶液的電導率約為上層溶液的4.4萬倍，差距很大。)由此可以利用電導率進行界位檢測，通過在罐壁一定高度位置，安裝一個電導率探頭，檢測罐內溶液電導率。由于上層溶液電導率較小，下層溶液電導率較大，通過檢測電導率的變化率，來確定兩種溶液的界位位置，當檢測到電導率突然大幅增大或減小時，說明界位已上升或下降到探頭安裝位置，由此便可檢測出兩種溶液的界位位置。

2 方案實施

當檢測到界位信號時，連鎖啟動重組分泵，可將下層溶液輸送出去。由于分相器容積固定、界位位置固定、泵的輸送能力一定，可以通過時間來控制重組分泵的停泵時間。由于混合液不斷連續進入第一分相器，當界位再次到達檢測位置時，可再次自動連鎖輸送泵啟動。如此反復，便可將下層溶液輸送到下一工序。

對于上層溶液，采用通過溢流方式流入輕組分罐內，為保證溢流出的溶液不再混入重組份成份，溢流管與分相器連接要保證有一定的向上傾斜角度(如圖所示，與水平方向夾角應不小于45°)，且溢流管與分相器接口位置要位于電導率安裝位置的上方，約10cm處。為保證溢流的順暢性，分相器與重組分罐要在罐頂安裝一根壓力平衡管，保證兩罐內的壓力平衡。

輕組分罐安裝普通遠傳磁翻板液位計，通過液位連鎖控制輕組分泵的啟停，將罐內輕組分打出。由于溢流管可能還會有少量重組分混入，導致在輕組分罐內也形成分層現象，輕組分罐的輕組分泵的進料管要高于罐底一定高度(具體高差需根據輕組分罐的容積大小及溢流效果來確定，本公司實際方案采用20cm的高差)，罐底再接一根出液管與分相器的重組分泵的進料口相連，這樣當輕組分罐內重組分達到一定量時，可以通過重組分泵手動將其打出。若想要進行更徹底的分離效果，可再通過一次溢流，控制方案與以上相同。具體方案系統圖如圖2所示。

圖2 系統圖

3 實施結果

以上方案，通過實際應用，切實可行，不僅實現了自動分離自動輸送的目的，且分離效果較好。每套系統省去了原設計方案的兩臺氣動閥門和一臺中間泵，還省去一名固定看守操作人員。同時本公司的混合液是有蒸餾得出，上層溶液回收利用，通過改造，回收的上層溶液的純度大大提高，從而降低了二次蒸餾帶來的能量消耗。即提高了工作效率和工作質量，同時也有利于節能降耗。

4 總結

通過利用電導率作為界位計來測量界位位置，有效解決了密度相近且密度值不穩定的兩種不相溶液體的界位無法通過傳統浮子類液位計來測量的難題(兩種溶液電導率要有較大差異)。并且在一定程度上提高了回收液體的質量，有利于節能降耗，提高了工作效率。