淺析在染料生產(chǎn)工藝中如何正確造型合適的流量計(jì)

一、本文概述　
　　染料技術(shù)是一項(xiàng)歷史非常悠久的技術(shù)，據(jù)考古結(jié)果表明五千年前在古老的印度和中東地區(qū)就已經(jīng)開始流傳，發(fā)展到現(xiàn)代社會(huì)，染料工藝已發(fā)展成為一種專門的、獨(dú)立的行業(yè)，為各行各業(yè)的印染需求提供服務(wù)。染料通常情況下溶于水中，一部份的染料需要媒染劑使染料能黏著于纖維上。能夠使一定顏色附著在纖維上的物質(zhì)，且不易脫落、變色。由于染料是通過液體狀態(tài)才能夠?qū)⒆陨淼娜旧煞莞街∪镜狡渌奈镔|(zhì)上，因其涉及的物料種類繁多，物料特性各不相同，而且染料反應(yīng)過程須要精確控制，這需要對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行精確計(jì)量，這必然涉及到如何正確選擇流量計(jì)的問題。

　　如何選用合適的流量儀表對(duì)這些物料進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量是一個(gè)極具技術(shù)要求的工作，需要注意許多細(xì)節(jié)的問題，一旦選型不對(duì)就會(huì)引出很多問題，例如反應(yīng)控制不準(zhǔn)確、浪費(fèi)原料或維護(hù)成本過高等問題。本文通過苯胺黑染料生產(chǎn)裝置來說明如何通過特定的步驟正確選用合適的流量儀表，對(duì)染料工藝流量儀表的選型有一定的指導(dǎo)意義。

二、流量計(jì)選用時(shí)面臨的問題
　　染料項(xiàng)目特點(diǎn)是間歇操作、流量范圍變化大、有壓差變化、物料品種多、粘度大、有毒、易燃等。物料的反應(yīng)通常是在苛刻的條件下進(jìn)行。在染料項(xiàng)目中被測物料的特性、測量目的、投資規(guī)模、使用要求等有各種不同的要求。這些眾多的情況，使得選擇合適的流量儀表并不容易。以下結(jié)合苯胺黑裝置的具體實(shí)例來說明選擇流量儀表步驟，以達(dá)到選用的流量儀表使用穩(wěn)定、維修方便、儀表價(jià)錢合理、維護(hù)成本低等最終目標(biāo)。

三、苯胺黑裝置生產(chǎn)流程簡介
　　苯胺黑裝置的生產(chǎn)原理是用苯胺、回收苯胺、硝基苯、鹽酸、熱水等通過縮合、酸化等反應(yīng)生成醇溶性苯胺黑。
　　醇溶性苯胺黑裝置的工藝流程如下：
　　下面對(duì)各個(gè)工藝流程分別進(jìn)行詳細(xì)描述。
　?。?）預(yù)熱過程：通過輸送泵將液體原料苯胺、回收苯胺分別打入預(yù)熱釜中待用，攪拌下緩慢加入規(guī)定量的三氯化鐵，加完后密閉預(yù)熱釜的加料口。隨后向預(yù)熱釜的夾套內(nèi)通蒸汽加熱預(yù)熱釜內(nèi)的物料。
　?。?）縮合過程：將預(yù)熱釜內(nèi)物料利用蒸汽壓至縮合釜內(nèi)，啟動(dòng)縮合釜的攪拌器，同時(shí)向縮合釜的夾套中通入導(dǎo)熱油加熱縮合釜內(nèi)的物料，通過計(jì)量槽將硝基苯加入縮合釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后保溫一段時(shí)間（系統(tǒng)預(yù)設(shè)定時(shí)間）。
　　（3）酸化過程：通過泵將鹽酸和熱水分別打入酸化釜，然后將反應(yīng)好的縮合液通過蒸汽壓至酸化釜，啟動(dòng)酸化釜的攪拌器，酸化過程中檢查酸性，若酸性不足，應(yīng)通過輸送泵補(bǔ)加廢硫酸，待酸化反應(yīng)完畢后將物料放入水洗箱。
　?。?）水洗及帶式水洗過程：水洗箱鋪好濾布接受來自酸化鍋的酸化物，濾液流入母液中和釜后再蒸餾出苯胺循環(huán)使用。用熱水多次洗滌酸化料，洗至終點(diǎn)為止。洗液同樣吸入母液中和釜中。
　?。?）過濾過程：將經(jīng)水洗后的濾液送到帶式真空過濾機(jī)，經(jīng)真空過濾脫水后的物料由溜槽送到螺旋輸送機(jī)上，脫下來的水流入母液中和釜中。
　　（6）干燥過程：來自螺旋輸送機(jī)的物料進(jìn)入閃蒸干燥器，以熱空氣干燥，干燥后進(jìn)行氣固分離，分離出來的固體物料進(jìn)入料倉，氣流經(jīng)布袋除塵帶走固體物料后放空。
　　（7）包裝過程：將干燥好的物料吸入料倉，經(jīng)星形下料口放料于振動(dòng)篩，經(jīng)過篩粉碎后，切換真空物料吸到料倉中，經(jīng)下料器進(jìn)行成品包裝。粉碎、包裝完畢后停真空泵。

四、分析工藝裝置中需要流量控制的點(diǎn)
　　通過分析工藝流程可以知道下列地方需要進(jìn)行流量測量：（1）預(yù)熱工序需要流量計(jì)量的反應(yīng)物有苯胺、回收苯胺。（2）縮合工序需要流量計(jì)量的反應(yīng)物有苯胺、硝基苯。（3）酸化工序需要流量計(jì)量的反應(yīng)物有熱水、副產(chǎn)鹽酸、廢硫酸。（4）公用管道需要流量計(jì)量的反應(yīng)物有蒸汽、循環(huán)冷卻水、工廠空氣、儀表空氣、工業(yè)水。

五、實(shí)際儀表選型步驟
　　首先按需要測量的物料不同的測量目的得出裝置的原輔材料的測量要求表。
　　根據(jù)上表苯胺、回收苯胺、硝基苯、鹽酸、廢硫酸及蒸汽的流量計(jì)精度選1級(jí)，空氣、循環(huán)水、工業(yè)水的流量計(jì)精度選0.2級(jí)。
　　其次根據(jù)流體特性整理出原輔物料特性表。
　　對(duì)于這些物質(zhì)我們?cè)诔Ｓ昧髁績x表有：節(jié)流裝置、橢圓齒輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等，它們有各自不同的特性。
　　再根據(jù)經(jīng)濟(jì)因素及常用流量儀表種類得出儀表費(fèi)用表。儀表的費(fèi)用不僅是儀表本身購置費(fèi)，其實(shí)還應(yīng)該包括附件費(fèi)、安裝費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)費(fèi)、校驗(yàn)費(fèi)和備件費(fèi)等。
　　最后考慮流量儀表的適用范圍及安裝要求。
　　
5.1 流量儀表適用范圍
　　節(jié)流裝置適用于測量潔凈流體，不能測有雜質(zhì)的流體，對(duì)DN50管徑以下、低雷諾數(shù)的流體測量精度不高；橢圓齒輪流量計(jì)對(duì)粘度不敏感，適用粘度高的液體，但對(duì)高溫或流體介質(zhì)中含有雜質(zhì)就不適用；轉(zhuǎn)子流量計(jì)只適用于DN50管徑以下、低雷諾數(shù)的流體測量；渦街流量計(jì)精度很高，但受密度的影響很大；渦輪流量計(jì)精度很高，但不適于長期運(yùn)行，受粘度影響較大；質(zhì)量流量計(jì)精度很高，但只適合中小尺寸的管道流量測量；電磁流量計(jì)適用于測量各種導(dǎo)電液體，但不適用于高溫場合；超聲波流量計(jì)適用范圍很廣，但當(dāng)測量液體中含有氣泡或雜質(zhì)時(shí)，測量精度會(huì)降低；靶式流量計(jì)適用粘度較高或含有懸浮物質(zhì)的液體及各種氣體。
　　
5.2 流量儀表的安裝要求
　　節(jié)流裝置的種類較多，但各種裝置的上下游直管段基本要求前10D后5D。橢圓齒輪流量計(jì)可以水平安裝也可以垂直安裝；電磁流量計(jì)一般應(yīng)垂直安裝，上游直管段不小于5D，下游直管段不小于2D；轉(zhuǎn)子流量計(jì)應(yīng)垂直安裝，上游直管段不宜小于2倍管道直徑；渦街流量計(jì)安裝要求較復(fù)雜，根據(jù)不同條件有不同要求，上游直管段15～50D（視配管情況而定），上游家整流器時(shí)，上游不少于10D，下游不少于5D；渦輪流量計(jì)要求水平安裝，直管長度上游不少于20D，下有不少于5D；質(zhì)量流量計(jì)安裝要求較高，傳感器與變送器出廠前必須配套標(biāo)定，安裝時(shí)需一一對(duì)應(yīng)；超聲波流量計(jì)在不同測量方式下有不同的安裝要求；靶式流量計(jì)可以安裝在水平管道或自下而上的垂直管道上，上游直管段10D，下游直管段5D。
　　項(xiàng)目實(shí)際選擇流量儀表是根據(jù)以上三個(gè)表及儀表的特性來選擇相應(yīng)的儀表，過程如下：
　　因本項(xiàng)目中物料的流量、溫度變化的范圍較大，故綜合考慮物料特性、流量及使用環(huán)境后初步可以得出：（1）對(duì)于苯胺、硝基苯靶式流量計(jì)較適合。（2）對(duì)于鹽酸、硫酸電磁流量計(jì)較適合。（3）對(duì)于蒸汽適合的流量計(jì)是渦街流量計(jì)。（4）對(duì)于空氣靶式流量計(jì)較適合。（5）對(duì)循環(huán)水、工業(yè)水、生活用水電磁流量計(jì)較適合。
　　從安裝要求可以知道靶式流量計(jì)、電磁流量計(jì)的安裝要求較簡單，渦街流量計(jì)安裝要求較復(fù)雜。
　　
最后從經(jīng)濟(jì)因素來考慮儀表選擇。
　　例如有的儀表購置費(fèi)低，但實(shí)際運(yùn)行后維護(hù)費(fèi)用很高，按使用十到十五年考慮，維護(hù)費(fèi)用可能遠(yuǎn)大于儀表購置費(fèi)。而且如果考慮因?yàn)榫S護(hù)而停產(chǎn)造成的損失更可能遠(yuǎn)大于幾十倍的儀表購置費(fèi)。儀表選型時(shí)如果考慮到這些問題，選型時(shí)首先選擇性能穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)費(fèi)用低的儀表。這樣雖然前期的儀表購置費(fèi)或備件及修理費(fèi)貴些，但總體的運(yùn)行效果穩(wěn)定而且總的費(fèi)用并不高。
　　故在染料項(xiàng)目中我們首先要考慮生產(chǎn)的穩(wěn)定性與連續(xù)性，通過查表3我們可以知道：（1）靶式流量計(jì)儀表費(fèi)用為中。（2）電磁流量計(jì)費(fèi)用為中等偏低。（3）渦街流量計(jì)費(fèi)用中等。（4）通過以上儀表選擇的步驟，苯胺黑裝置的流量儀表最終選型如下：（5）苯胺、硝基苯、空氣應(yīng)選用靶式流量計(jì)，它的安裝要求不高，儀表費(fèi)用中等。（6）鹽酸、硫酸應(yīng)選用電磁流量計(jì)，它的安裝要求最低，儀表費(fèi)用中等偏低。（7）蒸汽應(yīng)選用渦街流量計(jì)，它的安裝要求視具體情況而不同，儀表費(fèi)用中等。

六、結(jié)論
　　通過以上實(shí)例的分析我覺得染料項(xiàng)目的流量儀表的選型應(yīng)按照以下順序進(jìn)行：首先確定儀表的測量要求；其次初步確定相應(yīng)介質(zhì)對(duì)應(yīng)的流量儀表的類型；最后分析儀表的性價(jià)比最終確定儀表選型。通過這三個(gè)步驟可以消除流量儀表選型中出現(xiàn)的選型錯(cuò)誤、誤差偏高或偏低、儀表費(fèi)用過高等問題