Устройство для непрерывного определения температуры кристаллизации плава

(19) 11113151) С 0 И 25 48 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬПЪ 9(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия ВеликойОктябрьской социалистической революции(56) 1. Иванов Н.Е, и др. Технологияаммиачной селитры. М., "Химия", 1978,с. 288.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ф 269 1678/ 18-25,кл. С 01 Я 25/48, 1979,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГООПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПЛАВА, выполненное в виде микрокалориметра с измерительным прибором,содержащее стабилизаторы расходов плава и хладоагента и проточную ячейку в видетрубки, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повышения точ. ности определения за счет обеспечения непрерывного измерения температуры кристаллизации плава, по длине проточной ячейки расположены дифференциальные термопары, состоящие каждая из двух термопар, причем рабочие концы всех термопар расположены с шагомЗ.Р где 5 - шаг;(д - расход плава;р - время кристаллизации;- ппощадь поперечного сеченияпроточной ячейки,а между дифференциальными термопарами и измерительным прибором установлен блок выбора сигнала.Изобретение относится к средствамконтроля параметров технологическихпроцессов и может быть использованов химической, нефтехимической и фармацевтической промышленности, в частности для определения температурыкристаллизации плава в производствеаммиачной селитры.Известно устройство для непрерывного определения температуры кристаллизации плаца, содержащее регуляторс датчиками давления, управляющеепневматическое реле, проточную направ"ляющую холодильную камеру, эжектори термочувствительный элемент. За 15счет разрежения, создаваемого паром,протекающим через эжектор, плав аммиачной селитры засасывается в проточную направляющую, где охлаждаетсявоздухом, поступающим в холодильную 20камеру; Температура кристаллизующегося плава непрерывно изменяется термочувствительным элементом. Регулятори реле автоматически подбирают такойрасход хладоагента, чтобы кристаллизация плава аммиачйой селитры происходила в зоне установки термочувствительного элемента 1,Недостатками этого устройства являются невысокая точность измерения температуры кристаллизации, так как при непрерывном прохождении плава в зоне термочувствительного элемента измеряется, фактически, температура 35 вещества, о кристаллизации которого судят по косвенному признаку - расход плава через эжектор, сложность конструкции и невысокая надежность работы устройства. 40Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для непрерывного определения температуры кристаллизации плава, выполненное в виде микрокалориметра с измерительным прибором, содержащее стабилизаторы расходов плава и хладоагента и проточную ячейку в виде трубки.Это т хническое решение заключает ся в подаче с известным расходом реагентов и измерении величины тер- моЭДС, соответствующей частичному и полному тепловому эффекту реакции.Процессы фазовых превращений, в част ности процессы кристаллизации, сопровождаются выделением определенного количества тепла, которое может быть измерено с помощью микрокалориметра 2 .Однако определение концентрацияплава производится по величине еготемпературы кристаллизации, не зависящеА от расхода плава или охлаждающего агента, а не по количеству тепла, выделяющегося в процессе крис-,таллизации. Недостатком устройстваявляется также то, что не обеспечивается возможность самостоятельногонепрерывного измерения температурыплава в зоне кристаллизации,Целью изобретения является повышение точности определения за счетобеспечения непрерывного измерениятемпературы крис галлизации плава.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для непрерывного определения ммпературы кристаллизации плава, выполненном в виде микрокалориметра с измерительным прибором, содержащем стабилизаторы расходов плава и хладоагента и проточнуюячейку в виде трубки, по длине проточной ячейки расположены дифференциальные термопары, состоящие каждая издвух термопар, причем рабочие концывсех термопар расположены с шагомОь крЗРгде 5 - шаг;б - расход плава;Гвремя кристаллизации;- площадь поперечного сеченияпроточной ячейки,а между дифференциальными термопарами и измерительным прибором установлен блок выбора сигнала.Кроме того, часть проточной ячейки помещена в холодильную камеру, а на конце проточной ячейки расположен эжектор.На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид. Устройство, выполненное в виде микрокалорнмеура, содержит проточную ячейку 1, часть которой расположена в холодильной камере 2; Яа конце проточной ячейки расположен эжектор 3. внутри проточной ячейки, выполненной в вице трубки, расположены дифференциальные термопары 4, состоящие каждая из двух термопар и размещенные вдоль оси потока плава. Дифференциальные термопары подключены к бло;,где эР -30 35 40 45 3ку выбора сигнала 5, а одна из термопар каждой дифференциальной термопары через блок выбора сигнала подключена.к измерительному прибору 6. На линиях подачи плава и охлаждающего агента установлены стабилизаторы расхода плава 7 и хладагента 8. Рабочие концы всех термопар расположены с шагом 5 Устройство работает следующим образом.При подаче плава в проточную ячейку 1 начинается подача охлаждающего агента в камеру 2, При этом в результате теплообмена между стенками проточной ячейки в зоне холодильной камеры и плавом происходит снижение температуры плава до температуры ниже температуры кристаллизации. Одновременно для обеспечения непрерывного протекания плава подается эжектирующий пар в эжектор 3. За счет разрешения, создаваемого эжектором, нлав непрерывно удаляется из проточнойячейки, благодаря чему обеспечивается 25 непрерывное поступление в нее новых порций плава. При температуре кристаллизации начинается процесс фазового превращения плава иэ жидкого состояния в твердое, сопровождающийся выделением тепла. Температура пробы плава остается постоянной до полного окончания фазового превращения в течение некоторого промежутка времени. При непрерывном протекании плава в проточной ячейке образуется зона постоянной температуры, занимающая определенную длину проточной ячейки,за счет перемещения участка плава снекоторой скоростью в течение определенного периода времени. При этом от одной их дифференциальных термопар 4, расположенных в зоне постоянной температуры, что соответствует зоне кристаллизации, поступает нулевой сигнал на блок 6. Поступление от какой-либо дифференциальной термопары нулевого сигнала означает то, что эта дифференциальная термопара расположена в зоне кристаллизации плара. Ло этому сигналу блок выбора сигнала 5 подключает к входу измерительного прибора 6 один из термочувствительньм элементов данной дифференциальной термопары, благодаря чему осуществляется измерение температуры кристаллизации плава. При измерении концентрации плава зона .кристаллизации смещается, и нулевой сигнал поступает от другой дифференциальной термопары. Благодаря этому, отпадает необходимость регулирования зоны кристаллизации в наперед заданнойточке. Для того, чтобы при смещенииэоны кристаллизации не возникла ситуация, когда дифференциальная термопара не попадает в нее, даже еслидлина зоны является достаточной дляразмещения в ней дифференциальнойтермопары, т.е. в зоне кристаллизациимогут располагаться соседние рабочиеконцы двух разных дифференциальныхтермопар, необходимо, чтобы в зонекристаллизации размещалось не менеедвух дифференциальных термопар, т.е,не менее четырех, равномерно расположенных по длине проточной ячейки,рабочих концов термопар. Исходя изэтого, максимальный шаг, с которыммогут размещаться рабочие концы термопар, определяется по выражениЮ: шаг;расход плава;площадь поперечного сеченияпроточной ячейки;время кристаллизации;число интервалов между четырьмя спаями термопар прирасположении двух крайних награницах зоны. Для обеспечения постоянства шага необходимо поддерживать постоянные. расхода плава( и охлаждающего агента, благодаря чему также поддерживается постоянным и время кристаллизарции кр . Для обеспечения постоянства расходов плава и охлаждающего агента служат стабилизаторы расхода плава 7 и хладоагента 8. Технико-экономическая эффективность устройства заключается в повышении точности непрерывного измерения температуры кристаллизации на ЗОБ по сравнению с известным устройством за счет определения эоны кристаллизации плава непосредственно по температуре кристаллизации, а не по косвенному признаку - расходу плава через эжектор, что ведет к более качественному управлнию ходом технологического процесса.,Эрдей ект Заказ 3246 27 3035 иал ППП "Патент", г. Узтород, ул. Проектная, 4 Тираа Госудаделам иосква,23 Подписноественного комитета СССРобретений и открытий