石灰乳（MOL 浆料）- 实时监控oring 并控制最佳浓度

石灰乳浆液实时监测oring 和控制

对于工艺工程师来说，开发一个 监测和控制目标产品生产过程中石灰乳浆料的有效且可靠的方法。该工艺的关键是找到一种方法，能够保持浆料质量，实现严格控制，并能轻松对原材料或所需石灰浆浓度的任何变化做出反应。本文件将讨论石灰乳生产的现状、可用于控制的不同技术、其优点和缺点，并概述生产过程的最佳方法，同时考虑浓度、系统尺寸、原材料纯度和所需的最终产品等因素，强调的好处 Rheonics SRD 密度和粘度计。

1. 石灰浆概述

石灰乳浆料的生产

石灰乳的生产涉及将氧化钙 (CaO) 与水混合，进行称为石灰熟化的放热反应。该反应最初产生氢氧化钙细粉溶液，称为熟石灰或熟石灰。进一步添加水形成称为石灰乳的液体溶液。通常将浆料混合至仍容易流动但含有高固体分数的氢氧化钙的浓度。

为了安全地处理消化反应过程中产生的热量，需要一种称为石灰消化器的专用设备。保持适当的反应温度可以保持所产生的水合物的质量一致并确保良好的反应活性，这有助于最大限度地减少对环境的影响，并最终提高最终产品的收率。石灰乳用户可以选择现场熟化生石灰或获得预熟化的干氢氧化钙。后者可以很容易地与水混合，无需消化器。或者，可以从供应商处获得现成的石灰乳。

所得水悬浮液的特征在于固体物质质量的浓度（%固体）、浆料中和酸的化学反应性以及悬浮液中颗粒尺寸的分布（控制部分粘度）。这些特性决定了浆料的性质，主要是其粘度和反应性。

正确储存石灰乳至关重要，因为其质量会随着时间的推移而恶化。氢氧化钙颗粒与大气中的二氧化碳 (CO2) 发生反应，形成碳酸钙石灰 (CaCO3)。这会对浆料在各种工艺和应用中的有效性产生负面影响。

图 2：石灰乳浆料工艺示意图 [2]。

石灰乳浆料的采购和替代品

石灰乳浆料生石灰的主要原材料来自石灰石，石灰石是一种主要由碳酸钙 (CaCO₃) 组成的沉积岩。石灰石在世界范围内储量丰富，在拥有大量石灰石矿藏的国家进行商业开采，包括美国、中国和印度。

石灰乳浆料有多种替代品，主要用于 pH 值控制或水处理的应用。这些替代品包括纯碱（碳酸钠）、苛性钠（氢氧化钠）和氢氧化镁。然而，每种替代方案都有其自身的优点和缺点，选择通常取决于具体应用和当地经济考虑。

石灰乳浆密度表

如前所述，从化学角度来说，石灰浆是氧化钙 CaO 在水中的悬浮液，称为生石灰。熟石灰 Ca(OH)2 是氢氧化钙 Ca(OH)2 固体颗粒（粉末）（浓度在 18% 至 40% 之间）在水中的悬浮液，称为熟石灰，由生石灰水合获得。

下图显示石灰乳浆液的密度随着浓度的增加而增加。这是因为浆料中的钙颗粒取代了密度较小的水。

图 3：石灰乳浆液密度表。

该图还显示石灰乳浆料的密度随温度变化。这是因为氢氧化钙颗粒更易溶于热水，从而降低了浆料的密度。

下表显示了水中不同 CaOH2 百分比的石灰乳浆的密度。密度随着浆料中石灰质量百分比的增加而线性增加。值得注意的是，这些都是近似值，实际密度可能会根据温度和压力等因素而变化。

当百分比高于 30% 时，一些石灰浆变得相当僵硬。 35% 的添加剂用于使浆料可泵送。一般40%时就不能再泵送浆料了。

表 1：石灰浆参考密度 [3]。

石灰浆稠度与浓度的关系

石灰悬浮液分为三种类型：

用 30-35% 的生石灰浆润湿腻子状材料。
可倾倒或泵送的奶油状材料，含有约 20-25% 的生石灰——称为石灰乳。
水状稠度，乳白色，浓度低于约 18%（通常为 10-15% 或 1-1.5 磅/加仑）

一旦稳定，石灰浆就是稳定的悬浮液并且不具有腐蚀性。当所有的水与氢氧化钙完全反应时，就会发生稳定。

石灰乳浆料的工业应用

- 水处理： 石灰在水处理过程中有多种用途，包括软化、附聚、絮凝和 pH 调节。它通常添加到饮用水中以控制碳酸盐沉积并延长分配系统的使用寿命。

在废水处理中，石灰通过中和胶体颗粒上的电荷而充当混凝剂，从而使它们能够轻松去除。它还促进悬浮杂质的絮凝，使倾析更加高效。石灰可以与金属盐或聚合物结合使用作为絮凝剂。

此外，石灰会增加水的 pH 值，导致重金属以氢氧化物的形式沉淀。这使得收集和移除它们变得更加容易。石灰还有助于将磷酸盐、硫酸盐以及重金属沉淀为不溶性盐，从而提高其去除效率。

图4：水处理工艺和SRD密度粘度计

– 糖精炼： 净化甜菜或甘蔗汁的过程涉及添加石灰乳和碳酸气。莫尼特oring 多个阶段的石灰乳质量对于提高净化效果和优化工艺至关重要。

图5：糖精炼工艺和SRD密度粘度计

– 烟气脱硫：石灰乳浆料广泛用于发电厂和拥有大型锅炉的工业，通过与这些有害气体发生反应并中和这些有害气体，有助于减少二氧化硫的排放。

– 造纸： 在造纸工业中，石灰乳浆料用于在硫酸盐或牛皮纸工艺中消化木材。它分解木材中的木质素，提高造纸效率。

图6：造纸工艺和SRD密度粘度计

– 钢铁产量： 钢铁工业使用石灰乳浆液进行助熔、脱硫和碱性氧气炼钢工艺。它有助于去除杂质，提高所生产钢材的质量。

– 有色金属开采： 在浮选过程中从矿石中去除有色金属，其中石灰乳用作 pH 调节剂，以提高起泡剂和捕收剂的效率，或者在复分解反应中，石灰乳用于沉淀有色金属的盐。石灰浆用于金精炼酸中和和氰化浸出过程中控制pH值。

– 化学制造：Lime浆料用作pH调节剂、干燥剂或用于复分解反应。

- 建造： 石灰乳用于建筑地面稳定和作为建筑材料的组成部分。

– 漂白： 石灰浆用于漂白亚麻布、玻璃和纸浆等材料。

2. 监控oring 和控制技术

方法一：离线密度测量

优点：具有成本效益；易于实施
缺点：不可靠；对变化反应迟缓；人工干预
适用性：可用于精度要求不高、系统尺寸较小或浓度变化不频繁的情况。

该技术涉及使用离线密度计定期测量石灰乳浆液密度。该密度计与过程流分离，需要人工干预。这种方法具有成本效益并且实施起来相对简单；然而，它对浓度变化的响应可能非常缓慢且不可靠。

方法 2：在线密度测量和手动进给速度调整

优点：更快的密度测量；比方法 1 更准确
缺点：进给速度调节缓慢；人工干预；人为错误的风险
适用性：适用于浆料浓度变化不频繁且有人力手动调节的情况。

在这里，像这样的在线密度计 Rheonics 过程仪表 SRD 用于连续测量石灰乳浆液密度。该仪表提供实时监测oring 过程流，使其比离线测量更快、更准确。然而，进料速率调整仍然是手动处理的，这可能会导致反应时间变慢和潜在的人为错误，例如溶液过度稀释或稀释不足。

方法3：自动在线监控oring 和控制（推荐）

优点：实时准确测量；快速控制调整；人为干预少；始终如一的品质
缺点：初始安装成本较高
适用性：非常适合较大的系统、频繁的浓度变化或高精度要求。

该方法采用在线过程密度计，例如 Rheonics 过程仪表 SRD 可实时监测石灰乳浆液密度，并结合简单的控制器自动调节进料速率。该设置提供精确的密度测量，并允许控制器根据浓度变化进行快速调整，保持浆料质量并实现严格控制。虽然这种方法的初始安装成本较高，但质量、性能稳定和减少人力投入的优点使其成为推荐选择。

图 7：在线过程密度计 SRD 控制石灰乳浆液浓度质量

3. Rheonics 在线过程密度计 SRD

Rheonics 在线过程密度计 SRD 是一款在线密度计，非常适合控制石灰消解器中石灰乳的密度。 SRD 准确可靠，可在较宽的温度和压力范围内运行。

图8： Rheonics SRD 在线密度和粘度计

石灰消解器控制的适用性

Rheonics 在线过程密度计 SRD 非常适合石灰消解器控制，原因如下：

宽温度范围： SRD 的运行温度范围为 -40 至 300 °C（-40 至 572 °F），涵盖了石灰消解机的整个温度范围。
高精度： SRD 的精度为 0.001 g/cc（可提供更高的精度），这对于大多数石灰消解器应用来说已经足够，因为它可以解决小于 1% 的质量/浓度变化。
响应时间短：SRD 的快速响应时间小于 1 秒，可实现石灰消解机的实时控制。
易于安装： SRD 是一款易于安装的密度计，无需任何校准或调试步骤。传感器可在 5 分钟内安装到储罐或管线中并通电开始测量。
与 PLC 轻松集成： 支持广泛的工业协议和PLC。检查范围 SRD 使用的 PLC 和协议 客户使用它们来与他们选择的 PLC 和 IPC 集成。
同时测量粘度和温度： 石灰浆的粘度被证明是石灰浆质量的良好指标。 SRD 可以检测石灰浆的老化相关降解[1]。

表2：罐内各种石灰浆及其老化性能的比较。 [1]

利用 Rheonics 监控 SRDoring 替代浆料

在线过程密度计， Rheonics SRD，是一个多功能工具，可用于监控oring 不仅是石灰乳浆料，还有纯碱、烧碱和氢氧化镁等替代品。鉴于这些物质的不同密度和流动特性， Rheonics SRD 的精度和可调节性使其成为监控的绝佳选择oring 他们的实时浓度。这可确保使用正确的量，保持最佳的 pH 水平或处理效率。此外，整合 Rheonics 带有控制系统的 SRD 可以自动调节，无论使用何种材料，都可以提供无缝操作。

使用的好处 Rheonics 在线过程密度计 SRD

在线实时测量密度，过程可连续控制和运行，无需测量样品
从仪表直接输出密度、比重、浓度、°Be（波美度）、°Bx（白利糖度）
高效利用石灰浆，提高质量，节约成本
可靠、可重复、可重复且准确的仪表
直接测量，不受工作温度、流体中是否存在固体的影响
使用石灰浆优化生产过程的产量
易于安装在生产线、储罐、反应器中，无需外部流通池
使用同一仪表还可以测量最终产品，利用所选单位（°Bx、°Be、SG、浓度等）的直接输出。

图 9：SRD 密度计在储罐和再循环管线中的安装

的优点 Rheonics 基于平衡扭转谐振器 (BTR) 的密度计与替代品

直接测量密度，而不是通过基于微波或辐射吸收的经验测量原理（基于微波和辐射的方法确定吸收的相对变化，并通过流体校准将其与密度联系起来，需要定期重新校准）
在流线中心而不是壁上直接测量（如基于电极的测量）
沉积物对墙壁没有影响（不会对基于微波的技术造成严重影响）
通过 EHEDG 和 3-A 认证简化传感元件，消除任何堵塞的可能性（与基于音叉的技术相比）
能够处理低粘度和高粘度流体
在调试期间或整个使用寿命期间无需重新校准
内置校准验证以满足 FDA 和其他质量控制规范

表3：基于不同技术的各种密度计的比较。

特征：	测量技术
特征：	平衡扭转谐振器	转叉	振动管	超声	微波	辐射
密度范围	0-4克/立方厘米	0-3克/立方厘米	0-3克/立方厘米	测量流体中的声速 0-4克/立方厘米	测量总固体量 1%-50%TS 0-2克/立方厘米	0-1克/立方厘米
密度精度	0.001 g / cc （0.0001 g / cc和更好的证明）	在规定条件下为 0.001 g/cc 或更好	最佳条件下为 0.001 g/cc 或更高	0.005 g / cc	0.005 g / cc	0.01 g / cc
粘度等级和影响	高达 10,000 cP 同时测量流体动力粘度	最高50 cP 高粘度流体 (0.004 cP) 时误差增加 (200 g/cc)	每种粘度流体都需要校准	没有测量	没有测量	没有测量
压力等级和影响	0至15,000 psi（1000 bar）完全补偿无需校准	0至3000 psi（200 bar）效果显着，不予补偿	0至750 psi（50 bar）	0至1500 psi（100 bar）	0至1500 psi（100 bar）	0至3000 psi（200 bar）
温度额定值和影响	-40至300°C 0.1℃稳定性传感器质量小等温条件可实现出色的密度精度工厂与现场条件没有差异。	-50至200°C 无内置温度传感器稳定性低于 1°C 传感器质量巨大需要外部温度测量	最高150°摄氏度 0.1℃稳定性传感器管包裹在带有受控加热器的绝缘材料中快速变化的温度导致测量误差较大	0到150°C	0到150°C	0至400°C
流动条件	静态或流动。流量对传感器操作没有影响。	需要定义明确的流态。每个管道直径都需要一个大适配器。	静态或流动。需要流量补偿。	单相流体。受气泡、固体或其他杂质存在的影响。	静态或流动。无流速影响。耐受流体中的杂质	单相流或多相流。不受杂质影响。
装置	市场上最小的在线过程密度传感器 (1” x 2.5”) 提供多种过程连接	每个管径都需要一个大适配器大型传感器 (2” x 10”)	不适合大管径大型传感器系统（10”x20”）	外部和侵入式变体大而重的传感器小型线路需要独特的外壳	外部大而重的传感器和外壳适用于 2” 或以上管道	外部对于小管道，发射器和发射器需要放置得更远需要校准
罐体安装	公链兼容	公链兼容	不兼容	款式兼容但存在押金问题	不兼容	不兼容
变种	可定制长度（齐平、短和长）和设计（∅30 mm 标准阀体和 ∅19 mm 变体）	长度可定制	不包含	不包含	不包含	适应直管和弯管
单位成本	$	$$ 由于堵塞和重新校准需要经常清洁	$ $ $	$$ 使用液体校准来定义基线	$$ 需要基线校准	$ $ $ 基线校准放射源管制规定
安装工作量	0 至低零维护无需现场校准自清洁设计	高经常堵塞，需要清洁需要定期重新校准	中需要调试校准	中需要调试校准	中需要调试校准	高
维护	如果传感元件上没有沉积，则无	传感器上的涂层失效和沉积物	频繁校准	频繁校准	频繁校准	频繁校准
客户的终生成本	$	$ $ $	$$$$$	$$	$	$$
弱点	不包含	巨大的壁效应，需要针对每种流动条件的特殊适配器	安装体积大需要重新校准	对流量条件过于敏感	精度低	最后一张准确率

4. 实施策略

自动内联监控的实现oring 控制系统可分为以下步骤：

设备选型：

选择合适的在线密度计，例如 Rheonics SRD 是第一步。确保选择符合您工艺的具体要求的型号，例如浆料的特性和所需的控制精度水平。在此处查找所有 SRD 变体。

安装方式：

在线密度计可以直接安装到过程管道或储罐中，具体取决于具体的应用要求。审查 Rheonics SRD安装要求.

对于生产线安装：

Rheonics 由于可定制的过程连接和传感器探头变型，SRD 密度计可以轻松集成到现有管道中。

主要安装形式为垂直于管道和水平于管道。根据空间、功能、流体类型等安装限制做出决定。请参阅下表对两者的石灰乳浆进行比较。

表 4：内嵌管道安装 – 平行和垂直比较

	垂直	并行
课程描述	传感器探头安装在与管道成 90° 的位置。建议 SRD 的探头尖端与流量对齐，请参见此处。	传感器探头沿管道或轴向安装。通常需要弯管。建议将流体逆着 SRD 的探头轴流动。传感元件是同心的并且位于线路的中间。
优势	安装更简单 - 通常只需要一个焊接接头。	让流体沿着传感器探头轴线流动是 SRD 的理想安装方式。沉积物影响传感元件的可能性较小。 Rheonics 提供流通池配件用于并行安装
缺点	对于高粘度流体，传感元件底座和尖端周围存在沉淀和沉积的风险。大多数情况下，它需要的最小管道尺寸为 2.5 英寸（ANSI - OD 2 毫米为 60.3 英寸）。较小尺寸的管道存在沉积物的风险，并且没有给传感元件提供足够的间隙。	如果用于短传感器探头，则安装需要缩短或定制弯曲。 Rheonics 提供 FET-15T 和扫描弯管，用于与 NPT 1.25” 连接 Tri-Clamp. 对于并行安装，某些应用需要长插入探头。可能会减少横截面。大多数时候，管道需要弯曲或 90° 角。
当安装在存在沉积可能性的管道中时（由于经常混合不当的 CacO3），应安装传感器探头以避免在传感元件周围形成沉积物。

对于储罐安装：

对于储罐、容器或反应堆中的安装，不仅 SRD 传感元件需要无障碍物，而且传感器探头还应远离在运行期间可能撞击设备的移动物体。

Rheonics 在储罐中安装的最常见解决方案是使用储罐安装适配器 – TMA-34N，以及使用长插入探头（如 SRD-X5）。两者都可以安全可靠地安装，无需清空水箱。下表比较了这两个选项。

表 5：直列储罐安装 – 储罐安装适配器和长插入探头比较

	TMA-34N 配件	长插入探头
课程描述	它使用短 SRD-X1-34N，螺纹连接在保护笼中。组件通过定制长度的管道延伸。传感器探头浸入液体中，另一端固定以确保安装牢固。	单件传感器探头可根据长度和过程连接进行定制。指的是 SRD-X5 （标准长）， -X6 （细线）和 -X7 （反应堆探头）。
优势	用户可以轻松更改插入长度。笼子可保护探头免受撞击。	可用于开放式和封闭式储罐。设计灵活性（主体直径）。提供防护笼
缺点	最常见于打开的储罐。	与 TMA 相比，解决方案更昂贵。

如需进一步审查，请访问有关 罐内和管道内联安装的比较。

校准和测试：

安装后，应对密度计进行测试以确保测量准确。此步骤包括验证仪表读数是否与已知的浆料密度相符，并根据需要调整仪表。

与控制系统集成:

密度计应与控制系统集成。这样可以根据浆料密度的变化自动调整进给速率。

通过遵循此实施策略，您可以确保自动内联监控的成功安装和操作oring 石灰乳浆液控制系统。这将改善过程控制、稳定的浆料质量和更好的最终产品性能。

维护监控的最佳实践oring 和控制系统

确保所有碳酸钙已与水反应形成稳定的悬浮液，这需要一些时间。 SRD 测量可以显示密度（和粘度）何时稳定，这意味着完全稳定。
定期对在线密度计进行校准验证，确保测量可靠。
定期维护和清洁密度计，以防止结垢并确保正常功能。
对 PID 控制器和其他控制设备进行例行检查，以保持系统整体优化。
对监督监测人员进行适当的培训oring 和控制系统来处理原材料的变化、解决潜在问题并确保安全。
监控标准操作程序 (SOP) 的实施oring、控制和报告，以促进沟通并保持一致且高效的工作流程。

通过使用自动内联监控oring 和控制方法，操作员可以自信地维持和控制石灰乳浆料的质量，以实现我们期望的最终产品的性能和安全性。

5。结论

monit的oring 控制石灰浆是许多工业过程的一个关键方面。技术的选择应考虑精度、系统尺寸和浓度变化频率等因素。但是，为了获得最佳性能和一致的质量，我们建议使用自动内联监控oring 及控制方法。正确的维护和遵守 SOP 将确保可靠的结果，同时提供。 Rheonics 带粘度输出的在线过程密度计，SRD 是操作员工具集的绝佳补充，可监控、控制和优化石灰浆的一致性，从而实现高投资回报率。