[发明专利]强腐蚀性介质相界面的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相界面的测量方法，特别是涉及一种强腐蚀性介质的相界面的测量方法。

背景技术

在化工反应中，系统内不可避免的存在着两相或者多相介质的分离过程，要实现化工过程连续、长期、正常的运行，能够直接、准确的判断出设备内相界面的高度，特别是在有强腐蚀性介质存在的相界面高度就显得尤其重要。

但是，在强腐蚀性介质环境中，如氢氟酸、盐酸等介质环境中，如使用一般的仪表如磁浮式液位计，差压式液位计等测量相界面位置，很快就会被腐蚀，很难保证长时间的有效使用；如果采用雷达等间接式液位计测量，仪表的成本费用又很高；另外，如生产过程需要同时分离多相混合物，也需要能够测量多相界面的仪表或方法，因此，本发明的目的是提供一种成本低廉，能够同时测量多个相界面，并特别适用于强腐蚀性介质相界面的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量强腐蚀性介质的相界面的方法。

本发明的原理是：根据待测液体的引压口(上下分布)测得的压力差、引压口之间的距离以及待测液体中两相的密度，计算出相界面的高度，即：

假设上下引压口的相对高度为H，两引压口的压差为ΔP，相界面上层相的密度为ρ1，下层相的密度为ρ2，

则ΔP＝ρ1×g×(H-h)+ρ2×g×h

相界面高度h＝(ΔP-ρ1×g×H)/(ρ2-ρ1)/g

即通过以上公式计算得到相界面高度h。

本发明中所述的相界面高度为相界面的相对高度，即从下引压口到相界面的高度，如需要相界面的绝对高度，只需要将本发明所述的相对高度与下引压口的高度相加，即可得到。

具体的说，本发明先选择一种液体作为引压液，为避免引入杂质，一般可选用设备内的某种相、介质或不污染设备内介质、与待测相一分离的液体作为引压液；在设备侧壁开口，引出上下两个引压口，保证上下引压口总是位于待测相界面的两侧，并且上引压口和下引压口分别与待测相界面的上层相和下层相连通；用压力泵将引压液从引压口以一定流量泵入；用压力表测定上下引压口的压力，并计算引压口的压力差，利用上述公式计算出相界面的高度。

本发明的方法可容易地推广到多相相界面的测量，如在三相相界面的测量中，假设上引压口和中引压口的相对高度为H1，压差为ΔP1，中引压口和下引压口的相对高度为H2，压差为ΔP，从上到下三相的密度分别为ρ1，ρ2和ρ3，则中层相的相对相界面高度h1(相对中引压口的高度)，下层相的相对相界面高度h2(相对下引压口的高度)分别为：

h1＝(ΔP-ρ1×g×H1)/(ρ2-ρ1)/g

h2＝(ΔP-ρ2×g×H2)/(ρ3-ρ2)/g

依次类推，可方便的计算出多相相界面的相对高度，由此也可方便的计算出所需的相界面的绝对高度。

本发明也可以直接利用差压变送器测定各引压口的压力差，并将压力差转化为数字信号，由数据线传送到数据处理设备，并根据数据处理设备内预先设定的引压口距离H，相界面上层密度为ρ1，下层密度为ρ2，由数据处理设备根据上述公式计算出相界面高度h。

由于只要保证引压口处为微正压，就可以防止设备内的强腐蚀性物料倒流对仪表造成腐蚀，因此选用普通的仪表就可以达到测量的目的。

为准确测定相界面的高度，用流量计控制引压液的流量，使上下引压口的流量相同，只要保证引压口处为微正压(与设备内压力相比)就可以将引压液以很小的流量从引压口压入设备内。

若需要测定同一设备中多个相的各个相界面高度，则需要设置多个引压口，保证各个引压口与需要测定的相连通，并用压力泵将同种引压液以相同的流量压入设备内，测定各个引压口的压力，通过已知的各个引压口的高度和各相的密度，利用上述公式计算出所需的各个相界面的高度。

本发明的技术方案有以下优点：

1.本发明采用普通仪表就可以测量强腐蚀性介质的相界面高度，成本低廉，测量方法简单。

2.引压液选用不带入杂质而且容易分离的其他液体或与设备内的一种物料相同的液体，利用该测量方法不会在分离相中引入杂质。

3.本发明的方法应用广泛，除了特别适用于测量强腐蚀性介质的相界面高度，也可以用来测量液面高度，测量密度相近的介质间的相界面高度和测量多相混合物的各个相界面高度。

附图说明

图1相界面的测量方法的示意图，其中，FV为气动阀的控制机构；FC为气动阀；Pd为差压变送器；LICA为计算得到的相对相界面高度；FI为流量显示；FT和FE为控制流量的联合执行机构；FICQ为流量控制；H为两引压口的相对高度；h为相界面高度。

具体实施方式