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背景介紹

隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展和環(huán)保意識的加強(qiáng)，油水分離技術(shù)更受到人們的重視。目前已知的油水分離方法主要有重力式分離、離心式分離、電分離、吸附分離、氣浮分離等，各種分離方法比較結(jié)果見下表1:

表1 各種油水分離方法的比較

由于油、氣、水的相對密度不同，組分一定的油水混合物在一定的壓力和溫度下，當(dāng)系統(tǒng)處于平衡時就會形成一定比例的油、氣、水相。當(dāng)相對較輕的組分處于層流狀態(tài)時，較重組分液滴根據(jù)斯托克斯公式的運(yùn)動規(guī)律沉降。

重力沉降油水分離法具有成本低性價比高的特點，可以達(dá)到一進(jìn)二出的效果，進(jìn)入的是含油過程水。上出分離的油下出潔凈的水。重力式沉降分離設(shè)備常用于工業(yè)生產(chǎn)過程中。及時回收到所需要的組分有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

應(yīng)用情況

某飼料添加劑、食品添加劑及醫(yī)藥原料中間體生產(chǎn)的工廠會大量用到正己烷，正己烷是一種幾乎不溶于水的無色液體，易溶于氯仿、乙醚、乙醇。常用于目標(biāo)有機(jī)物的提取。根據(jù)正己烷的性質(zhì)設(shè)計了使用重力沉降法將正己烷與含鹽水分離出開來的裝置。通過監(jiān)測正己烷與含鹽水分離界面的液位，通過水相液位觸發(fā)排水管路排放閥擇時排出體系中沉降下來的水組分，并保留目標(biāo)組分正己烷。

現(xiàn)場主要儀器:3700電磁式電導(dǎo)率傳感器，Si792防爆控制器如下圖1所示:

圖1 Si792防爆型變送器和3700E探頭

測量方法

3700E系列封裝型無電極電導(dǎo)率傳感器在溶液的閉合環(huán)路中感應(yīng)產(chǎn)生電流，然后通過測量電流的大小來進(jìn)行溶液的電導(dǎo)率的測定。電導(dǎo)率傳感器驅(qū)動線圈A，在溶液中感應(yīng)產(chǎn)生交流電流;線圈B檢測感應(yīng)電流的大小，該電流與溶液的電導(dǎo)率成正比。電導(dǎo)率傳感器處理這個信號并顯示相應(yīng)的讀數(shù)。

圖2 油水分離裝置示意圖

正己烷與水分離器豎管上部和下部各有一個3700電磁式電導(dǎo)率傳感器，相當(dāng)于液位限定限位裝置。水的密度比正己烷的密度大且不互溶，會在正己烷中以不連續(xù)液滴的形式緩慢下落到分離器下部的收集裝置中。當(dāng)收集裝置裝滿了以后，水會沒過豎管上部的3700探頭，水中電荷穿過3700線圈時會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流達(dá)到閾值后變送器通過閾值報警功能給工控系統(tǒng)發(fā)出信號，并會觸發(fā)儲水管底部的電磁閥開關(guān)，打開流路排出收集裝置中的水，此時水位會持續(xù)下降。直到分離器下部的 3700探頭被非極性的正己烷介質(zhì)浸沒時，探頭中不再有電荷穿過，不再產(chǎn)生感應(yīng)電流，證明分離出的水已經(jīng)排空，變送器給工控系統(tǒng)發(fā)出信號，觸發(fā)排水閥關(guān)閉，儲水管繼續(xù)收集落下的水滴，如此往復(fù)以完成工藝過程控制。

總結(jié)

3700電磁式電導(dǎo)率傳感器具有堅固的、無污染設(shè)計，極化、油污和污染等問題都不會影響無電極電導(dǎo)率傳感器的性能。傳感器具有自動溫度補(bǔ)償，可應(yīng)用于電導(dǎo)率高達(dá)2000mS/cm，溫度范圍在0~200°C之間的溶液。具有多種安裝模式可供選擇，包括衛(wèi)生型安裝，接液部分的材料有聚丙烯、PVDF、PEEK或PFA Teflon等可供選擇。

此探頭維護(hù)量低，探頭對被測樣品無污染，反應(yīng)靈敏，和控制器的配置結(jié)構(gòu)簡單易維護(hù)，能免去大型油水分離裝置的配置，節(jié)約運(yùn)營成本。