1.引言

酸濃作為硫酸工藝中的關(guān)鍵指示參數(shù)之一，其測量的準(zhǔn)確性關(guān)系著裝置運行安全、尾氣酸霧排放、設(shè)備腐蝕、自動控制、安全聯(lián)鎖等。因此穩(wěn)定準(zhǔn)確的酸濃數(shù)值，是保障硫酸裝置實現(xiàn)安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)必不可少的。

2.原理闡述

高溫酸濃儀的測量原理：傳感器內(nèi)置有兩個線圈分別是發(fā)送圈與接收圈，當(dāng)具備一定流速的硫酸經(jīng)過傳感器時，發(fā)送圈因為通電產(chǎn)生了電磁場，經(jīng)過發(fā)送圈的硫酸因電磁場作用產(chǎn)生了感應(yīng)電流。當(dāng)攜帶感應(yīng)電流的硫酸流過接收圈時，接收圈接收硫酸中因帶感應(yīng)電流而產(chǎn)生的電磁，進一步轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電流信號，由導(dǎo)線導(dǎo)入儀表，經(jīng)過分析儀處理后呈現(xiàn)在酸濃儀顯示屏上

為深入了解電導(dǎo)率的計算，現(xiàn)引入以下式子： 

圖1.1 AS118非接觸電導(dǎo)率傳感器

其中K為電導(dǎo)率，Q為電導(dǎo)池常數(shù)，G為電導(dǎo)，L為兩極的距離，A為兩級的有效極板面積，I為測量電流，E為電壓。

聯(lián)立三式可得

由④易知，在兩級距離L、電壓E、有效極板面積A一定時，電導(dǎo)率K與電流I成正相關(guān)關(guān)系。

綜上所述，電導(dǎo)率的測量值一般受溫度、摻雜程度、流速與流量、電極損壞、電纜老化的影響等有關(guān)，以下我將主要從溫度、摻雜程度、流速與流量這三個方面為大家分析。

3.原因分析

溫度影響：

在硫酸工藝中，每一道工序的溫度把控都是極其嚴格的。鍋爐、換熱器、省煤器和過熱器等充當(dāng)溫度調(diào)節(jié)的角色，特此引入關(guān)聯(lián)著以上設(shè)備的余熱回收概念。如若余熱回收的局部設(shè)備換熱性能下降，由局部到整體，導(dǎo)致過程溫度相應(yīng)的升高或下降，進而影響硫酸的電解程度，又硫酸的電解程度會隨著溫度的升高而增加，即電導(dǎo)率隨溫度的上升而上升，見圖3.1。

圖3.1 98%酸電導(dǎo)率與溫度關(guān)系圖

摻雜程度影響：

本文中的摻雜程度不考慮灰分，而是硫酸中因融入空氣而產(chǎn)生的氣泡，含有大量氣泡的硫酸會對電導(dǎo)率的測量產(chǎn)生影響。氣泡的存在會導(dǎo)致輸出酸濃偏高，因為在實際測量時，氣泡在某個時間段的聚集會使得電阻無限大，由上文推理的電導(dǎo)率K與電流I成正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)電阻無限大時，電壓不變，電流將無限小，從而使得輸出酸濃偏高。因此，在測量硫酸的電導(dǎo)率時，需要確保其中不含大量氣泡，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。見圖3.2

圖3.2 酸濃%-電導(dǎo)率S/m對應(yīng)圖

流速與流量影響：

硫酸流經(jīng)傳感器時，如若其流速、流量不定，且沒有相應(yīng)的緩沖、定量設(shè)備使流過傳感器的硫酸實時處于穩(wěn)定狀態(tài)，一定程度上會影響傳感器的數(shù)據(jù)采集進而導(dǎo)致酸濃分析儀的曲線波動，測量失準(zhǔn)。當(dāng)流速過低時會造成“工藝延遲”現(xiàn)象；當(dāng)流速過快時電導(dǎo)電極有一個沖擊壓力從而造成“氣穴效應(yīng)”，長期使用會影響電極靈敏度和使用壽命；而適宜的流速與流量不僅減少氣泡的產(chǎn)生，還保證了酸濃儀測量的準(zhǔn)確性。

4.小結(jié)

在解決高溫酸濃儀測量故障時，我們所關(guān)注的更應(yīng)該是待測硫酸，首先最需要的是排查溫度、摻雜程度和流速與流量。而一般常見的設(shè)備老化、電極靈敏度下降、電路破損等常見原因，以下幾點是常見的長期使用可能會導(dǎo)致酸濃儀測量故障發(fā)生的原因及解決辦法：

①傳感器因酸腐蝕，導(dǎo)致?lián)p壞。見下圖4.1，圖4.2。

圖4.1

圖4.2

②電纜、電路與設(shè)備老化或破損。可直接更換，如若電纜經(jīng)檢查后無明顯破損，考慮內(nèi)部線路檢修。

③校正數(shù)據(jù)設(shè)定錯誤。酸濃儀內(nèi)置的校正參考數(shù)據(jù)設(shè)置有誤，需要重新設(shè)置。

④內(nèi)置溫度傳感器老化或損壞。一般酸濃儀會內(nèi)置溫度傳感器來作為溫度補償或調(diào)節(jié)，如果溫度傳感器損壞，同樣導(dǎo)致酸濃儀測量故障的發(fā)生。