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Echtzeitüberwachung von Kalkmilchschlammoring und die Kontrolle von

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Für Verfahrensingenieure ist es wichtig, eine zu entwickeln effiziente und zuverlässige Methode zur Überwachung und Steuerung der Kalkmilchaufschlämmung bei der Herstellung des Zielprodukts. Der Schlüssel zu diesem Prozess besteht darin, eine Methode zu finden, die die Qualität der Aufschlämmung aufrechterhält, eine strenge Kontrolle ermöglicht und problemlos auf Änderungen der Rohstoffe oder der gewünschten Konzentration der Kalkaufschlämmung reagiert. In diesem Dokument werden der aktuelle Stand der Kalkmilchproduktion, verschiedene zur Kontrolle verfügbare Techniken sowie deren Vor- und Nachteile erörtert und der beste Ansatz für den Produktionsprozess unter Berücksichtigung von Faktoren wie Konzentration, Systemgröße, Rohstoffreinheit und gewünschtem Endprodukt skizziert , wobei die Vorteile von hervorgehoben werden Rheonics SRD-Dichte- und Viskositätsmessgerät.

1. Übersicht über Kalkschlamm

Herstellung von Kalkmilchbrei

Bei der Herstellung von Kalkmilch wird Calciumoxid (CaO) mit Wasser in einer Wärme freisetzenden Reaktion vermischt, die Kalklöschung genannt wird. Bei dieser Reaktion entsteht zunächst eine feine Pulverlösung aus Calciumhydroxid, die als gelöschter Kalk oder gelöschter Kalk bekannt ist. Durch weitere Zugabe von Wasser entsteht eine flüssige Lösung namens Kalkmilch. Die Aufschlämmung wird typischerweise auf eine Konzentration gemischt, bei der sie noch leicht fließt, aber einen hohen Feststoffanteil an Calciumhydroxid enthält.

Um die bei der Löschreaktion entstehende Wärme sicher zu bewältigen, ist eine spezielle Ausrüstung, ein sogenannter Kalklöscher, erforderlich. Durch die Aufrechterhaltung der richtigen Reaktionstemperatur bleibt die Qualität des produzierten Hydrats konstant und gewährleistet eine gute Reaktivität, was dazu beiträgt, die Umweltbelastung zu minimieren und letztendlich die Endproduktausbeute zu verbessern. Anwender von Kalkmilch haben die Möglichkeit, Branntkalk vor Ort zu löschen oder vorgelöschtes trockenes Calciumhydroxid zu beziehen. Letzteres lässt sich problemlos mit Wasser vermischen, ohne dass ein Löschmittel erforderlich ist. Alternativ kann bei Anbietern auch fertige Kalkmilch bezogen werden. 

Die resultierenden wässrigen Suspensionen werden durch die Konzentration der Feststoffmasse (% Feststoffe), die chemische Reaktivität der Aufschlämmung zur Neutralisierung einer Säure und die Größenverteilung der Partikel in der Suspension (die teilweise die Viskosität kontrolliert) charakterisiert. Diese Eigenschaften bestimmen die Eigenschaften der Aufschlämmung, vor allem ihre Viskosität und ihre Reaktivität.

Die richtige Lagerung von Kalkmilch ist von entscheidender Bedeutung, da sich ihre Qualität mit der Zeit verschlechtert. Die Calciumhydroxidpartikel reagieren mit Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre, was zur Bildung von Calciumcarbonatkalk (CaCO3) führt. Dies wirkt sich negativ auf die Wirksamkeit der Aufschlämmung in verschiedenen Prozessen und Anwendungen aus.

Abbildung 2: Schematische Darstellung des Kalkmilchaufschlämmungsprozesses [2].

Beschaffung und Alternativen für Kalkmilchaufschlämmung

Der Hauptrohstoff für Kalkmilchaufschlämmung, Branntkalk, wird aus Kalkstein gewonnen, einem Sedimentgestein, das hauptsächlich aus Kalziumkarbonat (CaCO₃) besteht. Kalkstein ist weltweit reichlich vorhanden und wird in Ländern mit bedeutenden Kalksteinvorkommen, darunter den USA, China und Indien, kommerziell abgebaut.

Es gibt mehrere Alternativen zur Kalkmilchaufschlämmung, vor allem für Anwendungen, bei denen sie zur pH-Kontrolle oder Wasseraufbereitung eingesetzt wird. Zu diesen Alternativen gehören Soda (Natriumcarbonat), Natronlauge (Natriumhydroxid) und Magnesiumhydroxid. Allerdings bringt jede dieser Alternativen ihre eigenen Vor- und Nachteile mit sich und die Auswahl hängt oft von der spezifischen Anwendung und lokalen wirtschaftlichen Erwägungen ab.

Dichtetabelle für Kalkmilchaufschlämmung

Wie bereits erläutert, handelt es sich bei einer Kalkaufschlämmung chemisch gesehen um eine Suspension von Calciumoxid CaO in Wasser, die als Branntkalk bezeichnet wird. Hydratkalk Ca(OH)2 ist eine Suspension fester Calciumhydroxid-Ca(OH)2-Partikel (Pulver) – zwischen 18 % und 40 % Konzentration – in Wasser, bekannt als Hydratkalk, die aus der Hydratisierung von gebranntem Kalk gewonnen wird.

Das nächste Diagramm zeigt, dass die Dichte einer Kalkmilchaufschlämmung mit der Konzentration zunimmt. Dies liegt daran, dass die Kalziumpartikel in der Gülle das weniger dichte Wasser verdrängen.

Abbildung 3: Dichtetabelle der Kalkmilchaufschlämmung.

Das Diagramm zeigt auch, dass die Dichte der Kalkmilchaufschlämmung mit der Temperatur variiert. Dies liegt daran, dass die Calciumhydroxidpartikel in heißem Wasser besser löslich sind, was die Dichte der Aufschlämmung verringert.

Die folgende Tabelle zeigt die Dichte der Kalkmilchaufschlämmung bei unterschiedlichen Prozentsätzen von CaOH2 in Wasser. Die Dichte steigt linear mit der Zunahme des Massenanteils an Kalk in der Aufschlämmung. Es ist wichtig zu beachten, dass es sich hierbei um Näherungswerte handelt und die tatsächliche Dichte je nach Faktoren wie Temperatur und Druck variieren kann.

Bei Anteilen über 30 % werden manche Kalkschlämme recht steif. Bei 35 % werden Zusatzstoffe verwendet, um die Gülle pumpbar zu machen. Im Allgemeinen können Schlämme bei 40 % nicht mehr gepumpt werden.

Tabelle 1: Referenzdichte von Kalkschlamm [3].

Kalkschlammkonsistenz mit Konzentration

Es gibt drei Arten von Kalksuspensionen:

  • Kittartiges Material mit 30–35 % Branntkalkschlamm benetzen.
  • Cremiges Material, das gegossen oder gepumpt werden kann und etwa 20–25 % Branntkalk enthält – bekannt als Kalkmilch.
  • Wässrige Konsistenz, milchige Farbe, mit einer Konzentration von weniger als etwa 18 % (typischerweise 10–15 % oder 1–1.5 lb/gal)

Nach der Stabilisierung ist Kalkschlamm eine stabile Suspension und nicht korrosiv. Die Stabilisierung erfolgt, wenn das gesamte Wasser vollständig mit dem Calciumhydroxid reagiert hat.

Industrielle Anwendungen von Kalkmilchaufschlämmung

- Wasserversorgung: Kalk wird in Wasseraufbereitungsprozessen auf vielfältige Weise eingesetzt, unter anderem zur Enthärtung, Agglomeration, Flockung und pH-Wert-Einstellung. Es wird üblicherweise dem Trinkwasser zugesetzt, um die Karbonatablagerung zu kontrollieren und die Lebensdauer von Verteilungssystemen zu verlängern.

Bei der Abwasserbehandlung wirkt Kalk als Koagulans, indem er die Ladung der Kolloidpartikel neutralisiert und so deren einfache Entfernung ermöglicht. Es fördert außerdem die Ausflockung suspendierter Verunreinigungen und macht das Dekantieren effizienter. Kalk kann in Kombination mit Metallsalzen oder Polymeren als Flockungsmittel eingesetzt werden.

Darüber hinaus kann Kalk den pH-Wert des Wassers erhöhen und zur Ausfällung von Schwermetallen in Form von Hydroxiden führen. Dies erleichtert das Aufsammeln und Entfernen. Kalk hilft auch bei der Ausfällung von Phosphaten und Sulfaten sowie von Schwermetallen, da es sich um unlösliche Salze handelt, die deren Entfernungseffizienz verbessern.

Abbildung 4: Wasseraufbereitungsprozess und SRD-Dichte- und Viskositätsmessgerät

- Zuckerraffinierung: Bei der Reinigung von Zuckerrüben- oder Zuckerrohrsaft werden Kalkmilch und Kohlensäuregas zugesetzt. Überwachenoring Die Qualität der Kalkmilch in mehreren Stufen ist entscheidend für bessere Reinigungsergebnisse und einen optimierten Prozess.

Abbildung 5: Zuckerraffinierungsprozess und SRD-Dichte- und Viskositätsmessgerät

– Rauchgasentschwefelung: Kalkmilchaufschlämmung wird häufig in Kraftwerken und Industrien mit großen Kesseln verwendet und trägt zur Reduzierung der Schwefeldioxidemissionen bei, indem sie mit diesen schädlichen Gasen reagiert und diese neutralisiert.

– Papierherstellung: In der Papierindustrie wird Kalkmilchschlamm zum Aufschluss von Holz im Sulfat- oder Kraftverfahren eingesetzt. Es baut das im Holz vorhandene Lignin ab und macht so die Papierproduktion effizienter.

Abbildung 6: Papierherstellungsprozess und SRD-Dichte- und Viskositätsmessgerät

- Stahlproduktion: Die Stahlindustrie verwendet Kalkmilchaufschlämmung zum Flussmittel, zur Entschwefelung und im grundlegenden Sauerstoffstahlherstellungsprozess. Es hilft bei der Entfernung von Verunreinigungen und verbessert die Qualität des produzierten Stahls.

– Bergbau von Nichteisenmetallen: Entfernung von Nichteisenmetallen aus dem Erz bei Flotationsprozessen, bei denen Kalkmilch als pH-Modifikator für eine bessere Wirksamkeit von Schäumern und Sammlern verwendet wird, oder bei Metathesereaktionen, bei denen sie zur Ausfällung des Salzes des Nichteisenmetalls verwendet wird. Kalkschlamm wird zur Kontrolle des pH-Wertes bei der Säureneutralisation und der Cyanidlaugung bei der Goldraffinierung verwendet.

– Chemische Herstellung: LIme-Aufschlämmung wird als pH-Einstellmittel, Trockenmittel oder für die Metathesereaktion verwendet.

- Konstruktion: Kalkmilch wird zur Bodenstabilisierung im Bauwesen und als Bestandteil von Baustoffen eingesetzt.

– Bleichen: Kalkschlamm wird zum Bleichen von Materialien wie Leinen, Glas und Papierzellstoff verwendet.

2.Monitoring und Controlling-Techniken

Methode 1: Offline-Dichtemessung

  • Vorteile: Kostengünstig; einfach umzusetzen
  • Nachteile: Unzuverlässig; langsam in der Reaktion auf Veränderungen; manuelle Eingriffe
  • Anwendbarkeit: Kann bei geringen Präzisionsanforderungen, kleineren Systemgrößen oder seltenen Konzentrationsänderungen verwendet werden.

Bei dieser Technik werden regelmäßig Messungen der Dichte der Kalkmilchaufschlämmung mithilfe eines Offline-Dichtemessgeräts durchgeführt. Dieses Dichtemessgerät ist vom Prozessstrom getrennt und erfordert einen manuellen Eingriff. Diese Methode kann kostengünstig und relativ einfach zu implementieren sein; Es kann jedoch recht langsam und unzuverlässig auf Konzentrationsänderungen reagieren.

Methode 2: Inline-Dichtemessung und manuelle Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit

  • Vorteile: Schnellere Dichtemessungen; höhere Genauigkeit als Methode 1
  • Nachteile: Langsame Anpassung der Vorschubgeschwindigkeiten; manuelle Eingriffe; Risiken menschlichen Versagens
  • Anwendbarkeit: Dies könnte in Fällen nützlich sein, in denen sich die Schlammkonzentration nicht häufig ändert und Arbeitskräfte für manuelle Anpassungen zur Verfügung stehen.

Hier ein Inline-Dichtemessgerät wie das Rheonics Das Prozessmessgerät SRD dient der kontinuierlichen Messung der Kalkmilchdichte. Dieses Messgerät bietet Echtzeitüberwachungoring des Prozessstroms und ist damit schneller und genauer als Offline-Messungen. Die Anpassung der Zufuhrgeschwindigkeit erfolgt jedoch immer noch manuell, was zu langsameren Reaktionszeiten und potenziellen menschlichen Fehlern wie einer Über- oder Unterverdünnung der Lösung führen kann.

Methode 3: Automatische Inline-Überwachungoring und Kontrolle (empfohlen)

  • Vorteile: Genaue Messungen in Echtzeit; schnelle Steuerungsanpassungen; geringer menschlicher Eingriff; gleichbleibende Qualität
  • Nachteile: Höhere Erstinstallationskosten
  • Anwendbarkeit: Ideal für größere Systeme, häufige Konzentrationsänderungen oder hohe Präzisionsanforderungen.

Bei dieser Methode wird ein Inline-Prozessdichtemessgerät wie das verwendet Rheonics Prozessmessgerät SRD zur Überwachung der Dichte der Kalkmilchaufschlämmung in Echtzeit, kombiniert mit einer einfachen Steuerung zur automatischen Anpassung der Zufuhrraten. Dieser Aufbau ermöglicht genaue Dichtemessungen und ermöglicht der Steuerung schnelle Anpassungen als Reaktion auf Konzentrationsänderungen, um die Güte der Aufschlämmung aufrechtzuerhalten und eine strenge Kontrolle zu erreichen. Obwohl diese Methode mit höheren anfänglichen Installationskosten verbunden ist, ist sie aufgrund der Vorteile einer gleichbleibenden Qualität, Leistung und eines geringeren Personalaufwands die empfohlene Wahl.

Abbildung 7: Inline-Prozessdichtemessgerät SRD zur Kontrolle der Konzentrationsmasse der Kalkmilchaufschlämmung

3. Rheonics Inline-Prozessdichtemessgerät SRD

Das Rheonics Das Inline-Prozessdichtemessgerät SRD ist ein Inline-Dichtemessgerät, das sich ideal zur Kontrolle der Dichte von Kalkmilch in einer Kalklöschanlage eignet. Der SRD ist genau und zuverlässig und kann in einem weiten Temperatur- und Druckbereich betrieben werden.

Abbildung 8: Rheonics SRD Inline-Dichte- und Viskositätsmessgerät

Eignung zur Kalklöschbekämpfung

Das Rheonics Das Inline-Prozessdichtemessgerät SRD eignet sich aus folgenden Gründen gut für die Kontrolle von Kalklöschern:

  • Breiter Temperaturbereich: Der SRD kann in einem Temperaturbereich von -40 bis 300 °C (-40 bis 572 °F) betrieben werden, was den gesamten Temperaturbereich einer Kalklöschanlage abdeckt.
  • Hohe Genauigkeit: Der SRD hat eine Genauigkeit von 0.001 g/cm³ (höhere Genauigkeit ist verfügbar), was für die meisten Kalklöschanwendungen ausreichend ist, da er Massen-/Konzentrationsänderungen von weniger als 1 % auflöst.
  • Schnelle Reaktionszeit: Der SRD hat eine schnelle Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde, was eine Echtzeitsteuerung des Kalklöschers ermöglicht.
  • Einfach zu installieren: Das SRD ist ein einfach zu installierendes Dichtemessgerät, ohne dass Kalibrierungs- oder Inbetriebnahmeschritte erforderlich sind. Der Sensor kann in 5 Minuten im Tank oder in der Leitung installiert und mit Strom versorgt werden, um mit der Messung zu beginnen.
  • Einfache Integration mit SPS: Unterstützung für eine Vielzahl von Industrieprotokollen und SPS. Überprüfen Sie die Reichweite von Von SRD verwendete SPS und Protokolle die von Kunden zur Integration in die SPS und den IPC ihrer Wahl verwendet werden.
  • Gleichzeitige Messung von Viskosität und Temperatur: Die Viskosität der Kalkaufschlämmung erweist sich als guter Indikator für die Qualität der Kalkaufschlämmung. SRD kann den alterungsbedingten Abbau von Kalkschlamm erkennen [1].

Tabelle 2: Vergleich verschiedener Kalkschlämme in Tanks und deren Alterungseigenschaften. [1]

Verwendung Rheonics SRD für Monitoring Alternative Schlämme 

Das Inline-Prozessdichtemessgerät, Rheonics SRD ist ein vielseitiges Tool, das zur Überwachung verwendet werden kannoring nicht nur Kalkmilchaufschlämmung, sondern auch deren Alternativen wie Soda, Natronlauge und Magnesiumhydroxid. Aufgrund der unterschiedlichen Dichten und Fließeigenschaften dieser Stoffe ist die Rheonics Die Präzision und Einstellbarkeit von SRD machen es zu einer ausgezeichneten Wahl für die Überwachungoring ihre Konzentrationen in Echtzeit. Dadurch wird sichergestellt, dass die richtigen Mengen verwendet werden und der optimale pH-Wert bzw. die optimale Behandlungseffizienz aufrechterhalten wird. Darüber hinaus ist die Integration der Rheonics SRD mit Steuerungssystemen ermöglicht automatische Anpassungen und sorgt so für einen reibungslosen Betrieb, unabhängig vom verwendeten Material.

Vorteile der Verwendung von Rheonics Inline-Prozessdichtemessgerät SRD

  • Durch die Online-Echtzeitmessung der Dichte kann der Prozess kontinuierlich gesteuert und betrieben werden, ohne dass Messproben erforderlich sind
  • Direkte Ausgabe vom Messgerät für Dichte, spezifisches Gewicht, Konzentration, °Be (Grad Baumé), °Bx (Grad Brix)
  • Effizienter Einsatz von Kalkschlamm, Verbesserung der Qualität und Kosteneinsparung
  • Zuverlässiges, wiederholbares, reproduzierbares und genaues Messgerät
  • Direkte Messung ohne Einfluss der Betriebstemperatur oder des Vorhandenseins von Feststoffen in der Flüssigkeit
  • Optimieren Sie die Ausbeute des Produktionsprozesses mit Kalkschlamm
  • Einfache Installation in Prozessleitungen, Tanks und Reaktoren, ohne dass eine externe Durchflusszelle erforderlich ist
  • Verwenden Sie dasselbe Messgerät auch zur Messung des Endprodukts und nutzen Sie dabei die direkte Ausgabe in der Einheit Ihrer Wahl (°Bx, °Be, SG, Konzentration und andere).

Abbildung 9: Installation des SRD-Dichtemessgeräts im Tank und in der Rezirkulationsleitung

Vorteile von Rheonics gegenüber Alternativen

  • Direkte Messung der Dichte anstelle empirischer Messprinzipien, die auf der Absorption von Mikrowellen oder Strahlung basieren (Mikrowellen- und strahlungsbasierte Methoden ermitteln die relative Änderung der Absorption und beziehen sie durch Flüssigkeitskalibrierung auf die Dichte und erfordern eine regelmäßige Neukalibrierung.)
  • Direkte Messung in der Mitte der Strömungslinie statt an der Wand (wie bei elektrodenbasierten Messungen)
  • Keine Auswirkungen von Ablagerungen auf den Wänden (im Gegensatz zu schwerwiegenden Auswirkungen auf mikrowellenbasierte Technologien)
  • Optimiert das Sensorelement mit EHEDG- und 3-A-Zertifizierungen und eliminiert jegliche Verstopfungsgefahr (im Vergleich zu stimmgabelbasierten Technologien).
  • Fähigkeit, sowohl mit Flüssigkeiten mit niedriger als auch mit hoher Viskosität zu arbeiten
  • Keine Neukalibrierung während der Inbetriebnahme oder während der gesamten Lebensdauer erforderlich 
  • Integrierte Kalibrierungsverifizierung zur Einhaltung der FDA- und anderen Qualitätskontrollnormen

Tabelle 3: Vergleich verschiedener Dichtemessgeräte basierend auf unterschiedlichen Technologien.

EigenschaftenMesstechnologien
Ausgeglichener TorsionsresonatorWendegabelVibrierende RöhrenUltraschallMikrowellengeschirr Strahlung
Dichtebereich0–4 g/cm³0–3 g/cm³0–3 g/cm³Misst die Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten
0–4 g/cm³
Misst Gesamtfeststoffe von 1 % bis 50 % TS
0–2 g/cm³
0–1 g/cm³
Dichtegenauigkeit0.001 g / cc
(0.0001 g / cm³ und besser nachgewiesen)
0.001 g/cm³ oder besser unter definierten Bedingungen0.001 g/cc oder besser unter besten Bedingungen0.005 g / cc0.005 g / cc0.01 g / cc
Viskositätsbewertung und EinflussBis zu 10,000 cP. Misst gleichzeitig die dynamische FlüssigkeitsviskositätBis zu 50 cP
Bei hochviskosen Flüssigkeiten (0.004 cP) erhöht sich der Fehler (200 g/cm³).
Erfordert eine Kalibrierung für jede Flüssigkeit mit ViskositätNicht gemessenNicht gemessenNicht gemessen
Druckbewertung und Einfluss0 bar (15,000 bis 1000 psi)
Vollständig kompensiert. Keine Kalibrierung erforderlich
0 bar (3000 bis 200 psi)
Erheblicher Effekt, nicht kompensiert
0 bar (750 bis 50 psi)0 bar (1500 bis 100 psi)0 bar (1500 bis 100 psi)0 bar (3000 bis 200 psi)
Temperaturbewertung und -einfluss-40 bis 300 ° C
0.1°C Stabilität
Geringe Sensormasse
Isotherme Bedingungen ermöglichen eine hervorragende Dichtegenauigkeit
Kein Unterschied zwischen Werks- und Feldbedingungen.
-50 bis 200 ° C
Kein eingebauter Temperatursensor
Stabilität bei weniger als 1 °C. Riesige Sensormasse
Benötigt externe Temperaturmessung
Max. 150 ° C.

0.1°C Stabilität
Mit Isolierung umwickelte Sensorrohre mit geregelten Heizelementen
Schnell wechselnde Temperaturen führen zu hohen Messfehlern
0 bis 150 ° C0 bis 150 ° C0 bis 400 ° C
StrömungsbedingungenStatisch oder fließend. Kein Einfluss der Durchflussrate auf den Sensorbetrieb.Benötigt ein genau definiertes Durchflussregime.

Benötigt einen großen Adapter für jeden Rohrdurchmesser.
Statisch oder fließend. Erfordert eine Durchflusskompensation.Einphasige Flüssigkeiten. Beeinträchtigt durch das Vorhandensein von Blasen, Feststoffen oder anderen Verunreinigungen.Statisch oder fließend. Kein Einfluss der Durchflussmenge.

Tolerant gegenüber Verunreinigungen in der Flüssigkeit
Ein- oder mehrphasige Strömungen. Unempfindlich gegenüber Verunreinigungen.
InstallationKleinster Inline-Prozessdichtesensor auf dem Markt (1 Zoll x 2.5 Zoll)
Mehrere Prozessanschlüsse angeboten
Benötigt für jeden Rohrdurchmesser einen großen Adapter
Großer Sensor (2" x 10")
Nicht für große Rohrdurchmesser geeignet
Großes Sensorsystem (10“x20“)
Externe und aufdringliche Varianten
Großer, schwerer Sensor
Erfordert ein einzigartiges Gehäuse für kleine Leitungen
Extern
Großer, schwerer Sensor und Gehäuse
Für 2-Zoll-Rohre oder mehr
Extern
Bei kleinen Rohren müssen Sender und Sender weiter entfernt platziert werden
Kalibrierung erforderlich
TankinstallationKompatibelKompatibelNicht kompatibelKompatible Stile, aber Probleme mit EinlagenNicht kompatibelNicht kompatibel
VariantenAnpassbar in Länge (bündig, kurz und lang) und Design (∅30-mm-Standardkörper und ∅19-mm-Variante)In der Länge anpassbarAndereAndereAnderePasst sich an gerade Rohre und Bögen an
Stückkosten$$$
Muss wegen Verstopfung und Neukalibrierung häufig gereinigt werden
$ $ $$$
Kalibrierung mit Flüssigkeiten zur Definition der Basislinie
$$
Grundkalibrierungen erforderlich
$ $ $
Basiskalibrierung
Vorschriften zur Strahlenquellenkontrolle
Installationsaufwand0 bis Niedrig
Keine Wartung
Keine Feldkalibrierung
Selbstreinigendes Design
High
Häufig verstopft, muss gereinigt werden
Muss in regelmäßigen Abständen neu kalibriert werden
Medium
Erfordert eine Inbetriebnahmekalibrierung
Medium
Erfordert eine Inbetriebnahmekalibrierung
Medium
Erfordert eine Inbetriebnahmekalibrierung
High
WartungKeine, wenn keine Ablagerung auf dem Sensorelement erfolgtBeschichtungsfehler und Ablagerungen auf dem SensorHäufige KalibrierungHäufige KalibrierungHäufige KalibrierungHäufige Kalibrierung
Lebenszeitkosten für den Kunden$$ $ $$ $ $ $ $$$$$$
SchwächeAndereRiesiger Wandeffekt, erfordert spezielle Adapter für jede StrömungsbedingungSperrige Installation
Neukalibrierung erforderlich
Zu empfindlich gegenüber StrömungsbedingungenGeringe GenauigkeitLetzter Punkt in Sachen Genauigkeit

4. Umsetzungsstrategie

Die Implementierung einer automatischen Inline-Überwachungoring und Steuerungssystem kann in die folgenden Schritte unterteilt werden:

Auswahl der Ausrüstung: 

Die Auswahl eines geeigneten Inline-Dichtemessgeräts wie dem Rheonics SRD ist der erste Schritt. Stellen Sie sicher, dass Sie ein Modell wählen, das den spezifischen Anforderungen Ihres Prozesses entspricht, wie z. B. den Eigenschaften der Aufschlämmung und dem gewünschten Maß an Steuerungspräzision. Entdecken Sie hier alle SRD-Varianten.

Installation: 

Das Inline-Dichtemessgerät kann je nach den spezifischen Anwendungsanforderungen direkt in die Prozessleitung oder in einen Tank eingebaut werden. Rezension Rheonics SRD-Installationsanforderungen. 

Für die Prozesslinieninstallation:

Rheonics Aufgrund der anpassbaren Prozessanschlüsse und Sensorsondenvarianten lässt sich das SRD-Dichtemessgerät problemlos in eine bestehende Rohrleitung integrieren. 

Hauptinstallationsarten sind senkrecht und horizontal zum Rohr. Die Entscheidung wird auf der Grundlage der Installationseinschränkungen in Bezug auf Platz, Funktionalität, Flüssigkeitstyp und andere getroffen. Siehe nächste Tabelle mit einem Vergleich der beiden für Kalkmilchaufschlämmung.

Tabelle 4: Inline-Rohrinstallation – paralleler und senkrechter Vergleich 

SenkrechtParallel
BeschreibungDer Fühlerfühler wird im 90°-Winkel zum Rohr eingebaut.
Es wird empfohlen, die Sondenspitze des SRD auf den Durchfluss auszurichten. Weitere Informationen finden Sie hier.
Die Sensorsonde wird entlang oder axial zum Rohr montiert.
Normalerweise ist ein gebogenes Rohr erforderlich.
Es wird empfohlen, dass die Flüssigkeit gegen die Sondenachse des SRD gerichtet ist.
Das Sensorelement ist konzentrisch und in der Mitte der Linie.
VorteileEinfachere Installation – Normalerweise ist nur ein Weldolet erforderlich.Die ideale Installation für den SRD ist die Anordnung der Flüssigkeit entlang der Sensorsondenachse.
Es ist weniger wahrscheinlich, dass Ablagerungen das Sensorelement beeinträchtigen.
Rheonics bietet Zubehör für Durchflusszellen für eine parallele Installation
Nachteile Bei hochviskosen Flüssigkeiten besteht die Gefahr von Sedimentation und Ablagerungen an der Basis und Spitze des Sensorelements.
Meistens ist eine Mindestrohrgröße von 2.5 Zoll (2 Zoll für ANSI – Außendurchmesser 60.3 mm) erforderlich. Bei kleineren Rohrgrößen besteht die Gefahr von Ablagerungen und es besteht die Gefahr, dass das Sensorelement nicht genügend Abstand hat.
Bei Verwendung für kurze Sensorsonden erfordert die Installation eine gekürzte oder angepasste Biegung. Rheonics bietet den FET-15T und den Sweep-Bogen für den Anschluss mit NPT 1.25 Zoll und an Tri-Clamp.
Für den parallelen Einbau erfordern einige Anwendungen eine lange Eintauchsonde.
Mögliche Querschnittsreduzierung.
In den meisten Fällen ist eine Biegung oder ein 90°-Winkel in der Rohrleitung erforderlich.
Bei der Installation in einem Rohr, in dem die Gefahr einer Sedimentation besteht (oftmals aufgrund von unsachgemäß gemischtem CacO3), sollte die Sensorsonde installiert werden, um die Bildung von Ablagerungen um das Sensorelement herum zu vermeiden.

Für den Tankeinbau:

Bei Installationen in Tanks, Behältern oder Reaktoren muss nicht nur das SRD-Sensorelement frei von Hindernissen sein, sondern auch die Sensorsonde sollte von beweglichen Objekten ferngehalten werden, die während des Betriebs auf das Gerät treffen können.

Rheonics Die gängigsten Lösungen für den Einbau in Tanks sind die Verwendung des Tankmontageadapters TMA-34N und die Verwendung langer Einstecksonden wie der SRD-X5. Beide ermöglichen eine sichere und zuverlässige Installation, ohne dass der Tank entleert werden muss. Die nächste Tabelle vergleicht beide Optionen.

Tabelle 5: Inline-Tankinstallation – Vergleich zwischen Tankmontageadapter und langer Einführsonde 

TMA-34N ZubehörLange Einführsonde
BeschreibungEs verwendet die Kurzform SRD-X1-34N, eingeschraubt in einem Schutzkäfig. Die Baugruppe wird um ein Rohr mit individueller Länge erweitert. Die Sensorsonde ist in die Flüssigkeit eingetaucht und das andere Ende ist für eine sichere Installation fixiert.Einteiliger Sensorfühler, maßgeschneidert in Länge und Prozessanschluss.
Bezieht sich auf SRD-X5 (Standard lang), -X6 (Slimline) und -X7 (Reaktorsonde).
VorteileEinfache Änderung der Eintauchtiefe durch den Benutzer.
Käfig schützt die Sonde vor Stößen.
Für offene und geschlossene Tanks einsetzbar.
Flexibilität beim Design (Körperdurchmesser).
Schutzkäfige sind vorhanden
Nachteile Meistens bei geöffneten Tanks üblich.Teurere Lösung im Vergleich zum TMA.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel zu a Vergleich zwischen Inline-Einbau in Tank und Rohr. 

Kalibrierung und Prüfung: 

Nach der Installation sollte das Dichtemessgerät getestet werden, um genaue Messungen sicherzustellen. Dieser Schritt umfasst die Überprüfung, ob die Messwerte des Messgeräts mit der bekannten Schlammdichte übereinstimmen, und das Anpassen des Messgeräts bei Bedarf.

Integration mit Steuerungssystemen

Das Dichtemessgerät sollte in die Steuerungssysteme integriert sein. Dies ermöglicht eine automatische Anpassung der Zufuhrgeschwindigkeit als Reaktion auf Änderungen der Schlammdichte.

Durch Befolgen dieser Implementierungsstrategie können Sie eine erfolgreiche Installation und den erfolgreichen Betrieb einer automatischen Inline-Überwachung sicherstellenoring und Kontrollsystem für Kalkmilchaufschlämmung. Dies führt zu einer verbesserten Prozesskontrolle, einer gleichbleibenden Schlammqualität und einer besseren Leistung des Endprodukts.

Best Practices für die Wartung der Monitoring und Steuerungssysteme

  1. Stellen Sie sicher, dass das gesamte Calciumcarbonat mit Wasser reagiert hat und eine stabile Suspension entsteht. Dies dauert einige Zeit. Die SRD-Messung kann zeigen, wann sich die Dichte (und Viskosität) stabilisiert hat, was eine vollständige Stabilisierung bedeutet.
  2. Regelmäßige Kalibrierungsüberprüfung des Inline-Dichtemessgeräts zur Gewährleistung zuverlässiger Messungen.
  3. Regelmäßige Wartung und Reinigung des Dichtemessgeräts, um Verschmutzungen vorzubeugen und eine ordnungsgemäße Funktion sicherzustellen.
  4. Routinemäßige Inspektion des PID-Reglers und anderer Steuerungsgeräte, um ein insgesamt optimiertes System aufrechtzuerhalten.
  5. Angemessene Schulung des Personals, das die Überwachung überwachtoring und Kontrollsysteme, um Schwankungen bei den Rohstoffen zu bewältigen, potenzielle Probleme zu beheben und die Sicherheit zu gewährleisten.
  6. Implementierung von Standardarbeitsanweisungen (SOPs) für Monitoring, Kontrolle und Berichterstattung, um die Kommunikation zu erleichtern und einen konsistenten und effizienten Arbeitsablauf aufrechtzuerhalten.

Durch die Verwendung einer automatischen Inline-Überwachungoring und Kontrollmethode können Bediener die Qualität der Kalkmilchaufschlämmung sicher aufrechterhalten und kontrollieren, um die Leistung und Sicherheit unseres gewünschten Endprodukts zu erreichen.

5. Fazit

Monitoring und die Kontrolle der Kalkmilchaufschlämmung ist ein kritischer Aspekt vieler industrieller Prozesse. Bei der Wahl der Technik sollten Faktoren wie Präzision, Systemgröße und Häufigkeit von Konzentrationsänderungen berücksichtigt werden. Für optimale Leistung und gleichbleibende Qualität empfehlen wir jedoch die Verwendung einer automatischen Inline-Überwachungoring und Kontrollmethode. Durch die ordnungsgemäße Wartung und Einhaltung von SOPs werden zuverlässige Ergebnisse gewährleistet und gleichzeitig bereitgestellt. Rheonics Als Inline-Prozessdichtemessgerät mit Viskositätsausgang ist SRD eine hervorragende Ergänzung zum Werkzeugsatz des Betreibers, um die Konsistenz seiner Kalkaufschlämmung zu überwachen, zu steuern und zu optimieren und so einen hohen ROI zu erzielen.

Bibliographie

[1]: Kutlubay, G. (2016) Verfahren zur Herstellung einer Milch aus gelöschtem Kalk von großer Feinheit und dadurch erhaltene Kalkmilch von großer Feinheit. WO 2016/037972 A9 

[2]:  Kemppainen, J. (2016) Modellierung und Validierung des Kalkmilchproduktionsprozesses.

[3]: Nationaler Kalkverband. Eigenschaften typischer kommerzieller Kalkprodukte 

[4]: Globaler Kalkschlamm-Marktüberblick 2019–2025, Marktforschungsbericht

[5]: S&D Sucden. Zuckerprozessflusscharts

[6]: Wikipedia. Kalkmilchaufschlämmung

[7]: Zuckerverband 

[8]: Papierverband 

[9]: Wasseraufbereitungsverband 

Vorgeschlagene Produkte für die Anwendung

  • Breiter Viskositätsbereich - Überwachen Sie den gesamten Prozess
  • Wiederholbare Messungen in Newtonschen und Nicht-Newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Alle 316L-medienberührten Teile aus Edelstahl sind hermetisch abgedichtet
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Prozesslinien
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich
  • Einzelnes Instrument zur Messung von Prozessdichte, Viskosität und Temperatur
  • Wiederholbare Messungen in newtonschen und nicht-newtonschen Flüssigkeiten, einphasigen und mehrphasigen Flüssigkeiten
  • Ganzmetallkonstruktion (316L Edelstahl)
  • Eingebauter Sensor zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit
  • Kompakter Formfaktor für den einfachen Einbau in bestehende Rohre
  • Einfach zu reinigen, keine Wartung oder Neukonfiguration erforderlich
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