中和系统技术方案

技术编号:18465372 阅读:56 留言:0更新日期:2018-07-18 15:41
本发明专利技术涉及中和系统(100),包括至少一个反应室(102),所述反应室具有用于含酸产物的第一供应线(114)和至少一个用于含碱产物的额外的供应线(116)。其中至少一个所述供应线(114,116)具有至少一个用于调节进入所述反应室(102)中的流入量的阀装置(118,120)。所述离子调节设备(104,204,205)包括至少一个分析设备(106,206),所述分析设备(106,206)设计成基于在所述反应室(102)中的混合物(122)的实际pH值确定至少一个实际离子浓度值,并且所述离子调节设备(104,204)包括至少一个离子调节系统(108,208),所述离子调节系统(108,208)包括至少一个设计成根据所述实际离子浓度值和目标离子浓度值调节所述阀装置(118,120)的离子调节器(110,210.1,210.2,211)。

Neutralization system

The invention relates to a neutralization system (100), including at least one reaction chamber (102), which has a first supply line (114) for an acid product and at least one additional supply line (116) for an alkali product. At least one of the supply lines (114116) has at least one valve device (118120) used to adjust the flow of inflow into the reaction chamber (102). The ion adjustment apparatus (104204205) includes at least one analysis device (106206), which is designed to determine at least one actual ion concentration based on the actual pH value of a mixture (122) in the reaction chamber (102), and the ion adjustment device (104204) including the 106206). At least one ion regulation system (108208), the ion regulation system (108208) includes at least one ion regulator (110210.1210.2211) designed to adjust the valve device (118120) according to the actual ion concentration value and the target ion concentration value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】中和系统
本专利技术涉及中和设备,其包括至少一个反应室,该反应室具有用于含酸产物的第一送料器和用于含碱产物的至少一个另外的送料器,其中所述送料器中的至少一个包括至少一个阀装置和至少一个离子控制器装置,所述至少一个阀装置用于控制进入反应室的流入量,所述至少一个离子控制器装置设置成控制所述阀装置。本专利技术还涉及用于中和含酸或含碱产物的方法以及涉及一种离子控制器装置。
技术介绍
在产业中已有生产含酸产物或含碱产物作为主要产物和/或副产物的化学设备。例如设置成生产2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)的设备可能生产盐酸作为副产物。作为中间环节盐酸最初可以储存在合适的存储容器中以便接下来进一步运输到其他化学设备和/或为其他化学设备可获得。中断可能具有的影响是,达到用于盐酸的存储容量极限而不能存储更多的盐酸。在现有技术中,在这种情况下惯例是关闭化学设备。特别是在所产生的酸或碱只是副产物的情况下,对于经营者来说化学设备的关闭伴随着重大的经济劣势,因为不能再生产主要产物了。此外,由现有技术众所周知的是在中和设备中用含碱产物来中和含酸产物(或反之亦然)。现有技术的中和设备可以包含反应室。反应室可以包括第一送料器(例如用于含酸产物)和另一个送料器(例如用于含碱产物)。至少一个送料器可以包括阀装置以控制进入反应室中的相应产物的流量。例如在上述TDI设备中,中和设备可以包括用于TDI设备的副产物的第一送料器(在本例中是盐酸)和用于含碱产物的另一个送料器(例如氢氧化钠溶液)。在本示例中,该另一个送料器尤其包括阀装置以控制(比如以增加或减少)氢氧化钠溶液的流入量,即被操控的变量。通常依据在反应室中的混合物的所测量的实际pH而实现此控制。但是,此处的一个问题是必须非线性地操作具有设置成控制阀装置的pH控制器的控制器装置。这样做的原因是被操控的变量(比如液体氢氧化钠的流入量)因为水离解、酸和共轭碱的平衡/碱和共轭酸的平衡以及H3O+浓度的对数检测非线性地影响受控变量(即待控制的pH)。在相关的pH范围中,被操控的变量对pH的影响的大小的数量级发生了变化。因此控制过程要求通过增益调度(依据所测得的pH的控制器增益的变化)对控制器参数进行复杂调节。特别是对于与目标pH的大偏差(例如偏离>pH2)来讲,控制器还必要对被操控的变量进行激进的改变。这对pH控制器来讲尤其难以实施。因此本专利技术解决的问题是提供中和设备,该中和设备允许以简单的方式实现中和过程的改进的控制。根据本专利技术的第一方面,上文导出和列出的问题由根据权利要求1的中和设备解决。所述中和设备包括至少一个反应室,该反应室具有用于含酸产物的第一送料器和用于含碱产物的至少一个另外的送料器。至少一个所述送料器包括至少一个阀装置以用于控制进入所述反应室中的流入量。所述离子控制器装置包括至少一个评价设备,该评价设备设置成基于在所述反应室中的混合物的实际pH确定至少一个实际离子浓度。所述离子控制器装置包括至少一个离子控制器设备,所述离子控制器设备包括至少一个设置成依据所述实际离子浓度和目标离子浓度控制所述阀装置的离子控制器。与现有技术相反,当从所述专门测量的实际pH确定实际离子浓度并且该实际离子浓度被用作离子控制器的(辅助的)受控变量时,以简单的方式实现了中和过程改进的控制。尤其是,这可以实现所述控制问题的线性化,即可以实现所述至少一个控制器相对所述系统至少在所述相关pH范围的很大的一部分上的几乎线性的行为。在这个pH范围中,被操控的变量对pH的影响的大小的数量级发生了变化。根据本专利技术的技术方案使得可以通过增益调度(依据所测得的pH的控制器增益的变化)避免对控制器参数的复杂调节。可以实现的是,对偏离目标pH的大偏差(例如>pH2)来讲,通过所述离子控制器对被操控的变量进行激进的改变,而对偏离目标pH的较小偏差(例如<pH2)来讲,由所述离子控制器完成的对被操控的变量的改变的大小的数量级较小,因此所述过程的pH全都迅速收敛至期望的目标pH。所述中和设备包括至少一个反应室。反应室的一个特征是化学中和过程在所述反应室中进行。由至少两种液体产物(比如含酸产物和含碱产物)组成的液体混合物可以位于所述反应室中。第一产物可以通过第一送料器(例如管道)进入所述反应室中,以及第二产物可以通过另一送料器(例如也是管道)进入所述反应器中。应当了解的是所述至少两个送料器可以以常见的送料器的形式实施。另外应当了解的是所述中和过程可以是采用多个反应室的多阶段过程。反应室的中和功能也可以通过管式反应器或混合器实现。至少一个所述送料器包括阀装置以控制(即比如增加或减少)进入所述反应室的流入量。具体地,至少所述送料器包括至少一个阀装置,用作所述控制系统的被操控的变量的产物/产物流通过所述阀装置被运输。如果例如含酸产物待中和,那么至少用作被操控的变量的所述产物(比如含碱产物)的所述送料器包括阀装置。所述阀装置可以整合到基础的质量流控制系统或体积流量控制系统中。所述至少一个阀装置包括连接到离子控制器装置的通信连接。所述离子控制装置设置成控制所述阀装置,即例如使得根据由所述离子控制器装置决定的被操控变量的调节阀的致动器。因此通过所述送料器的流量可以增加(至最大值)或减少(至最小值,例如0)。所述离子控制器装置具有的特征是:设置评价装置,该评价装置设置成从所提供的实际的pH获得离子浓度。已经发现在pH和离子浓度之间有固定的关系。当从所提供的在所述反应室中的混合物的实际的pH确定实际的离子浓度(具体是计算)时,所述控制问题可以线性化。目标离子浓度可以以相应的方式确定。所述离子控制器装置包括至少一个离子控制器设备,所述离子控制器设备包括至少一个离子控制器。离子控制器是获得离子浓度值并将离子浓度值作为输入处理的控制器。具体地,所述离子控制器依据在所述反应室中的混合物的实际离子浓度和目标离子浓度控制至少一种产物/产物流的流入。被操控的变量可以由从实际离子浓度到目标离子浓度的控制偏差确定。如前所述,被操控的变量可以通过通信连接传输到所述阀装置。然后根据所述被操控的变量调节所述阀装置的被操控装置(比如致动器)。可以直接规定中和过程的目标离子浓度。替代地,可以规定目标pH,所述目标pH可以通过例如离子控制器装置转换成目标离子浓度。所述目标离子浓度对应于期望的目标pH。所述目标离子浓度/目标pH可以是对允许排入环境中(比如诸如河流)的混合物的管理规范。在上述TDI设备的示例中,所规定的目标pH可以是例如7.8±0.3的目标pH。应当了解的是目标pH可以有其他的值。应当了解的是所述离子控制器装置可以至少部分地实施在数据处理设备(比如计算机,等)中。在本专利技术的中和设备的第一示例性实施例中,所述评价设备可以包括第一评价模块,该第一评价模块设置成基于所述实际pH确定第一实际离子浓度。所述评价设备可以包括至少一个另外的评价模块,该另外的评价模块设置成基于所述实际pH确定至少一个另外的实际离子浓度。通过确定两个不同的实际离子浓度,宽的实际pH范围(例如pH0到pH14)可以分成两个实际离子浓度范围。那么总是可以采用最适合当前控制状况的实际离子浓度。在一特别优选的示例性实施例中,所述第一实际离子浓度可以是实际OH-(氢氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中和设备(100),包括:至少一个反应室(102),所述反应室具有用于含酸产物的第一送料器(114)和用于含碱产物的至少一个另外的送料器(116),其中所述送料器(114,116)中的至少一个包括至少一个阀装置(118,120)用于控制进入所述反应室(102)的流入量,其特征在于所述离子控制器装置(104,204,205)包括至少一个评价设备(106,206),所述评价设备(106,206)设置成基于在所述反应室(102)中的所述混合物(122)的实际pH确定至少一个实际离子浓度,并且所述离子控制器装置(104,204,205)包括至少一个离子控制器设备(108,208),所述离子控制器设备(108,208)包括至少一个设置成根据所述实际离子浓度和目标离子浓度控制所述阀装置(118,120)的离子控制器(110,210.1,210.2,211)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 EP 15187610.91.一种中和设备(100),包括:至少一个反应室(102),所述反应室具有用于含酸产物的第一送料器(114)和用于含碱产物的至少一个另外的送料器(116),其中所述送料器(114,116)中的至少一个包括至少一个阀装置(118,120)用于控制进入所述反应室(102)的流入量,其特征在于所述离子控制器装置(104,204,205)包括至少一个评价设备(106,206),所述评价设备(106,206)设置成基于在所述反应室(102)中的所述混合物(122)的实际pH确定至少一个实际离子浓度,并且所述离子控制器装置(104,204,205)包括至少一个离子控制器设备(108,208),所述离子控制器设备(108,208)包括至少一个设置成根据所述实际离子浓度和目标离子浓度控制所述阀装置(118,120)的离子控制器(110,210.1,210.2,211)。2.根据权利要求1所述的中和设备(100),其特征在于所述评价设备(106,206)包括第一评价模块(206.1),所述第一评价模块(206.1)设置成基于所述实际pH确定第一实际离子浓度,并且所述评价设备(106,206)包括至少一个另外的评价模块(206.2),所述另外的评价模块(206.2)设置成基于所述实际pH确定至少一个另外的实际离子浓度。3.根据权利要求2所述的中和设备(100),其特征在于所述第一实际离子浓度是实际OH-离子浓度,和/或所述另外的实际离子浓度是实际H3O+离子浓度。4.根据权利要求2或3所述的中和设备(100),其特征在于所述离子控制器设备(108,208)包括第一离子控制器(210.1)和至少一个另外的离子控制器(210.2),所述第一离子控制器(210.1)设置成根据所述第一实际离子浓度和所述第一目标离子浓度控制所述阀装置(118,120),并且所述另外的离子控制器(210.2)设置成根据所述另外的实际离子浓度和所述另外的目标离子浓度控制所述阀装置(118,120)。5.根据权利要求4所述的中和设备(100),其特征在于所述第一离子控制器(210.1)是OH-离子控制器(210.1),和/或所述另外的离子控制器(210.2)是H3O+离子控制器(210.2)。6.根据权利要求4或5所述的中和设备(100),其特征在于所述离子控制器装置(104,204,205)包括至少一个离子控制器选择设备(232),所述离子控制器选择设备(232)设置成从所述第一离子控制器(210.1)和所述另外的离子控制器(210.2)确定一个运行的离子控制器(210.1,210.2),其中只有所述运行的离子控制器(210.1,210.2)控制所述阀装置(118,120)。7.根据权利要求6所述的中和设备(100),其特征在于,所述离子控制器选择设备(232)设置成基于在所述第一实际离子浓度和所述第一目标离子浓度之间的所述控制偏差和/或在所述另外的实际离子浓度和所述另外的目标离子浓度之间的所述控制偏差确定所述运行的离子控制器(210.1,210.2)。8.根据权利要求6或7所述的中和设备(100),其特征在于所述离子控制器选择设备(232)包括第一受控变量偏差模块(232.1),所述第一受控变量偏差模块(232.1)设置成确定在所述第一实际离子浓度和所述第一目标离子浓度之间的所述控制偏差的大小,所述离子控制器选择设备(232)包括至少一个另外的受控变量偏差模块(232.2),所述另外的受控变量偏差模块(232.2)设置成确定在所述另外的实际离子浓度和所...

【专利技术属性】
技术研发人员:A屈佩尔
申请(专利权)人:拜耳股份公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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