專利名稱：在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測方法，且特別是涉及在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法。
背景技術(shù)：
目前，一貫作業(yè)煉鋼廠中大都設(shè)有再生酸工場(Acid Regeneration Plant ；ARP)。此再生酸工場的任務(wù)主要是處理冷熱軋制程潔凈鋼材之后所產(chǎn)生的廢鹽酸(HCl)溶液。于再生酸工場中，將廢鹽酸溶液焙燒成氧化鐵附屬產(chǎn)品，并同時(shí)回收鹽酸溶液，以繼續(xù)用來清洗鋼材。在整個(gè)焙燒操作過程中，濃縮酸為焙燒原料，而濃縮酸中所含的亞鐵離子的含量為最重要的品管項(xiàng)目。目前，檢測濃縮酸中所含亞鐵離子的含量的方法，是以傳統(tǒng)人工采樣，再利用乙烯二胺四乙酸(EDTA)滴定法來進(jìn)行分析檢測。然而，由于人工離線采樣分析不僅步驟繁瑣，也非常耗時(shí)。舉例而言，目前每4小時(shí)僅能進(jìn)行采樣與分析一次，因而也只能提供一組檢測數(shù)據(jù)來做為焙燒制程的操作依據(jù)。因此，這樣的檢測方式會(huì)導(dǎo)致工場品管產(chǎn)生相當(dāng)長的空窗期，而造成制程品管延遲現(xiàn)象，并導(dǎo)致調(diào)控遲滯現(xiàn)象，進(jìn)而降低焙燒制程的穩(wěn)定度。這樣的調(diào)控遲滯現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響焙燒制程中氧化鐵的生產(chǎn)作業(yè)。例如，當(dāng)濃縮酸中的亞鐵離子含量過高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過飽和結(jié)晶現(xiàn)象，而導(dǎo)致輸送濃縮酸的管線堵塞。另一方面，當(dāng)濃縮酸中的亞鐵離子含量太低時(shí)，則可能會(huì)引發(fā)氧化鐵產(chǎn)品的純度不足與產(chǎn)能過低的問題。因此，目前亟需一種檢測濃縮酸中亞鐵離子含量的方式，藉以改善傳統(tǒng)以人工方式檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量所引發(fā)的種種缺失。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其使用熱力學(xué)試驗(yàn)與回歸分析取得亞鐵離子的含量與濃縮酸密度的關(guān)系的方程式，并利用在線量測濃縮酸的密度的方式，如此可在線實(shí)時(shí)檢測出濃縮酸中的亞鐵離子含量。藉此，可在焙燒制程前，實(shí)時(shí)調(diào)控濃縮酸的組成，而可顯著提升焙燒制程的穩(wěn)定度。本發(fā)明的另一方面是提供一種在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，可在線實(shí)時(shí)檢測出濃縮酸中的亞鐵離子，因此運(yùn)用本發(fā)明的方法可避免傳統(tǒng)人工采樣與電位滴定分析的耗時(shí)、耗力與制程品管延遲的缺陷，進(jìn)而可有效協(xié)助生產(chǎn)的穩(wěn)定操作。根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其包含下列步驟。在預(yù)設(shè)溫度下，利用輸送管來將濃縮酸傳送至焙燒爐，其中此濃縮酸包含鹽酸成分、氯化亞鐵(FeCl2)成分、以及水溶劑。前述的鹽酸成分具有預(yù)設(shè)含量，且此鹽酸成分具有第一密度，氯化亞鐵成分具有第二密度，水溶劑具有第三密度。設(shè)置在線比重裝置于焙燒爐前的輸送管中。利用前述的在線比重裝置測量濃縮酸的第四密度。利用第一方程式、前述鹽酸成分的預(yù)設(shè)含量、第一密度、第二密度與第三密度，計(jì)算氯化亞鐵成分的含量。其中，第一方程式為第四密度=第三密度X水溶劑的重量分?jǐn)?shù)+第一密度X鹽酸成分的重量分?jǐn)?shù)+第二密度X氯化亞鐵成分的重量分?jǐn)?shù)。依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，上述的在線比重裝置的溶液入口與溶液出口與輸送管連通。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述的在線比重裝置與分布式控制系統(tǒng)連接，且于測量濃縮酸的第四密度后，上述在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法更包含將所測量出的第四密度傳送分布式控制系統(tǒng)(Distributed Control System ；DCS)中。依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，上述計(jì)算氯化亞鐵成分的含量的步驟是在分布式控制系統(tǒng)中進(jìn)打。根據(jù)本發(fā)明的上述目的，另提出一種在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其包含下列步驟。在預(yù)設(shè)溫度下，利用輸送管來將濃縮酸傳送至焙燒爐，其中此濃縮酸包含鹽酸成分、氯化亞鐵成分、以及水溶劑，前述的預(yù)設(shè)溫度為75°C，且鹽酸成分的含量為400克/公升。設(shè)置在線比重裝置于焙燒爐前的輸送管中。利用此在線比重裝置測量濃縮酸的密度。利用方程式與前述的濃縮酸密度，計(jì)算氯化亞鐵成分中的亞鐵離子含量。其中，此方程式為亞鐵離子含量=-902.818+803.4678X濃縮酸的密度。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，附圖的說明如下:
第I圖繪示鹽酸水溶液在30°c時(shí)模式預(yù)測和文獻(xiàn)值(實(shí)驗(yàn)值)的比較示意圖。第2圖繪示鹽酸水溶液在40°C時(shí)模式預(yù)測和文獻(xiàn)值(實(shí)驗(yàn)值)的比較示意圖。第3圖繪示氯化亞鐵水溶液在30°C時(shí)模式預(yù)測和實(shí)驗(yàn)值的比較示意圖。第4圖繪示氯化亞鐵水溶液在40°C時(shí)模式預(yù)測和實(shí)驗(yàn)值的比較示意圖。第5圖繪示鹽酸與氯化亞鐵混合物的水溶液的預(yù)測密度與實(shí)驗(yàn)值的比較圖。第6圖繪示依照本發(fā)明之一實(shí)施方式的一種濃縮酸的密度與亞鐵離子的含量間的關(guān)系式的一次線性回歸圖。第7圖繪示依照本發(fā)明之一實(shí)施方式的一種在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法的裝置示意圖。第8圖繪示依照本發(fā)明之一實(shí)施方式的一種在線密度檢測法與人工電位滴定分析法的檢測結(jié)果比較圖。
具體實(shí)施例方式為了改善傳統(tǒng)檢測方式所引發(fā)的問題，本發(fā)明在此提出在線實(shí)時(shí)檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法。在實(shí)施例中，進(jìn)行濃縮酸中的亞鐵離子的檢測時(shí)，可先建立濃縮酸密度與亞鐵尚子含量的關(guān)系式。一般而言，鋼廠中的濃縮酸主要是由鹽酸成分、氯化亞鐵成分以及水溶劑所組成的溶液。其中，由于鹽酸成分與氯化亞鐵成分是濃縮酸溶液中主要的電解質(zhì)成分，因此鹽酸成分與氯化亞鐵成分的濃度會(huì)影響濃縮酸溶液。故，在實(shí)施例中，可先利用測量與回歸分析方式，分別建立鹽酸水溶液與氯化亞鐵水溶液在溫度30°C、35°C與40°C的密度與重量分?jǐn)?shù)的關(guān)系式。由于，鹽酸水溶液易揮發(fā)，不易測量其密度，再加上鹽酸水溶液的密度在文獻(xiàn)上已有相當(dāng)完整的記載。因此，本實(shí)施例利用文獻(xiàn)，例如Perry的化學(xué)工程師手冊(cè)(Perry’sChemical Engineers’ Handbook),所提供的鹽酸水溶液在不同溫度下的密度(kg/1)數(shù)據(jù)，如下表1，來進(jìn)行回歸分析，以獲得鹽酸水溶液的密度對(duì)濃度與溫度的模式。再藉此來推算出鹽酸水溶液在30°C、35°C與40°C時(shí)的密度。
權(quán)利要求
1.一種在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，包含: 在預(yù)設(shè)溫度下，利用輸送管來將該濃縮酸傳送至焙燒爐，其中該濃縮酸包含鹽酸成分、氯化亞鐵成分、以及水溶劑，該鹽酸成分具有預(yù)設(shè)含量，且該鹽酸成分具有第一密度，該氯化亞鐵成分具有第二密度，該水溶劑具有第三密度； 設(shè)置在線比重裝置于該焙燒爐前的該輸送管中； 利用該在線比重裝置測量該濃縮酸的第四密度；以及 利用第一方程式、該預(yù)設(shè)含量、該第一密度、該第二密度與該第三密度，計(jì)算該氯化亞鐵成分的含量，其中該第一方程式為該第四密度=該第三密度X該水溶劑的重量分?jǐn)?shù)+該第一密度X該鹽酸成分的重量分?jǐn)?shù)+該第二密度X該氯化亞鐵成分的重量分?jǐn)?shù)。
2.按權(quán)利要求1所述的在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其中該在線比重裝置的溶液入口與溶液出口與該輸送管連通。
3.按權(quán)利要求1所述的在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其中該在線比重裝置與分布式控制系統(tǒng)連接，且于測量該濃縮酸的該第四密度后，該在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法更包含將所測量出的該第四密度傳送該分布式控制系統(tǒng)中。
4.按權(quán)利要求3所述的在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其中計(jì)算該氯化亞鐵成分的該含量的步驟在該分布式控制系統(tǒng)中進(jìn)行。
5.一種在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，包含: 在預(yù)設(shè)溫度下，利用輸送管來將該濃縮酸傳送至焙燒爐，其中該濃縮酸包含鹽酸成分、氯化亞鐵成分、以及水溶劑，該預(yù)設(shè)溫度為75°C，且該鹽酸成分的含量為400克/公升； 設(shè)置在線比重裝置于該焙燒爐前的該輸送管中； 利用該在線比重裝置測量該濃縮酸的密度；以及 利用方程式與該密度，計(jì)算該氯化亞鐵成分中的亞鐵離子含量，其中該方程式為該亞鐵離子含量=-902.818+803.4678X該密度。
6.按權(quán)利要求5所述的在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其中該在線比重裝置的溶液入口與溶液出口與該輸送管連通。
7.按權(quán)利要求5所述的在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其中該在線比重裝置與分布式控制系統(tǒng)連接，且于測量該濃縮酸的該密度后，該在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法更包含將所測量出的該密度傳送該分布式控制系統(tǒng)中。
8.按權(quán)利要求7所述的在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其中該方程式儲(chǔ)存在該分布式控制系統(tǒng)中，且計(jì)算該氯化亞鐵成分中的該亞鐵離子含量的步驟在該分布式控制系統(tǒng)中進(jìn)行。
全文摘要
一種在線檢測濃縮酸中的亞鐵離子含量的方法，其包含下列步驟。在預(yù)設(shè)溫度下，利用輸送管來將濃縮酸傳送至焙燒爐，其中此濃縮酸包含鹽酸成分、氯化亞鐵成分、以及水溶劑，前述的預(yù)設(shè)溫度為75℃，且鹽酸成分的含量為400克/公升。設(shè)置在線比重裝置于焙燒爐前的輸送管中。利用此在線比重裝置測量濃縮酸的密度。利用方程式與前述的濃縮酸密度，計(jì)算氯化亞鐵成分中的亞鐵離子含量。其中，此方程式為亞鐵離子含量=-902.818+803.4678×濃縮酸的密度。
文檔編號(hào)G01N9/36GK103091203SQ20111033122
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者陳文昌, 汪上曉, 盧啟聰, 周正晃, 沈瑞富 申請(qǐng)人:中國鋼鐵股份有限公司