[发明专利]卧式搅拌床反应器持料量的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及反应器料位的检测，尤其涉及一种卧式搅拌床反应器持料量(料位)的检测方法，尤其是聚乙烯聚丙烯等聚合釜固体粒料料位检测方法。

背景技术

料位是指物料在反应釜内的相对高度，作为反映流动状态的参数之一，对于反应器负荷的控制、防止纤维状和块状料的生成、整个系统的稳定运行，都有十分重要的影响。料位过低或过高都将引起反应器的异常，如结块的产生。以卧式搅拌床反应器为例，料位过低会引起：A)催化剂平均停留时间降低，收率减小，导致反应器时空收率降低；B)反应器内床层料位过低，催化剂直接喷淋在反应器内壁或搅拌器的裸面上，可能会产生纤维状和块状聚合物。料位过高会造成：A)粉末聚合物夹带增加；B)催化剂分布分配变差，致使粉状聚合物床层中产生“热点”，这会造成纤维状和块状聚合物的生成；C)由于急冷液分布与反应热不能匹配，导致局部床层温度升高，形成“热点”。

寻找能快速、准确、灵敏、环保地检测卧式搅拌床反应器料位的方法，不仅有助于加深对卧式搅拌床反应器的认识，而且对于安全生产和优化操作、工业反应器的开发设计具有重要的指导意义。目前工业卧式搅拌床反应器上配备的料位检测仪器为利用放射性射线的辐射料位检测仪，其读数为百分数形式，没有料位的具体确定值；当釜内压力增加时读数会产生变化，同时，当釜内的颗粒堆积密度发生变化时，读数也存在着变化；其最主要的缺点在于：当搅拌浆上有块料时，射线因反射与实际情况不符，产生料位的假报；此外，放射性射线对人体有着致命的危害。上述的四个问题最终导致操作人员对于反应器内料位状况无法确定。

发明内容

本发明目的是：提出了一种具有检测灵敏、安全环保、简易快捷等特点的卧式搅拌床反应器料位的声发射检测技术，本发明的目的还在于提供一种卧式搅拌床反应器料位的检测方法，包括以下步骤：卧式搅拌床反应器持料量(料位)的检测方法：

1)接收卧式搅拌床反应器内部的声发射信号；通过声发射信号接收装置接收反应器同一圆周截面的外壁面上的声发射信号，如可以设置一个信号接收装置每次移动若干弧度接收声信号，也可以设置二个以上的接收装置(阵列)同时分别接收不同位置的声信号。立式搅拌床反应器声信号接收装置接收反应器外壁面垂直剖面的直线的声发射信号，如可以设置一个信号接收装置每次沿直线移动若干距离接收声信号，或可以设置直线阵列声发射信号接收装装置同时分别接收不同位置的声信号。

2)分析接收到的声信号，选取声信号的平均能量E，振幅A及其均方差S作为特征变量；

3)通过比较反应器同一圆周截面的外壁面上的不同位置声信号振幅均方差及均方差比的变化判断反应器的料位。

当声信号振幅的均方差和均方差比达到最大时，相应的位置即为料位面，从而实现了卧式搅拌床反应器料位的在线检测。

本发明机理是：在料位附近，颗粒运动最为激烈，它们与壁面进行撞击和摩擦产生的声信号的活跃尺度远大于其他位置的颗粒，因此在料位附近的声波信号振幅和能量有较大的均方差，将声(发射)信号接收装置放置于反应器外壁位置，通过反应器同一圆周截面的外壁面上不同位置相邻声信号振幅的均方差及均方差比的变化判断反应器的料位，当声信号的振幅的均方差和均方差比达到最大时，相应的位置即为料位面，从而实现了卧式搅拌床反应器料位的在线检测。

本发明与现有的方法相比具有如下一些优点：

1)声发射接收装置是非插入式的，安装简易方便，不会影响装置内部多相流体的运动、流场或内部的化学反应；

2)不需要发射源。振动信号是多相流体在运动过程中自身产生的，安全环保；

3)对测量条件要求低，能在比较恶劣的环境下全天候工作，即使在高温高压等苛刻环境下仍能正常工作；

4)反应灵敏，测量误差小，适用面广。

附图说明

图1是实验室卧式搅拌床反应器示意图。

图2是实验室卧式搅拌床反应器声发射信号能量均方差及均方差比在壁面上的分布。

图3是某工业装置第一釜反应器一圆周截面外壁上声发射测量点分布和测得的料位示意图。

图4是某工业装置第一釜反应器声发射信号振幅均方差及均方差比在壁面上的分布。

具体实施方式

本发明选取声发射信号的平均能量，振幅及其均方差作为特征变量，接收反应器同一圆周截面的外壁面上的声发射信号，通过比较相邻位置声信号振幅的均方差和均方差比的变化来确定反应釜内的料位，从而实现卧式搅拌床反应器料位的在线检测，进而指导生产操作，有较大的现实意义。

卧式搅拌床反应器的料位检测的具体实施步骤有以下几步：