[发明专利]一种淤浆环管反应器内颗粒粒径分布的测量系统

说明书

本发明涉及一种淤浆环管反应器内颗粒粒径分布的测量系统，包括依次连接的声波接收模块，信号放大模块，信号采集模块和信号处理模块，声波接收模块连接环管反应器，其中，所述的声波接受模块包括多个具有不同响应频段的窄带声发射传感器，并且所有窄带声发射传感器的响应频段连续分布。与现有技术相比，本发明能够有效提高在声发射信号采集时对于各个频段的灵敏度、避免了信号失真的情况、提高了对淤浆环管反应器中颗粒粒径分布的测量精度。

技术领域

本发明涉及淤浆环管反应器测试领域，尤其是涉及一种淤浆环管反应器内颗粒粒径分布的测量系统。

背景技术

淤浆法工艺是指催化剂和形成的聚合物均不溶于单体和溶剂的聚合反应。由于催化剂在稀释剂中呈分散体，形成的聚合物也呈细分散体析出，整个聚合体系呈淤浆状，故称为淤浆聚合。淤浆工艺主要包括搅拌釜工艺与环管工艺。环管工艺中，采用环管反应器，以异丁烷为稀释剂，精制乙烯与共聚单体相混合并在催化剂的作用下发生反应，形成的淤浆在泵的作用下实现循环。通过控制反应器中组成的比例生产具有不同密度特性的聚乙烯产品。环管反应器具有传热效果好、聚合物不容易沉积在壁面、结构简单等优点。

在工业生产过程中，由于大多数反应器无法直接观测到反应器内部的反应、流动状况，也就无法及时对内部产生的异常状况进行调节控制，从而造成巨大损失。而对于聚乙烯的淤浆工艺，环管反应器内部颗粒粒径分布与反应程度、反应质量紧密相关，故环管反应器内颗粒粒径分布的在线意义重大。

现有技术中已有若干测量颗粒粒径分布(PSD)的方法。最广泛接受的PSD测量系统是激光衍射法，不过只限于稀释的悬浮液。现有技术中能在稠密悬浮液中工作的基于激光的方法是聚焦光束反射方法(FBRM)。这种方法易出现因颗粒遮蔽导致的误差，且正构颗粒投影均趋于具有完美的背反射。此外，测量样品是局部化的，且介质需要较高的透明度，因此该方法不适用于聚乙烯合成的淤浆环管反应器体系。

声发射技术作为一种低耗、非侵入性技术，被逐渐应用于工业化检测。如公开号为CN1287890C的中国发明专利公开了一种流化床反应器声波监测的装置和方法，利用声信号频率定性分析流化床反应器内粒径分布，结合谱分析和小波分析的方法得到了流化床中粒径分布，并预测结块的产生。但是采用声发射技术应用于环管反应器还存在以下问题：1、由于颗粒对反应器壁的碰撞是随机的，碰撞位置和能量不定，影响其产生的声信号特征频率的因素包括颗粒、器壁材质、气速等，在实际应用中还有较大误差。2、目前大多数声发射研究使用的是伪宽带声发射传感器或者宽带声发射传感器，此两类传感器响应的范围较宽，但存在灵敏度低、响应系数不稳定、信号真实度降低等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供淤浆环管反应器内颗粒粒径分布的测量系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种淤浆环管反应器内颗粒粒径分布的测量系统，包括依次连接的声波接收模块，信号放大模块，信号采集模块和信号处理模块，声波接收模块连接环管反应器，其中，所述的声波接受模块包括多个具有不同响应频段的窄带声发射传感器，并且所有窄带声发射传感器的响应频段连续分布。

进一步地，所述的多个窄带声发射传感器沿着环管反应器某个截面周向均匀布置。

进一步地，所述的多个窄带声发射传感器沿着环管反应器内淤浆流动的方向均匀共线布置。

进一步地，所述的窄带声发射传感器设置于环管反应器的水平段中部，且与环管反应器外壁直接接触。由于环管反应器垂直段往往有夹套进行换热，垂直段安装的声发射传感器信号失真情况明显，故所述声发射传感器的优选安装位置位于环管反应器的水平段且与环管反应器外壁直接接触，声发射传感器与环管曲面间使用硅脂(或其他物质)填充，以增强声信号接收效果。进一步优选方案为水平管中部40％～60％处。