1.6.3.4. Автоматические измерители специальных параметров процессов отбелки целлюлозы

Первый измеритель, который позволил опреде­лять ход процесса отбелки, был датчик окисли­тельно-восстановительного потенциала (ОВП), примененный для контроля хлорирования [120, 121]. Опыт эксплуатации датчиков ОВП показал, что их применение ограничено, они эффективны для управления процессом хлорирования сульфит­ной целлюлозы при значении рН, равном пример-, но 2,0, а также для контроля процесса нейтрали­зации остатков диоксида хлора диоксидом серы. На основе измерителей ОВП могут работать конту­ры управления расходом раствора S0₂ на выходе ступеней отбелки диоксидом хлора, при этом дат­чики ОВП целесообразно устанавливать в ванне промывного фильтра, т. е. после смешения массы с раствором S0₂.

В начале 70-х годов прошлого века появились датчики белизны целлюлозы в технологическом потоке. Одним из первых был датчик Optichlor фирмы «Systematix Controls* (США) [122]. В на­стоящее время в России наиболее известны датчи­ки типа Cormec фирмы «Kajaani» (Финляндия) и типа ВТ фирмы «BTG» (Швейцария). Эти измери­тельные системы обеспечивают контроль одним датчиком трех параметров [123]: белизны, концен­трации и температуры массы.

Датчик такой системы вводится непосредственно в трубопровод массы через шаровой клапан с саль­никовым уплотнением, датчик можно вынуть и вставить без остановки процесса.

Принцип работы датчика — измерение отражен­ного света в голубой, зеленой, красной областях видимой части спектра и в инфракрасной области (800... 1000 нм). Измерения в видимой части спек­тра характеризуют белизну волокнистых материа­лов, а в инфракрасной области интенсивность от­раженного света зависит от концентрации волокна и не зависит от белизны, этот сигнал используется для измерения концентрации массы и компенса­ции влияния концентрации массы на измерение белизны.

Измерители надежны, удобны в эксплуатации и обеспечивают высокую точность измерения фак­тической видимой белизны в точке установки дат­чика. Это значит, что на результат измерения мо­гут влиять разные факторы: потемнение массы в щелочной среде, зеленый оттенок массы при сме­шении с диоксидом хлора, значительные измене­ния концентрации массы.

Дополнительная проблема использования изме­рителей белизны связана с образованием осадка на датчике, что резко снижает его чувствительность. Если образование осадка происходит быстро (в те­чение нескольких суток), использовать датчик бе­лизны в этой точке нецелесообразно.

Второй датчик качества целлюлозы — измери­тель Каппа. В настоящее время на рынке имеются две наиболее совершенные модели: KNA-5000 фирмы «BTG» и анализатор Каппа фирмы «Kajaani» [123]. Эти анализаторы включают системы отбора проб массы из технологических трубопроводов под дав­лением, очистку и промывку пробы. К одному анализатору могут подаваться последовательно пробы из нескольких (трех-четырех) точек.

Принцип измерения — оптический в ультрафи­олетовой (УФ) области спектра (область поглоще­ния лигнина, содержание которого определяет зна­чение показателя Каппа) и в видимой части спектра Кроме того, используется оптический измерител] концентрации разбавленной массы, работающий ] видимой области спектра. Учет концентрации мае сы, протекающей через измерительные ячейки, по зволяет компенсировать ее влияние на измеренш поглощения в УФ-области. Диапазон измерения — 2... 100 ед. Каппа.

Применение этих анализаторов наиболее эффек тивно для контроля процесса КЩО и 1-й ступень делигнификации в схеме отбелки. Недостатками си стем измерения Каппа являются большая сложност! конструкции, предъявляющая высокие требование к эксплуатации, а также высокая стоимость.

Появление в начале 1970-х годов датчика Polarox фирмы «Kajaani» позволило измерять кон­центрацию активного хлора в массе в потоке не ступени хлорирования [124]. Принцип действие датчика — потенциостат — трехэлектродная сис­тема: измерительный электрод, электрод сравне­ния и токовый электрод (рис. 1.95).

Схема потенциостата включает регулятор 2. обеспечивающий стабилизацию заданной разности потенциалов между измерительным электродом S и электродом сравнения 6. Управляющим воздей­ствием этого регулятора является изменение тока в цепи, образуемой измерительным 3 и токовым 4 электродами. Измеряемой величиной является этот ток, который пропорционален концентрации хи­миката в жидкости в точке измерения.

Последующие исследования показали, что по-тенциостатический датчик позволяет измерять кон­центрацию большинства химикатов, применяемых в процессе отбелки, путем выбора подходящего значения потенциала на измерительном электроде. К этим химикатам относятся хлор, диоксид хлора, гипохлорит, пероксид водорода, диоксид серы, гид­росульфит натрия.

В настоящее время наиболее известны датчики концентрации химикатов типа Polarox-C, Polarox-M фирмы «Kajaani» и типа RT-5100 фирмы «BTG» (123]. Фирма «BTG» предложила на рынок специ­ализированные варианты измерителей для перо­ксида водорода и гидросульфита натрия.

К специальным измерениям в процессе отбелки дует отнести и контроль рН целлюлозной сус­пензии, смешанной с химикатами, вследствие боль­шой сложности измерения непосредственно в сус­пензии. Длительное время применялись устройства для отбора жидкости из суспензии и измерение зна­ния рН этой жидкости в электродных ячейках ,-ощепромышленного назначения. Недостатком та­кого решения является сложность эксплуатации тем отбора жидкости.

В настоящее время на рынке имеются электро­ды для измерения рН, в которые встроен электрод сравнения; электролитический контакт электрода равнения со средой осуществляется через порис-

ю керамическую мембрану в стеклянном корпусе измерительного электрода. Существенно также, что злектрод сравнения твердотельный и не требует

яивки раствора КС1 при эксплуатации. На основе такого электрода фирма «TBI-Bailey»

ША) создала систему измерения значения рН, в которой измерительный электрод вводится не­посредственно в технологический трубопровод. Фир­ма предлагает два варианта конструкции датчика: ТВ-461 Hot Тар с вводом датчика в массу через шаровой клапан и новую разработку — ТВ-18 Safe-T-Clean, для которой используется оригинальный клапан, осуществляющий ввод датчика в массу.