一种焦油和氨水的分界层高度的测量方法及系统

摘要

本发明公开了一种焦油和氨水的分界层高度的测量方法及系统，其中的方法包括：基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和；基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和；获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；根据所述差值，获得分界层的高度。本发明的方法及系统解决了现有采用浮子界面仪的测量方法存在测量高度不准确的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及界面检测技术领域，涉及一种焦油和氨水的分界层高度的测量方法及系统。

背景技术

煤化工企业中，通常需要利用焦油氨水分离槽分界层的乳浊液进行内部喷洒清洗，因此需要测量焦油和氨水分界面的高度。

现有方法中，采用浮子界面仪来测量焦油和氨水的分界层高度，浮子界面仪利用配重环来调节浮子的密度，使浮子浮在分界层，即乳浊液层，然后通过浮子传输信号，并通过处理器的对传输信号的转换，从而得到分界层的高度。

然而，由于浮子界面仪的测量方法，通过加装配重环来调节浮子密度，而配重环没有统一的配重标准，导致不同的配重环会使浮子在分界层中所处的位置不同，从而测量的分界层高度偏差较大，此外，由于焦油和氨水的分界层的焦油粘度较大，采用浮子界面仪测量时，浮子容易发生卡滞现象，从而导致分界层的高度测量不准。由此可知，现有采用浮子界面仪的测量方法存在测量高度不准确的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种焦油和氨水的分界层高度的测量方法及系统，用以解决现有采用浮子界面仪的测量方法存在测量高度不准确的技术问题。

本发明第一方面提供了一种焦油和氨水的分界层高度的测量方法，包括：

基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和；

基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和；

获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；

根据所述差值，获得分界层的高度。

基于同样的发明构思，本发明第二方面提供了一种焦油和氨水的分界层高度的测量系统，包括：

第一获取模块，用于基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和；

第二获取模块，用于基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和；

第一获得模块，用于获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；

第二获得模块，用于根据所述差值，获得分界层的高度。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请中的焦油和氨水的分界层高度的测量方法，包括：基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和；基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和；获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；根据所述差值，获得分界层的高度。上述方法通过分别基于第一预设取压点和第一预设取压点，获取焦油中的第一压力和氨水中的第二压力，然后获取第一压力和第二压力之间的差值，即第一分压与第二分压之和减去所述第四分压的值，而第一分压、第二分压和第四分压可以通过已知的高度和密度值计算得出，因而可以获取分界面高度与压力差之间的对应关系，进而可以根据该对应关系，获得分界层的高度值，即通过第一压力和第二压力之间的差值，就可以获得分界层的高度，而不需要像现有技术中的方法那样需要通过调整浮子的密度，从而调整浮子的高度才可以获得分界层的高度，因此可以避免测量过程中的卡滞现象和密度调节的不确定性，故而可以提高测量的准确性，解决了现有采用浮子界面仪的测量方法存在测量高度不准确的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中焦油和氨水的分界层高度的测量方法的流程图；

图2为本发明一种优选测量方法的原理图；

图3为本发明本发明一种优选测量方法的短期液位变化曲线图；

图4本发明本发明一种优选测量方法的长期液位变化曲线图；

图5本发明实施例中焦油和氨水的分界层高度的测量系统的结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种焦油和氨水的分界层高度的测量方法及系统，以解决现有采用浮子界面仪的测量方法存在测量高度不准确的技术问题。

为了解决上述现有技术存在的技术问题，本申请实施例提供的技术方案的总体思路如下：

一种焦油和氨水的分界层高度的测量方法，包括：基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和；基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和；获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；根据所述差值，获得分界层的高度。

本申请实施例通过上述方法，分别基于第一预设取压点和第一预设取压点，获取焦油中的第一压力和氨水中的第二压力，然后获取第一压力和第二压力之间的差值，即第一分压与第二分压之和减去所述第四分压的值，而第一分压、第二分压和第四分压可以通过已知的高度和密度值计算得出，因而可以获取分界面高度与压力差之间的对应关系，进而可以根据该对应关系，获得分界层的高度值，即通过第一压力和第二压力之间的差值，就可以获得分界层的高度，可以避免测量过程中的卡滞现象和密度调节的不确定性，从而提高测量的准确性，解决了采用浮子界面仪的测量方法存在测量高度不准确的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

在本实施例中，提供了一种焦油和氨水的分界层高度的测量方法，请参见图1，该方法包括：

步骤S101：基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和；

步骤S102：基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和；

步骤S103：获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；

步骤S104：根据所述差值，获得分界层的高度。

需要说明的是，上述方法中，步骤S101和步骤S102的执行顺序不分先后，可以先执行步骤S101，也可以先执行步骤S102。

下面结合图1，对本发明提供的焦油和氨水的分界层高度的测量方法予以详细介绍。

首先，执行步骤S101：基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和。

具体来说，由于焦油密度大于氨水密度，因此焦油和氨水的混合液体中，下层为焦油，上层为氨水，并且氨水的上部为空气，第一预设取压点可以根据实际情况来设置，例如可以将第一预设取压点设置为距离焦油和氨水的分离槽槽底的上部的0.5m、1m、2m等位置，在第一预设取压点确定之后，就可以获取该取压点的第一压力，而作用于第二预设取压点的压力包括焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压。

然后执行步骤S102：基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和。

具体来说，第二预设取压点可以设置为距离氨水层的顶端的0.5m、1m、2m等位置，在第二预设取压点确定之后，就可以获取该取压点的第二压力，而作用于第二预设取压点的压力包括焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压。

在分别获取第一压力和第二压力之后，接下来执行步骤S103：获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值。

在执行步骤S104：根据所述差值，获得分界层的高度。

具体来说，所述焦油产生的第一分压为分界层至所述第一预设取压之间的压力，所述氨水产生的第四分压为氨水层顶端至所述第二预设取压点之间的第一氨水分压，所述氨水产生的第二分压为所述第一氨水分压与第二预设取压点至所述分界层之间的第二氨水分压之和；

所述根据所述差值，获得分界层的高度，包括：

根据所述分界层至所述第一预设取压之间的第一分压和所述第二预设取压点至所述分界层之间的第二氨水分压，获得分界层的高度。

在具体的实施过程中，压力是由密度和高度决定的，而焦油的密度、氨水的密度为定值，分界层至所述第一预设取压点之间的距离即为分界层的高度，第二预设取压点至所述分界层之间的距离与上述分界层的高度之和为第一预设取压点和第二预设取压点之间的距离，氨水层顶端至所述第二预设取压点之间的距离可以根据测量得出，而第一预设取压点和第二预设取压点之间的距离可以根据第一预设取压点和第二预设取压点的位置得出，因而可以得出压力差与分界层高度之间的对应关系，根据对应关系，进而获得分界层的高度，即根据第一预设取压点和第二预设取压点之间的压力差，获得分界层的高度，可以避免测量过程中的卡滞现象和密度调节的不确定性，故而可以提高测量的准确性，解决了现有采用浮子界面仪的测量方法存在测量高度不准确的技术问题。

为了解决由于焦油与氨水之间分离不清晰而导致的测量偏差，本发明实施例提供的方法还包括，在基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力之前，所述方法还包括：

判断氨水和焦油是否分离清晰；

如果氨水和焦油分离清晰，则执行获得分界层的高度的步骤；

如果氨水和焦油分离不清晰，则促进氨水和焦油的分离。

具体来说，由于氨水和焦油的密度相差不大，有时候会存在分离不清晰的现象，使分界层形态发生改变，这样采用会对浮子界面仪的浮子的位置产生影响，从而影响测量分界面的准确性，当焦油氨水分离不清时，分界层变厚，采用差压变送器的测量方法会导致测量值比真实值偏小，测量数据失去指导意义。因此，为了减少测量的误差，进一步提高测量的准确性，本发明在基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力之前还判断氨水和焦油是否分离清晰。

为了提高第一压力的测量准确性，本发明实施例提供的方法可以通过将差压变送器的高压侧连接至所述第一预设取压点，来获取所述第一预设取压点所在高度的第一压力。

为了提高第二压力的测量准确性，本发明实施例提供的方法可以将差压变送器的低压侧连接至所述第二预设取压点，来获取所述第二预设取压点所在高度的第二压力。

为了更清楚地说明本发明实施例提供的焦油和氨水的分界层高度的测量方法的技术效果，下面通过一个具体的实施例来予以详细介绍。如图2所示，为采用压差变送器测量第一压力和第二压力，进而获得氨水和焦油的分界面高度的示意图，其中，以第一预设取压点作为零液位，在第一预设取压点安装差压变送器的高压侧法兰膜盒，在第二预设取压点安装差压变送器的低压侧P₁法兰膜盒，并在膜盒与手动阀门间安装泄液阀，其中P₂为高压侧的第一压力，P₁为低压侧的第二压力，氨水的密度为ρ₁，焦油的密度为ρ₂，P₀为空气的压力，P_s为硅油管对压力变送器负压侧的压力，H为氨水层顶端到第一预设取压点之间的距离(或高度)，h₂为分界面到第一预设取压点之间的距离(即分界面高度)，h₁为第二预设取压点到分界面的距离，h₃为氨水层顶部到第二预设取压点的距离，且H＝h₁₊h₂₊h₃，。

在介绍图2中涉及的参数后，下面详细介绍本发明方法的详细步骤，首先执行步骤S101：基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和，即P₂＝ρ₁gh₁+ρ₁gh₃+ρ₂gh₂+P₀，然后执行步骤S102：基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和，由于本实例中低压侧还包括硅油管的压力，因此，第二压力P₁＝ρ₁gh₃+P₀+P_s，接下来计算第一压力和第二压力的差，即步骤S103：获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；ΔP＝P₂-P₁＝ρ₁gh₁+ρ₂gh₂-P_s，最后执行步骤S104：根据所述差值，获得分界层的高度，由于H＝h₁₊h₂₊h₃，则上述ΔP可以转换成如下形式：ΔP＝ρ1g(H-h3-h2)+ρ2gh2-P_s，由于P_s、ρ₁、ρ₂、g、H、h₃为定值，则可以将压力变送器的量程进行负迁移，从而得出ΔP与h₂之间的对应关系，进而得出分界面高度h₂。通过实际检测，焦油的密度ρ₂为1.16Kg/m³，氨水密度ρ₁为0.987Kg/m³，g为重力加速度，为9.8N/Kg，第一预设取压点和第二预设取压点之间的距离为固定值，例如取1.8m，压差变送器的测量量程为Δp’＝(ρ2-ρ1)g(h1+h2)＝(1.16-0.987)*9.8*1.8＝3.05KPa，然后将变送器进行负迁移，负迁值＝Ps-ρ1g(h1+h2)＝19.386-0.987*9.8*-1.8≈2KPa，然后通过hart协议手操器将差压变送器量程设置为-2KPa～1KPa，则可以得出分界面高度与压力差之间的对应关系ΔP＝(ρ₂-ρ₁)gh₂，从而根据压力差获得分界面高度的值。

通过实践证明，本发明测量分界面高度的方法，液位测量准确，短期流程能力和长期流程能力均较稳定，与实际液位一一对应，具体参见图3和图4中液位变化曲线，其中，液位即分界面的高度，图3表示的是12个小时内液位的变化曲线图，其中横轴表示时间，纵轴表示液位的高度，图4表示的是30天内内液位的变化曲线图，其中横轴表示时间，纵轴表示液位的高度，从图3和图4中的显示可以看出，采用本发明的方法测量得出的液位值较为稳定，即将差压变送器设置成相同的量程，则能够统一分界面的测量位置，消除因浮子所处分界面位置不同造成的各槽测量值差异问题，可以满足现场使用需求。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种与焦油和氨水的分界层高度的测量方法相对应的系统，具体参见实施例二。

实施例二

本发明提供了一种焦油和氨水的分界层高度的测量系统，请参见图5，该系统包括：

第一获取模块201，用于基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和；

第二获取模块202，用于基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和；

第一获得模块203，用于获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；

第二获得模块204，用于根据所述差值，获得分界层的高度。

本发明提供的系统还包括判断模块，用于在所述根据所述差值，获得分界层的高度之前：

判断氨水和焦油是否分离清晰；

如果氨水和焦油分离清晰，则执行获得分界层的高度的步骤；

如果氨水和焦油分离不清晰，则促进氨水和焦油的分离。

本发明提供的系统中，所述焦油产生的第一分压为分界层至所述第一预设取压之间的压力，所述氨水产生的第四分压为氨水层顶端至所述第二预设取压点之间的第一氨水分压，所述氨水产生的第二分压为所述第一氨水分压与第二预设取压点至所述分界层之间的第二氨水分压之和；

所述第二获得模块还用于：

根据所述分界层至所述第一预设取压之间的第一分压和所述第二预设取压点至所述分界层之间的第二氨水分压，获得分界层的高度。

本发明提供的系统中，所述基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，具体为：将差压变送器的高压侧连接至所述第一预设取压点，获取所述第一预设取压点所在高度的第一压力。

本发明提供的系统中，所述基于第二预设取压点，获取焦油中的第二压力，具体为：将差压变送器的低压侧连接至所述第二预设取压点，获取所述第二预设取压点所在高度的第二压力。

由于本发明实施例二所介绍的系统，为实施本发明实施例一焦油和氨水的分界层高度的测量方法所采用的系统，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该系统的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的系统都属于本发明所欲保护的范围。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请中的焦油和氨水的分界层高度的测量方法，包括：基于第一预设取压点，获取焦油中的第一压力，所述第一压力为焦油产生的第一分压、氨水产生的第二分压以及气体产生的第三分压之和；基于第二预设取压点，获取氨水中的第二压力，所述第二压力为氨水产生的第四分压和气体产生的第三分压之和；获得所述第一压力和所述第二压力之间的差值，所述差值为所述第一分压与所述第二分压之和减去所述第四分压的值；根据所述差值，获得分界层的高度。上述方法通过分别基于第一预设取压点和第一预设取压点，获取焦油中的第一压力和氨水中的第二压力，然后获取第一压力和第二压力之间的差值，即第一分压与第二分压之和减去所述第四分压的值，而第一分压、第二分压和第四分压可以通过已知的高度和密度值计算得出，因而可以获取分界面高度与压力差之间的对应关系，进而可以根据该对应关系，获得分界层的高度值，即通过第一压力和第二压力之间的差值，就可以获得分界层的高度，而不需要像现有技术中的方法那样需要通过调整浮子的密度，从而调整浮子的高度才可以获得分界层的高度，因此可以避免测量过程中的卡滞现象和密度调节的不确定性，故而可以提高测量的准确性，解决了现有采用浮子界面仪的测量方法存在测量高度不准确的技术问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。