高压釜液位测量的应用研究

[摘 要]本文通过对几种液位计的研究，通过工业现场实况研究分析，解决了锌湿法冶炼氧压浸出工艺的高压釜液位测量问题。

[关键词]氧压浸出；高压釜；液位测量

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0025-01

一.课题研究的意义

高压釜的液位控制在锌湿法冶炼氧压浸出工艺中至关重要。液位的有效控制，不仅能减少设备的损耗，更能提高浸出率。因此，解决高压釜的液位测量问题，对工艺生产来说，刻不容缓。

二.几种液位计的原理研究

1.放射性液位计

放射性同位素的射线射入一定厚度的介质时，只有一部分粒子能穿透过去，大部分射线由于粒子的碰撞和克服阻力而被介质吸收。介质不同，吸收射线的能力就不同，固体吸收能力最强，液体次之，气体最弱。通过检测穿过介质的射线的强度，就可以知道物位的高低。

2. 雷达液位计

雷达液位计是通过雷达技术的应用，来实现液位测量功能的一种新型的液位仪表。雷达液位计是通过发射能量极低的极短微波脉冲信号，配合天线系统对反射回信号的接收就能实现判断液位高度的目的。雷达液位计所发射的雷达波是以光速运行，在对雷达波运行时间的计算后，就可以得出液面所处的高度位置，也就是将雷达波信号转换成了液位信号（见下图）。

雷达液位计的原理保证了其测量的时间短、结果精确，运行过程有很好的稳定性。雷达液位计在工作环境较为复杂的状态下，也会存在虚假回波的问题，这就需要配合相应的微处理技术和调试软件，来对回波进行分析，确定回波的真实性，从而实际判断液位的高度数值。雷达液位计是一种非接触式的液位计，可以用来测量各种液体介质，不会受到液体介质本身的密度、浓度、温度等物理因素的影响，能够用于一些非挥发性腐蚀性介质的测量。同时，雷达液位计对周围工作环境的温度、压力的适应性好，可以用于高温、高压等恶劣环境测量。雷达液位计测量是依靠雷达波作用，而雷达波的传输不受媒体介质的影响，可以适应浓雾、蒸汽的测量环境，能够用于挥发性液体介质的测量。雷达液位计是一体化设计的液位仪表，内部不存在可动部件，运行时不会产生机械磨损，具有较长的使用寿命。

三. 生产现场的实际应用研究

1. 放射性液位计因其不直接接触液体，所以它可以适用于高温、高压、高粘度、易结晶、易结焦、强腐蚀、易爆炸等特殊场合的物位测量，替代其它不能满足测量要求的物位仪表，解决了流程工业中的很多技术难题。但是放射性液位计最大的缺点就是射线对人体有较大的危害，因此在更换射源和平常维护工作中作业人员都必须持有放射性作业证，并且必须按有关规范要求穿戴防护用品，有专人监护，避免长时间接触射线，定期进行身体检查。实际中，湿法氧压浸出生产工艺现场经常要工作人员在现场操作，所以安装放射性液位计，操作人员和维护人员安全性很难得到保障，现场很难放心的安装应用。

2. 雷达液位计从其原理和设计特点来讲，可以满足高压釜液位测量的要求。为了达到工艺要求，我们选用呐叭口的雷达液位计，因为这样的雷达液位计是带法兰安装连接的，直接可以在高压釜液位测量出法兰连接安装，由于釜内压力可以达到16公斤，所以必须是金属法兰连接才能达到压力要求。因高压釜内的温度在140―150摄氏度左右，对雷达液位计的耐温要求相当高，所以要测量准确，必须克服温度对雷达液位计测量的影响。高压釜内我们测量的是矿浆的液位高度，但是高压釜内不仅仅有高温液体，也有蒸汽，氧气，腐蚀性也很强，这就要求雷达液位计无论是发射信号的天线和喇叭在选用是材质都必须是特使材质，即要耐高温，又要防腐蚀，也要防蒸汽对液位的测量影响。经过我们对现场条件的分析，我们选择了E+H的雷达液位计，经过在高压釜上的应用，当高压釜升温升压后，液位计就不能真实显示高压釜内的液位了。后经对GEGA雷达液位计的应用，当高压釜升温升压后都没能对高压釜液位有准确的测量。

3. 经过了两家知名雷达液位计厂家液位计的现场应用，都没能解决问题。我们又对现场工艺环境分析，高压釜内环境特点：高温、高压、腐蚀性强。逐一解决，高温，两种液位计都是耐温材料做成；耐压，都是金属法兰，都可承受远大于工艺条件的压力要求；腐蚀性强，当对现场应用的液位计从高压釜上拆下检查后没发现有腐蚀现象。拆下来的两家的雷达液位计都从表面上观察，都没有大的问题，应用在普通储槽进行液位测量，没有任何问题。这样我们就不难发现，可以确定是蒸汽和温度对雷达液位计的液位测量有直接的影响。当雷达液位计在工作中，一直在高温蒸汽的炙烤中，所以两种型号的液位计都无法承受高压釜内的高压蒸汽影响。如何解决，我们采用给搅拌器搅拌轴降温的办法，对雷达液位计发射针周围进行冷凝水降温，让发射天线的温度降下来。这样一来，高温的因素就解决了，经安装使用，雷达液位计果真可以实现了液位的准确测量。

四.总结

锌湿法氧压浸出技术在我国冶炼行业已经得到应用，提高锌的浸出率，是我们一直努力的目标，本文解决了高压釜液位的测量问题，让我们可以更好地控制好工艺生产，让锌的浸出率得到进一步提高。

参考文献

[1] 苏科；放射性液位计的原理及应用实例 [J]；《泸天化科技》；2003年01期

[2] 张伶；雷达液位计探讨及应用举例；[J]；《仪器仪表与应用》；2007年03期

[3] 王吉坤，周廷熙；硫化锌精矿氧压浸出技术及产业化 [M]；北京：冶金工业出版社；2005