Maintaining High Quality in Soda Electrolysis by Measuring and Controlling Liquid Density

Загрузить (349 KB)

Introduction

Caustic soda (sodium hydroxide) is an important basic material in the chemical industry and is mainly produced by the electrolysis of soda. There are two types of electrolysis processes: the diaphragm method and the ion-exchange membrane method; the latter is becoming mainstream because of its lower energy consumption and higher product quality. Both methods involve evaporating the solution after the electrolysis process to make concentrated caustic soda. This process is where the concentration is measured. Using the fact that there is a nearly linear relationship between the liquid density and the concentration, the concentration can be determined by measuring the liquid density.

The DM8 Vibration Type Liquid Density Meter has high sensitivity and stability and can be used to ensure highly accurate control.

Expected Benefits

  • Ensures high product quality through stable and accurate measurement of liquid density
  • Reduces operating costs

Process Overview

Caustic Soda Production Process

Caustic Soda Production Process

The solid salt is dissolved in water and impurities in the salt are removed. The purified solution is fed to an electrolyzer, where the solution is electrolyzed to produce caustic soda and chlorine. The concentration of the caustic soda solution produced at the cathode in the electrolyzer is approximately 32%. The solution is concentrated in a multiple effect evaporator to a product level of approximately 48%.

In the ion-exchange membrane method, one density meter is installed before the evaporator to control the steam temperature and pressure of the evaporator so that the concentration of the caustic soda is kept constant. Another density meter is installed after the evaporator for the purpose of controlling the product quality.

Solution Details

Measurement System

Detector: VD6D-N1*B
Converter: DM8C-A☐*D
Dedicated cable: DM8W-L☐☐☐☐*A
Sampling system: VD6SM- ☐☐☐ -P☐☐0-T☐☐0*B/FN
  (provided by customer in some cases)

Utilities

DM8C Converter/VD6D Detector

DM8C converter/VD6D detector:

Power supply (to converter): 90 to 132/180 to 264 V AC, 50/60 Hz
Power consumption: 20 VA

Feature

  • The vibration density measurement principle allows high accuracy and resolution.
  • The structure is maintenance free.
  • The detector is more compact compared to other manufactures'.

Field Data

1. Process conditions

Measurement point Before evaporator After evaporator
Temperature 70 to 80°C 150 to 170°C
NaOH concentration 20 to 35% 40 to 48%
Density 1.25 to 1.35 g/cm³ 1.4 to 1.5 g/cm³

2. Relationship between concentration and density of caustic soda

Relationship between concentration and density of caustic soda

(Source: International Critical Table)

Notes

  • Example of removal of air bubbles
    (Example of removal of air bubbles)
    In order to prevent corrosion, be sure to use a nickel vibrator assembly for measurement of caustic soda density.
  • Literature data of the concentration and density characteristics of caustic soda are mostly based on a NaOH solute only. The characteristics may change if the solution contains solutes other than NaOH. For the conversion of density to concentration, make a calibration curve by using the actual sample.
  • Air bubbles in a sample solution may interfere with accurate measurement. Take appropriate measures to remove them, if necessary.
  • Measured liquid temp. should be cooled down less than 100°C, because after evaporator temp. may be more than 100°C.
Conditions
Temperature at inlet: 0 to 100°C
Pressure at inlet: 0 to 2 MPa
Flow range: 1 to 10 l/min
Differential pressure between inlet and outlet: 100 kPa or mor

Отрасли

  • Специальное химическое производство

    Компания Yokogawa давно обслуживает заказчиков в области специальной химической промышленности и тонкого синтеза. Наше ведущее решение по управлению периодическими процессами, обеспечивает лучшую надёжность и гибкость работы в классе, а также штат профильных специалистов, понимающих сложные требования разработки и эксплуатации таких процессов, позволит Вам, заручившись поддержкой компании Yokogawa, производить продукцию, удовлетворяющую потребностям Ваших заказчиков сейчас и в будущем, сохраняя требуемый уровень безопасности, соблюдая все нормативы.

    Узнать больше
  • Химическая промышленность

    Химические производства применяют периодические и непрерывные технологические процессы производства, каждый из которых имеет свои особые требования для систем управления. Непрерывному технологическому процессу требуется надёжная и стабильно работающая система управления, защищающая от внеплановых остановов, в то время как для периодических процессов более важна гибкость организации партий, возможности внесения корректировок в рецепты и формулы. Для обоих типов процессов одинаково важно вести управление с поддержанием требуемого качества и способность управлять не рутинными операциями. Имея в наличии обширный послужной список и богатое портфолио проектов, а также опытных системных инженеров и обширную сеть поддержки по всему миру, у компании Yokogawa имеются решения для всех видов таких систем.

    Узнать больше

Related Products & Solutions

  • Анализатор плотности жидкости DM8C, VD6

    Анализатор плотности жидкости DM8 измеряет плотность обычных технологических жидкостей с высокой чувствительностью и отличной стабильностью. Диапазон измерения плотности составляет от 0 до 2,0 г/см3 и не зависит от скорости потока и вязкости. Помимо датчика общего назначения, доступны также санитарный и взрывобезопасный датчики.

    Узнать больше
  • Анализатор плотности жидкостей

    Анализатор плотности жидкостей DM8 измеряет плотность основных жидкостей, использующихся в технологических процессах, с высокой чувствительностью и превосходной стабильностью. Измерение плотности выполняется в диапазоне 0 – 2,0 г/см3 и не зависит от величины расхода и вязкости. Помимо сенсора общего назначения, доступны санитарное и взрывобезопасное исполнение.

    Узнать больше

Наверх