亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：检测并降低造纸锅炉系统中污染的方法
技术领域：
本发明一般涉及用于检测锅炉冷凝液和/或锅炉给水的污染的方法。更具体地， 本发明涉及检测并降低工业过程中锅炉冷凝液和/或锅炉给水的污染。本发明尤其涉及检测造纸工艺的冷凝流中与锅炉系统金属和化学添加剂的腐蚀有关的变化。
背景技术：
作为给水源，质量好的冷凝液相对于其它补给水源是优选的，这是因为其不造成额外的成本，因而避免了软化、去矿化或加热其它补给水源的成本。具体来说，热含量降低了用于产生所需蒸汽负荷的燃料支出。附加价值存在于在生产诸如薄纸和纸巾产品之类的高吸附性产品的造纸厂中最大化冷凝俄回收率。具体来说，在生产薄纸和纸巾的造纸厂中， 各种污染物在锅炉给水中的负荷在系统中造成问题，特别在扬克式干燥器(Yankee dryer) 中(即形成薄纸或者纸巾片的机械缸)中造成问题。扬克式干燥器的特性在于，在冷凝流中产生充分溶解的气体(例如，CO2)。大多数溶解的气体源通过补给水被引入锅炉系统，因此最大化冷凝液回收会使溶解气体的负荷在系统中最小化，从而使扬克式干燥器冷凝更易于管理。对于造纸厂系统中冷凝液的回收，存在若干潜在的缺点。造纸有时是批处理，其中各批次被限定为在相同的造纸机上不同时间生产出的不同等级的纸张。造纸机和扬克式干燥器都在汽压下工作，因此当停机时间发生时，蒸汽流被关闭，并且使用汽压的部件冷却。 为了防止蒸汽的完全衰减以及在这些部件中出现真空条件，真空破除阀打开以允许空气进入原先由蒸汽占据的空间。所引入的环境空气的氧气部分对热金属表面造成腐蚀，从而产生氧化铁。造纸机或薄纸机脱机的时间越长，该化学反应可能越会继续，并且产生越多的氧化铁。另外，在造纸机的冷却和启动期间引起的热收缩和膨胀应力会导致现有的金属氧化层破裂和片状剥落，从而暴露出更多可能经历氧气侵蚀和腐蚀的新金属表面。当机器恢复操作时，蒸汽和冷凝液流冲刷已形成有氧化铁的整个金属表面，从而去掉氧化物颗粒。这些颗粒在冷凝液回收流中形成额外的污染物。如上所述的冷凝液是锅炉给水的优选源。但是当冷凝液包含氧化铁颗粒时，锅炉被置于产生水边沉淀物(waterside deposit)的危险中。最初，这些颗粒形成阻止热传递的沉积层，使锅炉的热效率降低。最终，沉积层变厚，导致锅炉管道过热并且发生故障，因而需要关闭锅炉以进行修理。另外，锅炉水边中铁沉淀物的更细微的影响也会发生。氧化铁沉淀物的特性在于能渗水或能渗透，这允许水穿过并且聚集在与火焰相邻的最热位置附近，并且导致蒸汽蒸发并聚集锅炉水盐。在一些情况下，这种浓缩物继续进行到在沉淀物腐 t虫下(巨前未决的名称为"Method and Device for Cleanup and Deposit Removal from Internal Hot Water System Surfaces^ “用于从内部热水系统表面中清除并去除沉淀物的方法和设备”)、序列号为11/852，695的美国专利中公开了去除这些沉淀物的方法)反应发生的点，使得系统中(例如，锅炉管道中)的金属经由在现有技术中被称为碱性腐蚀或碱蚀致脆的机制而溶解。该结果与过热故障相同，必须关闭锅炉以进行修理，此时不可产生蒸汽用于纸张或者薄纸/纸巾干燥，这将缩减造纸厂的产量并且造成额外的成本。为了最小化腐蚀，在正常操作时段和停机条件期间，一些工厂向造纸机蒸汽系统喂送化学添加剂。这些化学剂通常是混合了挥发性碱胺的氧气净化、金属钝化/调节还原剂，使得氧化腐蚀和酸性腐蚀机制被解决。这种技术的目前状态是没有实时连续监控和控制能力，以确定造纸机冷凝液的腐蚀性质，并且基于变化的系统条件对这些化学添加剂的剂量进行实时调整，即使已知这些条件高度变化。如果捕获样本或者一些其它监控程序在适当的位置，则基本喂送剂量的化学添加剂被喂送，并且偶尔被调整。造纸工业一直在探索使装备适合用于其它水处理目的，从而提供关于冷凝液质量的连续在线信息。例如，通过在造纸机区域中的流动冷凝液样本上安装浊度计，实现了使用浊度以测量冷凝流中铁颗粒的控制系统。然后，当检测到足够高浓度的颗粒时，这种浊度计能够用于激活分流阀。通过分析捕获样本的铁浓度，能够开发相关性，使得预选择的铁浓度能够激活冷凝液倾泄。浊度测量在管理冷凝液铁浓度中的使用很快失去众望。用于测量样本的浊度的装备被设计用于实验用途，并且不能承受造纸机区域中的条件。浊度计需要冷却的样本用于分析，并且处理区域中样本冷却机的可靠性被证明是个问题。而且，工厂提供的冷却水温度的季节性改变是个问题。如果冷却水变得太暖，则样本不能被充分地冷却，并且用于检测浊度的光学器件雾化，使结果不可靠。尽管为针对这些难题提供设计方案做出努力，但作为在线监控工具的冷凝液铁浓度的浊度测量在使用了仅少数几年后就会被丢弃。今天，在造纸工业中用于冷凝液监控的标准以两种途径表示。第一，除了铁颗粒， 诸如浓缩的冷却液的离子溶液能够不时地污染冷凝液。作为解决方案，工业上已采用了基于传导率的倾泄或分流系统的版本，由此样本中过剩传导率的检测将触发分流系统。这种系统仅对防止重大离子污染事件有效，但是铁颗粒不会充分地提高冷凝液传导率以提供检测。第二，紧接着停机时间条件手动测试冷凝液用于确定铁浓度何时尚可用作锅炉给水。根据它的特质，这种手动测试对于充分程度的变化是经得起检验的，使得难以实现精确的控制。在大多情况下，冷凝液在比技术上需要的时段较长的时段后被倾泄，导致因冷凝液的损失而产生的额外成本，并且伴随地需要增加的补给水和附随处理。因此，造纸工业中需要提高用来回收作为锅炉给水源的高质量冷凝液的性能和效率。特别需要优化向锅炉给水和蒸汽/冷凝液系统中注射化学添加剂的改善的在线方法。

发明内容
因此，本发明提供一种用于检测造纸工艺中锅炉冷凝液和/或锅炉给水的污染的方法。所述方法包括利用能够在操作温度和压力下测量氧化还原电位(“0RP”)的一个或多个设备(这里称之为“CSM”设备)，在一个或多个位置测量造纸工艺的锅炉冷凝液和 /或锅炉给水中的ORP。CSM设备优选与控制器进行通信，该控制器可操作为基于所测量的 ORP评估所测量的ORP或所计算的ORP是否在最佳范围内。如果所测量的ORP或所计算的 ORP不在所述最佳范围内，则所述控制器引起信号的传输，以指引向造纸工艺的锅炉给水和 /或一个或多个附属喂送位置喂送有效量的一种或多种还原剂和/或一种或多种PH控制化
^ 口
子 PFt ο在另一方面，本发明为一种用于检测造纸工艺中锅炉冷凝液和/或锅炉给水的污染的系统。所述系统包括与至少一个设备通信的控制器，所述至少一个设备能够测量来源于在线蒸汽发生器的冷凝流中的ORP并操作造纸工艺。至少一个化学品注入泵用于将至少一种还原剂和/或PH控制化学品注入所述蒸汽发生器的锅炉给水和/或一个或多个附属喂送位置，该操作结合所测量的ORP和化学品注入泵的操作由从所述控制器接收的信号触发。热动力连接通过在所述造纸机与来源于所述锅炉或蒸汽发生器的蒸汽和/或冷凝流 (例如，扬克式干燥器)之间的接口形成。所述系统进一步包括冷凝回收线路和冷凝液排放系统(例如，倾泄阀)。本发明还提供一种用于通过利用腐蚀应力监控器(“CSM”)来管理与造纸工艺相关联的冷凝流的新颖方法。本发明的特定实用性在于，其最小化造纸工艺中使用的热水系统的冷凝系统中的腐蚀的能力，对于生产薄纸或纸巾纸等级的那些工艺具有特定的好处。 在优选实施例中，CSM可操作为在操作温度和压力下测量氧化还原电位(这种测量在此处有时被称之为“0RP”)。与控制器系统协作，安装在流动或离线冷凝流上的CSM检测系统中金属的条件，以对钝化和在线的化学添加剂处理程序进行优化。所述方法的范围包括产生可靠冷凝流数据并在反馈、前馈或预测回路中使用该数据的能力，以对化学添加剂处理进行实时调节，从而提高给水的质量。在优选方面中，本发明被实施为提供连续或间歇的反馈、前馈或预测信息以处理化学品注入泵，从而进行实时调节。本发明合并了编程逻辑以将分析仪信号转换成泵调节逻辑，并且在优选实施例中，本发明利用唯一的基础来控制多个化学品注入中的一个或每个。还应当预见，本发明还可以管理并集成来自用于测量金属损耗的现有电阻腐蚀探针、线性极化探针和/或其它技术的读数。在实施例中，这些读数例如通过编程逻辑控制器(PLC) 被编程为可能重写或修改其它化学品输入并改变泵速率。在发生停机时间条件时，CSM能够对钝化处理的喂送进行优化，作为存在的水化学的结果，这允许在线探测金属条件。如果作为停机条件的结果，在冷凝液包含一些氧气的情况下，则CSM将探测到该条件，并且控制器部件会向一个或多个化学品注入泵发送信号，以增加化学添加剂(例如，组合的还原剂/胺)的剂量，从而恢复保护条件以最小化腐蚀。尽管在流路径中的任意点处会出现冷凝液样本(通过在线暴露于CSM)，但在工艺流路径末端处的冷凝液的ORP通常指示系统中的化学条件。系统一般在足够的速率下周转，使得正被喂送的剂量在这些条件期间不会过量，同时额外化学品喂送的应用可以通过仔细选择注入泵的尺寸来进行管理。优选地，CSM暴露于代表整个系统的性能的液体流。通常，这种暴露发生在系统中特定阶段的开始，而不是在另外的下游。理想的暴露发生在混合得很好的流动样本流中。然而，应当理解，CSM可以位于任意合适的位置处。本发明的优点在于，最大化冷凝水中化学添加剂的量并优化其存在，其中冷凝水作为给水源可以返回至造纸厂锅炉。本发明的另一优点在于，提供一种健壮方法，该方法通过在操作温度和压力下测量冷凝水的特性对锅炉给水的冷凝液再利用进行优化，并将这些测量合并到反馈、前馈或预测控制回路中。本发明的又一优点在于，提供一种装置，该装置通过使得能够在操作温度和压力下测量冷凝液特性来消除或减少与传统冷凝液测量系统相关联的滞后时间。本发明的额外优点在于，提供一种对喂送给造纸机的化学添加剂的优化控制，从而对威胁蒸汽发生器可靠性和安全性的腐蚀副产品颗粒的产生和回收进行最小化。本发明的再一优点在于，提供一种在线且本质上实时测量冷凝液特性的方法，从而可能避免样本调节系统的成本。本发明的进一步优点在于，通过最小化所排放水的体积来减少由污染的冷凝液所导致的潜在安全和环境风险。本发明的再一优点在于，提供一种确定并预测工程合金(包括铁和诸如软钢之类的钢)在造纸锅炉系统中腐蚀的潜能的方法。此处描述了附加的特征和优点，这些特征和优点从以下详细描述、附图和示例中
将会很明显。


图1图示说明包括示出腐蚀应力监控器位置的本发明优选实施例的典型造纸机干燥器部分配置。图2图示说明包括示出腐蚀应力监控器位置的本发明优选实施例的示例性级联系统设计。图3显示应用于薄纸或纸巾级造纸工艺中的本发明优选实施例。图4图示说明温度和压力ORP值的改变对系统中与化学品喂送量有关的腐蚀产物增加的影响。图5图示说明能够最小化腐蚀和腐蚀产物传输的3阶段控制方案。
具体实施例方式参见图1，示出典型造纸工艺100中的本发明优选实施例。在这典型工艺中，热压机的使用允许该工艺的每一部分独立操作。蒸汽供给105(通常为大约175psi汽压)从蒸汽发生器或者锅炉(未示出)行进，并且被分配到主干燥器部分125、毡制品干燥器部分 135、第一干燥器部分145和引纸干燥器部分155。然后，冷却蒸汽(即冷凝液)行经主干燥器分离器120、毡制品干燥器分离器130、第一干燥器分离器140和引纸干燥器分离器150。 冷凝液收集在主接收器160中，这里，一个或多个CSM设备位于位置165处。冷凝液经由标记为“冷凝液回收”的路径返回至给水(未示出)。在位置165处由CSM设备所捕获的ORP 信号被传输至控制器115，控制器115接着确定是否加入任意额外的化学物质(例如，还原剂、胺、PH控制剂等)到附属(satellite)喂送点110，并且可操作地向附属喂送点110传输这种数据或指令(直接地或者通过中间控制器或设备)。图2示出级联冷凝系统200中的本发明实施例。本领域公知，这种系统级联闪蒸蒸汽(flash steam)，因而允许CO2浓度的提升，并且抑制冷凝液pH。高压蒸汽供给20 (调温水通常为大约175psi汽压)和低压蒸汽供给20 (通常为大约55psi汽压)从蒸汽发生器或锅炉(未图示)行进，并且被分配至第三干燥器部分对5(对于高压蒸汽供给20 ) 以及第一干燥器部分225、第二干燥器部分235、第三干燥器部分245和起皱(cr印ing)干燥器255 (对于低压蒸汽供给20 )。然后，冷却蒸汽(即冷凝液)通过部件阵列在其路径上行进返回至蒸汽发生器的给水(未图示)。在所示出的系统中，部件阵列包括第一干燥器部分冷凝容器220和第一部分主干燥器容器222 ；第二干燥器部分闪蒸干燥器容器(flashdryer tank) 234和第二干燥器部分主干燥器容器236 ；第三干燥器部分闪蒸干燥器容器 240和第三干燥器部分主干燥器容器242 ；和接收器容器230a和230b。冷凝液经由标记为“冷凝液回收”的路径返回至给水(未图示)。在一个或多个位置和/或沈釙处由CSM设备捕获的ORP信号被传输至控制器215，控制器215接着确定是否加入一些额外的化学物质(例如，还原剂、胺、PH控制剂等)至附属喂送点210a、 210b、210c和/或210d。控制器215可操作以向附属喂送点传输这种数据或指令(直接地或者通过中间控制器或设备)。应该理解，本发明可应用于利用锅炉系统的任意造纸工艺中。本发明具体应用于由于依靠蒸汽源的扬克式干燥器的使用而生产薄纸或纸巾等级的纸张的造纸工艺中。这种等级的纸张使用本领域已知的各种方法来生产。一个示例被公开在目前未决的序列号为 11/564，946、名禾尔为“Method of Applying a Super-Absorbent Composition to Tissue and Towel Substrates (向薄纸和纸巾衬底施加超吸收组分的方法)”的美国专利申请中。图3示出了薄纸或纸巾等级造纸工艺300的示例性实施例。这种类型的系统通常包括两个蒸汽源，即低压蒸汽源30 (通常为大约170psi汽压)和高压蒸汽源30 (通常为大约600psi汽压)。在该实施例中，低压蒸汽30 从蒸汽发生器(未图示)行进至减温器345，并且穿过扬克式干燥器320。冷却蒸汽退出扬克式干燥器320，并且行经扬克式分离器(Yankee s印arator) 325，其进一步被转移到热压机335和闪蒸容器330。冷凝液经由标记为“冷凝液回收”的路径返回至给水(未图示)。在一个或多个位置36 和/或36 处由CSM设备捕获的ORP信号被传输至控制器315，控制器315接着确定是否加入任意额外的化学物质(例如，还原剂、胺、PH控制剂等)至附属喂送点310a和 /或310b。控制器315可操作以向附属喂送点传输这种数据或指令(直接地或者通过中间控制器或设备)。所描述的系统以及CSM设备和附属喂送点的位置仅是示例性的，并且本领域技术人员能确定，可以使用任意其它合适的位置。应该理解，例如，用于引入所述化学物质的附属喂送位置可以包括造纸机蒸汽室、低压调温水(如在图2中)、冷凝液回收、给水或者其它任意合适的位置。在优选实施例中，本发明的方法包括可操作以接收并处理信息，并且向各个部件 (例如，化学品注入泵)提供指令的控制器。术语“控制器”指人工操作器或电子器件，其具有诸如处理器、存储设备、数字存储介质、阴极射线管、液晶显示器、等离子体显示器、触摸屏或其它监视器之类的部件，和/或其它部件。控制器优选地可与一个或多个专用集成电路、程序、计算机可执行指令或算法、一个或多个硬线(hard-wired)设备、无线设备和/或一个或多个机械设备集成操作。而且，控制器可与本发明的反馈、前馈或者预测回路集成操作。控制器系统功能中的一些或全部可以位于中央位置，例如网络服务器上，用于通过局域网、广域网、无线网络、因特网连接、微波接力线路、红外线路等进行通信。另外，可以包括诸如信号调节器或系统监控器之类的其它部件来便于信号传输和信号处理算法。优选地，控制器包括分层逻辑以优先考虑与所测量的系统参数相关联的任意测量或预测的特性。例如，控制器可以被编程为相对于其它测量值优先考虑从系统的某些部分接收的ORP测量值。应当理解，这种分层逻辑的目的在于允许对系统参数进行改进的控制， 并避免循环控制回路。
在一个实施例中，方法包括自动控制器。在另一实施例中，控制器为手动或者半自动的。例如，在造纸工艺包括从系统中的各种传感器接收的一个或多个数据集情况下，控制器可以自动确定将进一步处理哪些数据点/数据集或者操作器可以部分或完全做出这种确定。来自造纸工艺的数据集，例如，可以包括诸如氧化还原电位、PH、某些化学品或离子的电平(例如，采用经验、自动、荧光、电化学、色度方式确定，直接测量，计算出)、温度、压力、 过程蒸汽流速率、溶解或悬浮的固体等的变量或系统参数。这种系统参数通常利用诸如PH 传感器、离子分析仪、温度传感器、热电偶、压力传感器、腐蚀探针之类的任意类型的合适数据捕获装备和/或任意其它合适的设备或方法来测量。数据捕获装备优选与控制器进行通信，并且根据可替代的实施例，其可以具有由控制器给予的改善的功能(包括这里描述的控制算法的任意部分)。利用任意合适的设备，例如有线或无线网络、电缆、数据用户线、因特网等，来实现所测量的参数或信号到化学品泵、报警器或其它系统部件的数据传输。可以使用任意合适的接口标准，例如以太网接口、无线接口(例如，IEEE 802. lla/b/g/x、802. 16，蓝牙、光、红外线、射频等)、通用串行总线、电话网络等以及这种接口 /连接的组合。如这里所使用的那样，术语“网络”包含所有这些数据传输方法。所描述设备(例如，工厂存档系统、数据分析站、数据捕获设备、处理站等)中的任意一个可以利用上述或其它合适的接口或连接彼此连接。在至少一个实施例中，控制逻辑被构建为取决于系统循环以变化的速率控制化学品喂送。例如，如果造纸机刚刚离线，则信号根据进程表以预定的速率开始化学品喂送。当恢复在线时，信号在一时段内以相同或不同的水平开始化学品喂送。第三算法用于在正常操作期间进行腐蚀控制。采用这种多算法方式，基于与系统操作相关的实时CSM数据和基于时间的数据以各种水平来积极控制造纸机占空比。在实施例中，系统参数信息从系统接收并且被存档。在另一实施例中，系统参数信息根据时间表或进程表来处理。在又一实施例中，系统参数信息被实时/基本实时地立即处理。这种实时接收可以包括例如通过计算机网络的“流动数据”。根据可替代的实施例，CSM可操作为在正常操作时段期间检测系统腐蚀保护水平的很微小的变化，使得可连续最小化腐蚀产品产生。尽管任意合适的设备可以用于检测作为系统腐蚀保护水平的指示器的0RP，但优选设备包括被公开在序列号为11/403，420、 名称为 “Method of Inhibiting Corrosion in Hot Water Systems (抑制热水系统中的腐蚀的方法)，，的美国专利申请，以及序列号为11/668，048和12/114，288、名称为"High Temperature and Pressure Oxidation-Reduction Potential Measuring and Monitoring Device for Hot Water Systems (用于热水系统的高温和高压氧化还原电位测量和监控设备)”的美国专利申请中的那些设备。然后，控制器确定任意这种改变是否需要对给水中的化学添加剂进行调节。这种添加剂可以包括对给水、附属喂送位置和/或蒸汽冷凝化学品的改变和调节。例如，改变可以包括向给水、附属喂送位置和/或蒸汽冷凝液添加氧气或者一种或多种氧气净化剂。通过限定，氧气净化剂为还原制剂(还原剂)，尽管所有的还原制剂不必都是氧气净化剂。对于实际的应用，在低温下需要合理的反应。也就是说，应当存在一些起促进作用的反应动力学。此外，对系统水化学品的其它改变和调节，例如系统控制和腐蚀控制，可以包括添加其它的氧化制剂(氧化剂)或其它的还原制剂(还原剂)。优选地，本发明包括基于添加到给水、附属喂送位置和/或蒸汽冷凝液的还原制剂的量来调节化学添加剂。术语“还原剂”指能够作为还原制剂反应的任意化学品。还原剂的非限制性代表示例包括胼、亚硫酸盐、碳酰胼、N，N’ - 二乙基羟胺、对苯二酚、异抗坏血酸盐、甲乙酮肟、羟胺、丙醇二酸、乙氧喹啉、甲基四唑(methyletrazone)、四甲基苯二胺、氨基脲(semi-cartazide)、二乙氨基乙醇、2-酮葡糖酸、N-异丙基羟胺、抗坏血酸、掊酸(gallic acid)和羟基丙酮。在至少一个实施例中，本发明包括对添加到给水或附属喂送地点的pH控制化学品的量进行控制。“PH控制化学品”意味着在添加到溶液、合成物和/或制剂时能够调节 pH、控制pH和/或维持pH的任意合适的化学品或化合物。代表性的pH控制化学品包括氨和胺，例如环己胺、吗啉、二乙氨基乙醇(DEAE)、甲氧基丙胺、单乙醇胺等及其组合。当停机时间条件发生时，CSM能够优化金属钝化处理的喂送，直到金属态恢复优选的低腐蚀条件。在热水系统中进行停机时间腐蚀保护的重要性的一个例示性示例一般被提供在目前未决的序列号为11/852，616、名称为“Method and Device for Preventing Corrosion in Hot Water Systems Undergoing Intermittent Operations (在经历间歇操作的热水系统中防止腐蚀的方法和设备)”的美国申请中。通过参照下列示例可以更好地理解前述内容，该示例意在用于示例性的目的，而不意在限制本发明的范围。示例 1还未尝试使用CSM方式对薄纸制造厂或造纸厂冷凝系统进行测量和控制。但多个造纸厂正采用施加化学添加剂来抑制腐蚀。由CSM控制器的部署而导致的改进控制将提高下列两项中的任一项或两项1)化学添加剂的性能，这项通过施加于预定性能水平的ORP 而提高，或者幻应用的经济，目前不能利用现有的监控能力来优化这项。此时我们能做的最好事情是目前应用化学添加剂程序，然后期望在部署控制方法时将实现以上引用的改进中的任一个或两个。示例 2该示例示出化学品喂送的理论场景，以实现或维持与所喂送的化学品的量以及系统的腐蚀产物增加的可能性相关的ORP设置范围。图4的曲线图中的χ轴上示出需要喂送到系统中以实现期望的CSM(即在温度和压力ORP下)范围的化学品的量。Yl轴上示出所期望的ORP范围。Y2轴示出将会在温度和压力ORP水平下变化的腐蚀产物增加的量。很明显，这些ORP值是腐蚀产物增加的预兆，并且经由控制器对ORP的调节将会对这种腐蚀产物产生影响。示例 3该示例示出同步CSM控制方案的可能使用，以最小化系统中的腐蚀和腐蚀产物传输。在启动期间，可以利用100%还原剂或其它化学品对造纸机输送2小时(在图5的X轴上被指代为阶段A)。在阶段B，化学品喂送率经由来自CSM的输入进行控制以实现-325mV(在小的范围内)的设定点。应当理解，设定点/范围通常由熟练技工根据每个独特的应用来确定。如果造纸机(例如，为了维护等或由于纸张撕裂)关闭，控制序列可以输送80%的化学品，如阶段C中所示。从图5中可以看出，这种序列可以导致原位腐蚀以及到冷凝流的腐蚀产物释放的最小化。示例 4该示例示出对于本发明的显著的工业需要。在传统技术下，造纸工艺的锅炉系统未被充分控制好。在较大的造纸机上，易受腐蚀的内表面面积极大(等于、大约为17英里长度的2英寸内直径管道的内表面面积)。即使目前方法总体上提供了良好的腐蚀控制，但剩余水平的腐蚀仍然可能导致足够大量的氧化铁或其它的腐蚀副产品材料被传递到锅炉系统，使得沉积问题可能发生。尽管可以采用许多不同的形式来具体实现本发明，但此处详细描述了本发明的特定优选实施例。本公开内容是本发明原理的例证，而不意在限制本发明为所示出的具体实施例。此外，本发明包含此处描述的一些或所有各种实施例和特点的任意和所有可能的组合。本申请引用的任意和所有专利、专利申请、科技论文和其它参考文献，以及此处引用的任意参考文献，通过引用整体合并于此。应当理解，对此处描述的当前优选实施例的各种改变和修改对于本领域技术人员来说是明显的。在不背离本发明的精神和范围以及不缩小其预期优点的情况下，可以做出这种改变和修改。因此，目的在于由所附权利要求涵盖这种改变或修改。
权利要求
1.一种用于检测造纸工艺中锅炉冷凝液和/或锅炉给水的污染的方法，该方法包括(a)利用能够在操作温度和压力下测量氧化还原电位(“0RP”)的一个或多个设备 (“CSM”设备)，在一个或多个位置处测量造纸工艺的锅炉冷凝液和/或锅炉给水中的0RP， 其中所述CSM设备能操作为与控制器进行通信；并且(b)将所测量的ORP传输给所述控制器；(c)基于所测量的ORP评估所测量的ORP或所计算的ORP是否在最佳范围内；并且(d)如果所测量的ORP或所计算的ORP不在所述最佳范围内，则所述控制器引起信号的传输，以指引向造纸工艺的锅炉给水和/或一个或多个附属喂送位置喂送有效量的一种或多种还原剂和/或一种或多种PH控制化学品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个安装的CSM设备与所述锅炉冷凝液和/或锅炉给水接触。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述附属喂送位置从以下各项所组成的组中选择造纸机蒸汽室、低压调温水、冷凝液回收、给水及其组合。
4.根据权利要求1所述的方法，包括以无线方式传输所测量的ORP或信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述最佳范围为用户定义的。
6.根据权利要求1所述的方法，包括连续、自动和/或在线操作所述方法。
7.根据权利要求1所述的方法，包括间歇地操作所述方法。
8.根据权利要求1所述的方法，包括用于打开或关闭与所述锅炉冷凝液和/或锅炉给水相关联的一个或多个阀的机制。
9.根据权利要求1所述的方法，包括通过网络操作所述方法。
10.一种数字存储介质，在所述数字存储介质上存储有计算机可执行的指令，所述指令能够操作以执行根据权利要求1所述的方法。
11.一种用于检测造纸工艺中锅炉冷凝液和/或锅炉给水的污染的系统，所述系统包括与至少一个设备和至少一个化学品注入泵通信的控制器，所述至少一个设备能够测量来源于在线蒸汽发生器的冷凝流中的氧化还原电位(“0RP”)并操作造纸工艺，所述化学品注入泵用于将至少一种还原剂和/或PH控制化学品注入所述蒸汽发生器的锅炉给水和/ 或一个或多个附属喂送位置，所述控制器能够操作以接收并传输与所测量的ORP和所述化学品注入泵的操作相关的信号；接口，用于在所述造纸机与来源于所述锅炉或蒸汽发生器的蒸汽和/或冷凝流之间形成热动力连接；冷凝液回收线路；以及冷凝液排放系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测造纸工艺中锅炉冷凝液和/或锅炉给水的污染的方法和系统。所述方法包括利用一个或多个腐蚀应力监控设备在一个或多个位置处测量造纸工艺的锅炉冷凝液和/或锅炉给水中的氧化还原电位。控制器能操作为评估所测量的或所计算的氧化还原电位是否在最佳范围内。所述控制器能操作为引起信号的传输，以指引向造纸工艺的锅炉给水和/或一个或多个附属喂送位置喂送有效量的一种或多种还原剂和/或一种或多种pH控制化学品。
文档编号G01N17/02GK102395533SQ201080016869
公开日2012年3月28日 申请日期2010年4月14日 优先权日2009年4月23日
发明者乔治·T·托托拉, 大卫·A·格拉顿, 彼得·D·希克斯 申请人:纳尔科公司