Mesure précise du débit de soufre fondu : débitmètres massiques à effet Coriolis
Dans certaines industries comme la chimie, les engrais et le raffinage, la mesure précise de fluides difficiles comme le soufre fondu est essentielle à la stabilité, à la sécurité et à l'efficacité des procédés. Le soufre fondu présente des défis particuliers : températures élevées (130-155 °C / 266-311 °F), potentiel corrosif (H₂S, acide) et solidification rapide en cas de refroidissement.
Les débitmètres massiques Coriolis (CMF) constituent actuellement la meilleure solution de mesure du débit grâce à leur capacité à mesurer directement le débit massique et à résister à ces conditions exigeantes.
La mesure du flux de soufre fondu est une tâche difficile
Pourquoi le débitmètre Coriolis fonctionne pour le soufre fondu
1.
Mesure directe du débit massique du soufre liquide : la densité du soufre fondu varie avec la température (environ 1 800 kg/m³). Les débitmètres volumiques traditionnels (
débitmètres vortex ,
débitmètres électromagnétiques ) nécessitent des capteurs supplémentaires pour calculer le débit massique, ce qui augmente la complexité et les erreurs à proximité du point de changement de phase du soufre. Les débitmètres Coriolis fournissent directement le débit massique, éliminant ainsi cette source d'erreur. Ils sont idéaux pour des températures de soufre étroitement contrôlées (environ 145 °C). Précision : ≤ ± 0,5 % de la mesure, répétabilité ≤ 0,05 %.
Mesure et indication directe du débit massique de soufre liquide
2.
Insensible aux variations de fluide : les débitmètres Coriolis sont insensibles aux variations de viscosité, de pression et de température dans la plage de mesure. Une faible viscosité du soufre (normale ~8 cP, plage de 7 à 10 cP) n'affecte pas la précision du débitmètre Coriolis, garantissant ainsi une mesure de débit fiable.
3.
Traitement des fluides impurés par un débitmètre Coriolis : Le soufre fondu industriel contient des solides (≤ 0,5 % poids – carbone, cendres), du gaz H₂S dissous (≤ 700 ppm) et de l'humidité (≤ 0,8 % poids). Les débitmètres Coriolis tolèrent mieux les écoulements diphasiques mineurs (solides/gaz, gaz contenant moins de 5 %) que de nombreuses alternatives, telles que
les débitmètres à engrenages ovales . Ces derniers peuvent être bloqués par des impuretés liquides. Maintenir les performances dans les limites spécifiées. Le débitmètre Coriolis est adapté aux fluides mixtes solides ou diphasiques.
Les compteurs Coriolis gèrent facilement la mesure du débit de soufre fondu impur Sélection technique critique pour choisir le bon capteur de flux de soufre fondu
1. Sélection du matériau du capteur de débit (la résistance à la corrosion est importante)
- Pièces en contact avec le fluide du débitmètre (tube, raccords) : doivent résister à la corrosion due au soufre fondu et aux impuretés (H₂S, acides). Certains clients exigent la conformité aux normes NACE MR0175/ISO 15156 (résistance à la fissuration sous contrainte due au sulfure - SSC). Le débitmètre Coriolis est fabriqué en acier inoxydable 316L, qui peut être utilisé pour la mesure du soufre.
- Options communes :
- Acier inoxydable 316L (SS316L) : le débitmètre Coriolis de silverinstruments.com le spécifie pour le boîtier et les pièces en contact avec le fluide. L'acier inoxydable 316L offre une bonne résistance générale à la corrosion et une bonne résistance aux chlorures. C'est une solution économique et largement utilisée pour les conditions de soufre fondu (H₂S ≤ 700 ppm, acidité ≤ 0,02 % pds H₂SO4, ≤ 155 °C, ≤ 150 psig / ~10,3 bar).
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M
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Tube Material
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M1
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316L
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M2
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Hastelloy alloy C-276
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M4
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Hastelloy alloy B3
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M5
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Alloy20（N08020）
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M6
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Titanium (ASTM B265)
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M7
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Tantalum (ASTM B708)
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M8
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C4 steel ASTM A600T12004
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M9
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Copper-nickel alloy
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M10
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Nickel-based alloy
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- • Alliages Hastelloy (C-276/B3) : Les instruments d'automatisation Silver Automation proposent des options avec des alliages Hastelloy. Ils offrent une résistance supérieure à la corrosion dans des conditions plus difficiles (impuretés plus importantes, acides plus forts, T/P extrême). À utiliser si le 316L est insuffisant pour le soufre liquide, compte tenu de l'augmentation significative des coûts. À sélectionner en fonction de l'évaluation de la corrosion.
2. Chemise chauffante à vapeur pour débitmètre Coriolis
Pourquoi est-il obligatoire d'avoir une gaine isolante pour le soufre fondu ?
Le soufre se solidifie à environ 115 °C. La solidification à l'intérieur du capteur de débit ou des tuyaux provoque des blocages et peut endommager les tubes du capteur de débit massique. Un chemisage de vapeur est absolument nécessaire.
- • Conception et sélection : Chauffage uniforme : la gaine recouvre tout le corps du capteur ;
- • Approvisionnement en vapeur adéquat : le soufre nécessite de la vapeur (T = 147 °C / ~297 °F et P = 64 psia / ~4,4 bar). Les paramètres de la vapeur doivent maintenir la température du soufre bien au-dessus.
- • solidification (généralement ≥ 130-135 °C), en tenant compte des pertes de chaleur ambiantes. Une température de vapeur (147 °C) supérieure à la température du procédé (145 °C) est une conception judicieuse.
- • Construction robuste : Le matériau de la gaine (par exemple, acier au carbone, SS304) est compatible et résiste à la vapeur. Les soudures et connexions sont étanches.
silverinstruments.com utilise de la vapeur ou de l'huile chaude sur un tuyau de traitement de 1/2", comme le montre l'image ci-dessous :
À quoi ressemble le débitmètre massique à chemise de vapeur Le capteur de débit Coriolis peut mesurer des liquides à haute température, avec une température maximale de liquide pouvant atteindre 350 °C, ce qui est crucial pour le soufre fondu non durcissant à haute température. Lors de la conception d'un débitmètre Coriolis haute température, nous avons choisi un transmetteur de débit électronique séparé afin de le protéger contre les risques de brûlures dues aux températures élevées.
Débitmètre haute température pour soufre fondu
- Points clés des spécifications techniques :
- • Plage de débit du débitmètre pour le soufre fondu
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DN
|
Flow Range
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|
1.5
|
0~4 kg/h
|
|
3
|
0~40 kg/h
|
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6
|
0~100 kg/h
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8
|
0~200kg/h
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10
|
0~0.5 T/h
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15
|
0~1.0 T/h
|
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20
|
0~3.0 T/h
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25
|
0~10 T/h
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40
|
0~20 T/h
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50
|
0~30 T/h
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65
|
0~50 T/h
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80
|
0~100 T/h
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100
|
0~150 T/h
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125
|
0~200 T/h
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150
|
0~400 T/h
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200
|
0~500 T/h
|
- • Pression nominale : le débitmètre Coriolis peut supporter une pression maximale de 100 Mpa,
- • Indice de température, le capteur de débit du débitmètre Corolis peut résister à une plage de température inférieure.
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T
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Temperature
|
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T1
|
(-50~150℃)
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T2
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(-50~250℃)
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T3
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(-50~350℃)
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T4
|
(-200~150℃)
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- • Sélection des matériaux : nous proposons plusieurs types de matériaux pour les pièces humides des débitmètres. L'acier inoxydable 316L est généralement suffisant pour les applications à base de soufre.
2. Installation :
- Aucune conduite droite en amont/aval n'est nécessaire (avantage majeur pour le débitmètre Coriolis, ce qui est plutôt bien lorsqu'aucune section d'entrée et de sortie n'est requise pour le débitmètre).
- Assurez-vous que les tubes sont toujours pleins de soufre fondu.
- Installez correctement la tuyauterie de la chemise de vapeur, isolez-la et incluez des purgeurs de vapeur.
3. Signaux et alimentation : utilisez une alimentation en boucle 24 V CC ou une alimentation 220 V CA. Sortie 4-20 mA + HART + Modbus. S'intègre facilement aux systèmes de contrôle/automates programmables (DCS/PLC) pour la surveillance, la totalisation du débit massique, la densité, la mesure de la température et l'enregistrement des données.
4. Environnement : les utilisateurs peuvent sélectionner un transmetteur de débit adapté à la température ambiante (-29 à +65 °C / -20 à 149 °F), à la protection contre les infiltrations (IP67) et à la classification de la zone (non classée selon la fiche technique, mais le compteur prend en charge la certification ATEX si nécessaire).
Pour les mesures complexes de débit de soufre fondu, les débitmètres massiques Coriolis offrent une solution fiable, précise et nécessitant peu d'entretien. Leurs principaux atouts – mesure directe du débit massique, de la masse volumique et de la température, haute précision et insensibilité aux variations de fluide –, associés à une sélection rigoureuse des matériaux (par exemple, l'acier 316L certifié NACE) et à une chemisage de vapeur indispensable, offrent aux ingénieurs un contrôle précis. Cela fait des débitmètres massiques Coriolis l'instrument de débit essentiel pour un fonctionnement sûr, efficace, durable et économique. Lors de la sélection, veillez à toujours adapter rigoureusement les conditions du procédé aux spécifications du débitmètre.
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