Measurement of Concentration of Supersaturated NaCl Solution in Salt Dissolvers at Electrolysis Plants

Introduction

Control of sodium chloride (NaCl) concentration at a salt dissolver where solid salt is dissolved in water, is highly important because of the electrolysis efficiency. A conventional way of measuring the concentration of supersaturated NaCl solution had been performed by using non-contact type sensors (e.g., γ-ray density meter) since NaCl, impurities, and precipitates are in the solution. In this way, there were disadvantages such as troublesome maintenance and therefore, the radiation control is required for γ-ray density meter. Responding to these backgrounds, the FLXA202 2-wire inductive conductivity analyzer provides concentration reading and realizes to improve substantial maintainability, cost performance and measurement accuracy.

Caustic Soda Production Process

Caustic Soda Production Process

Expected Benefits

  • Measures NaCl concentration in salt dissolvers
  • Reduces operating costs

Process Overview

In an electrolysis plant, the solid salt is dissolved in water in a salt dissolver to make brine. This brine contains impurities, such as calcium, magnesium or sulfates, that decrease electrolysis efficiency. The brine is purified by removing these impurities before being fed to an electrolyzer, where the purified brine is electrolyzed to produce caustic soda and chlorine. The caustic soda solution produced at the cathode in the electrolyzer is concentrated in a multiple effect evaporator, as a result the concentration is increased from approximately 32% to 48%.

Solution Details

Measurement system

2-wire inductive conductivity system

Sensor ISC40G(J)-GG-T1-☐☐
Flow-through holder ISC40FF(J)-PJ
Transmitter FLXA202-D-BーD-☐-C5-NN-A-N-LA-☐-NN

2-wire inductive conductivity system

Inductive Conductivity Sensor & Transmitter Installation Diagram

Utilities

FLXA202 2-wire inductive conductivity analyzer
Power supply voltage: 17 - 40 V DC (from distributor)
Power consumption: 0.9 VA maximum
PH201G distributor
Power supply:
100 V: 20 to130 V DC/80 to 138 V AC, 47 to 63 Hz
220 V: 120 to 340 V DC/138 to 264 V AC, 47 to 63 Hz
Power consumption: 24 V DC: approx. 200 mA
100 V AC: approx. 7 VA
220 V AC: approx. 11 VA

Notes

Sampling should be done in the supernatant liquid in a salt dissolver. The supernatant liquid is collected in a settling tank and then the supernatant liquid of the tank is transported to a measurement tank where the sensor is installed.

Field Data

1. Process conditions (salt dissolver)

Temperature: Approx. 65°C
Pressure: Atmospheric pressure
Sample: Supersaturated brine
NaCl concentration control range: 200 to 360 g/L
--> 18.1 to 30 wt%*

* Depends on user's actual data of specific gravity.

2. FLXA202 setting parameters

Relationship between conductivity and concentration is based
on the linear approximation of S = 16.3x that is obtained by actual measurement using SC72 Personal Conductivity Meter.

  • NaCl temperature compensation table is used
  • Reference temperature setting: 25°C
Concentration (%) Conductivity (mS/cm)
18 293
24 391
30 489

업종

  • 특수화학 및 정밀화학

    Yokogawa는 오랫동안 특수 및 정밀 화학 시장에서 고객을 지원해왔습니다. Batch 솔루션 설계의 복잡한 요구 사항을 이해하는 업계 전문가는 물론 업계 최고 수준의 안정성과 유연성을 제공하는 시장 선도 일괄 처리 솔루션을 사용하면 Yokogawa와의 파트너십에서 안전 및 규정 준수를 유지하면서 고객의 요구 사항을 충족시키는 제품을 생산할 수 있습니다.

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  • 화학

    화학 플랜트는 연속 및 Batch 생산 공정에 의존하며, 각각은 제어 시스템에 대한 다양한 요구 사항을 제시합니다. 연속 공정은 실패하지 않고 생산 라인을 중단시키는 견고하고 안정적인 제어 시스템을 필요로하는 반면, Batch 공정의 중요성은 수식, 절차 및 공정을 조정하는 데 있어 큰 유연성을 허용하는 제어 시스템을 갖추는 데 있습니다. 두 종류의 시스템 모두 제품의 사용 가능한 품질 내역에서 관리되어야 하며 비일상적인 작업을 수행할 수 있어야 합니다. Yokogawa는 광범위한 제품 포트폴리오, 숙련된 시스템 엔지니어 및 글로벌 영업 및 서비스 네트워크를 통해 모든 공장 공정에 대한 솔루션을 제공합니다.

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