鋁酸鈉溶液組分濃度在線分析儀的研制

摘　　　要：針對氧化鋁生產過程中鋁酸鈉溶液組分濃度難以在線檢測，無法實時指導生產過程的問題，結合鋁酸鈉溶液的物理化學性質，設計并開發了鋁酸鈉溶液組分濃度在線分析儀。提出了基于向上查表法的鋁酸鈉溶液組分濃度軟測量模型，并采用ＰＳＯ優化算法對表值進行計算與更新。所研制的在線分析儀成功應用于某氧化鋁廠生產過程，現場應用結果表明在線分析儀運行穩定可靠且易于實施，所提出的鋁酸鈉溶液組分濃度軟測量方法簡單可行，取得了明顯的應用效果。
關　鍵　詞：鋁酸鈉溶液；向上查表法（ＬＵＴ）；ＰＳＯ；軟測量

引　       言:鋁酸鈉溶液是拜耳法生產氧化鋁的中間產物，貫穿整個氧化鋁的生產流程。它的主要化學成分是苛性堿、氧化鋁及碳酸堿［１］，由于受氧化鋁生產工藝條件和過程檢測手段的限制，目前鋁酸鈉溶液組分濃度的測量，主要采用人工定時取樣，化驗室試劑滴定分析的方法。這種方法準確度較高，但取樣代表性差，時間間隔較長，滯后大，不能及時發現生產出現波動，很難保證氧化鋁生產技術指標的合格。所以，采用自動化的過程分析儀器，通過物理參數的檢測來確定溶液的組分濃度，實現在線快速分析，不僅是過程控制分析的發展方向，而且是實現生產過程自動控制的必由之路，對提高氧化鋁產量、降低能耗、減輕工人勞動強度等具有重要意義。鋁酸鈉溶液組分濃度的測量方法主要有自動熱滴定分析法、電位測定法、分光光度法及流動注射分析［２］等，這些方法制作的分析儀都是基于試劑滴定原理，由于鋁酸鈉溶液濃度高、粘度大、鋁易產生沉淀等問題使得上述儀表仍存在如管路堵塞等問題。本文基于溫度電導法的測量原理［３�玻矗荩�采用原理簡單、易于實現，適用設計在線分析儀的向上查表法，提出一種基于ＰＳＯ的向上查表法對鋁酸鈉溶液各組分濃度進行軟測量，設計并開發了鋁酸鈉溶液組分濃度在線分析儀。氧化鋁生產過程中鋁酸鈉溶液組分濃度的在線檢測實驗證明了方法的有效性及裝置的穩定性和可靠性。

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