pH 값은 어떻게 더 잘 조절할 수 있을까?
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작업 조건: 폐수의 산도 조절: 폐수의 pH 값은 약 13이며, 폐수는 펌프와 조절 밸브, 유량계를 거쳐 정적 혼합기로 들어갑니다. 염산은 계량 펌프를 통해 정적 혼합기로 공급됩니다；혼합 후 pH 값은 5-6으로 유지합니다；제 생각에는 염산이 혼합기로 들어가는 유량은 일정해야 합니다；폐수는 계단식 제어를 적용합니다: pH가 주 회로이며, 폐수 유량이 보조 회로로서 pH 값을 제어합니다；하지만 pH 값의 지연이 상당히 큰데, 비율 제어와 같은 더 나은 제어 방안이 있을까요?
pH 제어는 강한 비선형성을 가진다.작동점에 따라 감도가 달라지며, pH가 7 근처일 때 감도가 가장 높고, pH가 14에 가까울 때나 1에 가까울 때는 감도가 매우 낮아 거의 포화 상태에 이릅니다. 즉, pH 7에서 벗어날수록 더 많은 중화제가 필요하고, pH 7에 가까울수록 더 적은 중화제로도 충분합니다. 다시 말해, pH 7 근처에서는 조금만 중화제를 추가해도 pH 값이 크게 변합니다. 위에서 살펴본 바와 같이, 비선형 제어(가변 이득 제어기)를 사용하는 것이 좋습니다.
이러한 화학 반응을 이용한 제어 조절에서는, 전체적인 매질 상태와 화학 반응의 실제 진행 과정을 면밀히 살펴보는 것이 바람직합니다. 그리고 그러한 분석 결과를 바탕으로 적절한 제어 방식을 선택하거나, 실제 반응 상황에 맞는 제어 모델을 구축해야 합니다. 화학 반응에는 시간이 필요하며, 중화 과정에서 전체 시스템의 균일성에 대해서도 충분한 이해와 고려가 필요합니다. 왜냐하면 서로 다른 알칼리성 물질들이 염산과 반응할 때 그 특성이 달라질 수 있기 때문입니다. 특히 pH 완충 시스템을 형성하는 반응의 경우에는 세심한 조절이 요구됩니다. 중화반응에 대해 이해하고 우수한 기술적 솔루션을 제공할 수 있는 공급업체와 논의한 후 실제 작업을 진행하는 것이 좋으며, 가능하다면 소규모 시험이나 중규모 시험을 진행하는 것이 가장 이상적입니다. pH 값이라는 파라미터는 간단해 보이지만, 실제 제어에 있어서는 생각보다 훨씬 복잡할 수 있습니다.
대단히 감사합니다. 중간 규모의 시험이나 실제 생산을 통해 파라미터를 파악해야 하는데, 현재는 산과 알칼리의 유량을 비율 제어 방식으로 조절하는 것을 고려하고 있습니다만, 이것이 반드시 적절한 방법은 아닐 수 있습니다.
예전에 해본 적이 있는데, 실패한 것으로 보입니다. 하지만 참고할 수 있는 자료들은 있습니다. 핵심은 공정의 특성을 철저히 이해하고, 제어의 정밀도 요구사항 및 작동 범위가 어느 정도인지를 파악하는 것입니다...일반적인 PID를 자동 모드로 전환하는 것은 쉽지 않습니다(비선형 제어기나 다변수 제어기의 경우). PH 제어 분야의 전문가인 그렉 맥밀란에 대한 정보를 찾아보세요. 그는 관련 서적도 저술했으며, ISA 명예의 전당에도 이름이 올라 있는 전문가입니다.
https://modelingandcontrol.com/author/greg-mcmillan/
https://www.controlglobal.com/articles/2013/mcmillan-ph-response-accuracy-reliability/
https://modelingandcontrol.com/author/greg-mcmillan/
https://www.controlglobal.com/articles/2013/mcmillan-ph-response-accuracy-reliability/
7층에 계신 분, 중문판 있나요?
비율 제어를 권장합니다. 단, 원료의 파라미터가 안정적이고 정적 혼합기의 반응 시간이 충분해야 합니다.