尾氯吸收液中堿含量的控制一直是化工行業(yè)的痛點，在氯氣飽和后不能及時補充堿液將會造成氯氣泄漏的風險隱患。氯氣作為有強烈刺激性氣味的劇毒氣體，具有窒息性，一旦泄露便會通過呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里，對上呼吸道黏膜造成損害。

為了提高尾氯吸收液中有效氯和游離堿含量測定的檢測效率，為企業(yè)的安全生產保駕護航，本設施采用在線近紅外光譜分析技術監(jiān)測次鈉塔溢流液中有效氯和游離堿的含量，為產線投放氫氧化鈉提供即時可靠的數(shù)據(jù)支持。

一、溢流液有效氯和游離堿定量分析模型的建立

1.樣品信息

本設施采集了71個次鈉塔溢流液樣品數(shù)據(jù)，樣品中的有效氯和游離堿的含量范圍分別為4.34-13.55%和0.12-11.49%，含量分布均勻。

2.儀器參數(shù)

儀器積分時間80ms，光譜平均次數(shù)32次，波長范圍1000-1600nm，分辨率12nm。

3.光譜信息

建模結果

采用偏最小二乘法分別建立次鈉塔溢流液有效氯和游離堿的近紅外定量分析模型，過程中無異常值被剔除，得到的結果分別如表1、圖4和圖5所示：

表1 次鈉塔溢流液有效氯和游離堿建模結果

 由圖8可以看出，在線檢測結果與離線實驗室取樣檢測結果趨勢一致，能夠反映溢流液中實際有效氯和游離堿的含量。

同時，經過實際反復驗證與面市后的不斷改善，我們發(fā)現(xiàn)我們的在線近紅外光譜儀在化工行業(yè)具有以下幾個突出優(yōu)勢：

快速精準

實時顯示每個檢測項目的實時數(shù)據(jù)、波動、平均值等參數(shù)，有利于企業(yè)根據(jù)分析數(shù)據(jù)即刻反饋進行工藝管控。

綠色環(huán)保

分析前樣品無需預處理，分析過程中不破壞樣品，分析完成后不產生消耗和污染，節(jié)省了大量人力與化學試劑的費用。

人性化定制

可以根據(jù)客戶實際需求，選配或定制附件。儀器接口面板可定制化開發(fā)，支持多種網(wǎng)口通訊。 

一、全流程控制

由上述檢測結果可以看出，采用IAS PAT-L1在線近紅外光譜儀檢測次鈉塔溢流液中的有效氯和游離堿具有良好的效果。同時，經過3天5個過程的取樣，模型基本覆蓋了日常檢測的含量范圍，能夠滿足實際使用需求。

使用在線近紅外光譜儀檢測能夠實現(xiàn)有效氯和游離堿的實時檢測，能夠為產線投放氫氧化鈉提供了即時可靠的數(shù)據(jù)支持，避免由于堿含量過低導致氯氣飽和泄漏的情況；同時，在線設備的使用減少了離線取樣的頻次，在提高日常分析工作的效率的同時減少了人力成本。

不止于檢測，我們還研發(fā)了基于微型光譜傳感技術的數(shù)字孿生控制系統(tǒng)幫助企業(yè)優(yōu)化整個生產流程。

我們針對生產流程痛點，研發(fā)的體積小，運行快速穩(wěn)定的高性能近紅外光譜儀，可以在近紅外數(shù)字孿生系統(tǒng)中為系統(tǒng)提供快速準確的性質分析手段。

再根據(jù)近紅外在線監(jiān)測技術實時采集到的檢測流程生產中加工原料、中間產品、最終產品各階段多種關鍵性質參數(shù)，以數(shù)字孿生技術進行生產工藝的建模仿真和工藝規(guī)劃，實現(xiàn)以數(shù)字孿生為中樞，將以PCT為核心的過程控制系統(tǒng)、生產大數(shù)據(jù)進行有效的銜接，并通過建模、預測反饋控制對工藝狀況進行實時調優(yōu)，形成以數(shù)字孿生為智能大腦的新型生產過程的在線閉環(huán)控制方案，形成指導操作生產，使得整個生產過程運行處于好的狀態(tài)，實現(xiàn)全生產流程的監(jiān)測控制。

*本項目由寧夏瑞泰科技有限公司牽頭組織實施，華東理工大學杜一平教授課題組提供技術指導，采用無錫迅杰光遠科技有限公司研發(fā)的IAS-PAT L1在線近紅外檢測設備完成了對次鈉塔溢流液中有效氯和游離堿的在線檢測。