Способ автоматического управления процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВ, ЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ I i ФОРНОЙ КИСЛОТЫ АММИАКОМ В ПРОИЗВОДСТВЕ А№ЮФОСА путем регулирования рН пульпы изменением подачи аммиака в аммонизатор-испаритель и регулирования влажности пульпы, отличающийся тем, что, с целью З еньшения топливно-энергетических затрат, влажность пульпы регулируют изменением подачи в аммонизатор-испаритель фосфорных кислот различной концентрации при постоян- . стве общего расхода фосфорной кислоты .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

PECflYS JlHk (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3686805/23-26 (22) 06.01. 84 (46) 07.07.85. Бюл. Ф 25 (72) В.И. Вигдорчик, О.Д. Черниенко, В.Д. Рогожин и Д.К. Кладос (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 575343, кл. С 05 С 1/00, 1976.

2, Авторское свидетельство СССР

Ф 893975, кл. С 05 В 7/00, 1979. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВ-

ЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ФОС4(51) С 05 В 7/00 С 05 D 27 00

ФОРНОЙ КИСЛОТЫ АММИАКОМ В ПРОИЗВОДСТВЕ АММОФОСА путем регулирования рН пульпы изменением подачи аммиака в аммонизатор-испаритель и регулирования влажности пульпы, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения топливно-энергетических затрат, влажность пульпы регулируют изменением подачи в аммонизатор-испарнтель фосфорных кислот различной концентрации при постоянстве общего расхода фосфорной кислоты.

1165670

Изобретение относится к области автоматизации управления химическими производствами, а именно к автоматизации технологического процесса получения аммофоса, и может 5 быть использовано в химической промышленности, в частности в. производстве минеральных удобрений.

Известен способ .автоматического управления процессом получения аммо- 10 фоса, который заключается в изменении соотношения расходов аммиака и, фосфорной кислоты, подаваемых на нейтрализацию, в частности от величи ны рН получаемой пульпы с учетом ее влажности и электропроводности j1j .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является .способ автоматического управления ?о процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса путем регулирования рН пульпы изменением подачи аммиака в аммонизатор-испаритель и регулирования влажности пульпы (2) .

Однако осуществление известных способов сопряжено с высокими энергетическими затратами. Недостатком этих способов является и слабая 30 чувствительность управляемого параметра (температуры пульпы) к управляющему воздействию (изменению подачи греющего пара) ввиду большой инерционности канала регулирования, которая определяется предельной величиной теплового потока через теплообменник от греющего пара к пуль пе. Кроме этого, мощность такого управляющего воздействия существенно 40 зависит от величины накипи на стенках теплообменника, что приводит к нестационарности характеристик объек та во времени, а значит, снижает и качество управления. В производстве аммофоса номинальная влажность пульпы равна 26 (при молярном отношении пульпы 1,05). При меньшей влажности пульпа теряет способность к транспортировке в скоростном аммонизаторе-испарителе (САИ), емкостях и трубопроводах из-эа высокой вязкости и кристаллизации фосфатов вплоть до полного затвердения и оста. новки производства. С другой стороны, при увеличении влажности пульпы значительно растут удельные расходы условного топлива (природного газа) на испарение воПы в сушильногрануляционном барабане (СГБ). Поэтому наиболее экономично поддерживать влажность пульпы в узких пределах вблизи наиболее низкого значения, при котором сохраняется текучесть пульпы.

Известные способы регулирования не обеспечивают возможности соблюдения этого экономического режима.

Колебания значения влажности пульпы в САИ происходит в пределах 26-35 . при среднем значении влажности, равном. 30,5 . Эти результаты показывают, что операторы существующей системы управления вынуждены поддерживать повышенное значение влажности с тем, чтобы не допустить выхода влажности эа нижнюю границу (2б ) из-эа недостаточной точности регулирования процесса нейтрализации.

Целью изобретения является умень. шение топливно-энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса путем регулирования рН пульпы изменением подачи аммиака в аммониэатор-испаритель и регулирования влажности пульпы, влажность пульпы регулируют изменением подачи в аммонизатор-испаритель фосфорных кислот различной концентрации при постоянстве общего расхода фосфорной кислоты.

На чертеже представлена схема реализации данного способа.

Процесс нейтрализации фосфорных кислот аммиаком проходит в скоростном аммонизаторе-испарителе 1 (САИ)

В реакционную зону 2 САИ через патрубки 3 и 4 подают фосфорные кислоты разной концентрации, а через сопло 5 — аммиак. Аммофосная пульпа стекает из САИ через отверстие б в пульпопровод. В соответствии с современной "бессточной" технологией производства аммофоса в САИ через патрубок 7 подают также абсорбционные стоки.

Показатель степени нейтрализации пульпы (например, рН) измеряется датчиком 8 и регулируется регулятором 9 путем воздействия на клапан 10 подачи аммиака в САИ.

1165670

Таким образом, f0

30

1с rn q- lpo N oq (д

61 Г (k„k) 35

I0pmo kqmK

Д2

1 р.2 (1 т - .) 40 где

Влажность пульпы измеряется датчиком 11 и регулируется управ ляющим устройством 12, которое изменяет с помощью клапанов 13 и 14 потоки фосфорных кислот различнойконцентрации (32% и 52% Р О ) в САИ.

Объемные расходы кислот измеряются датчиками 15 и 16. На регулятор

9 и устройство 12 поступает также сигнал от задатчика t7 о номинальном суммарном массовом расходе Р О в потоках фосфорных кислот, необходимом для определения требуемых .объемных расходов аммиака и фосфорных кислот»

Способ осуществляется следующим образом.

Задается производительность САИ по суммарному расходу rn †„ 1 .оксиг т-1 да фосфора Р О в потоках фосфорных кислот. Прй увеличении (уменьшении),влажности пульпы относительно регламентного значения управляющее устройство 12 по сигналу датчика 11 уменьшает (увеличивает) суммарный массовый расход воды в составе фосфорных кислот, уменьшая (увеличивая) суммарный массовый расход rq Д) этих кислот. Для этого на клапаны 13 и 14 подаются объемные расходы Q,, Gz (†„ )но формулам: .

Гт1

Рр P2 y kq )сg(%) - IIJIOTHOCTH и концентрации Р О . в фосфат ных кисло тах, причем

Эти формулы — следствие законов сохранения массового расхода фосфорных кислот и..массового расхода в ни: п1к =6,p + 6, р о<рд 1p k,/100+d p k /Ip0

Используя экспериментально полу-ченную зависимость плотности фосфорной кислоты р от концентрации в ней РуО .

P„,= 1, 03/(1-Пу 724 )(, /100), получим, например, для k, = 32% и

52%:

1,342 т/м, p>= 1,655 т/м д„=(1,94 m„- 3,73m ) м- /ч =

3,73 та (52/1, -1} м /ч (Зр025тор- 097р,„) мз/ч =

3> 025 Noy (1-32/k ) м /ч где у = (m I тк ) 100ъуа — средняя. концентрация Р, О .

Так как количество тепла, выде-. ляемое в единицу времени в САИ за.. счет реакции нейтрализации, остается прежним (сохраняется массовый расход

Р О ), то влажность пульпы уменьшается (увеличивается), возвращаясь к регламентному значению.

По этой схеме управления работа контура регулирования влажности пульпы не вносит возмущения в контур регулирования степени нейтрализации пульпы.

Так как массовый расход Р 05 остается неизменным, то поток аммиака также не требует изменения и степень нейтрализации пульпы сохраняется прежней.

Иногда на практике при управлении САИ пользуются возможностью регулирования влажности пульпы изменением расхода в САИ абсорбционных стоков.. Однако в связи с введением на предприятиях прогрессивной "бессточной" технологии и производства аммофоса, эта возможность исключается, так как по этой технологии абсорбционные стоки должны перерабатываться полностью. Для таких производств данный способ управления представляет особый интерес, так как он не накладывает никаких ограничений на расход и концентрацию стоков.

Колебания влажности пульпы сказываются на производственно-экономических характеристиках производ. ства. От влажности пульпы зависит общая производительность.и ритмичность работы СГБ, длительность его непрерывной работы между остановами для очистки лопастей, а.также периодичность продувки паром форсунок, подающих пульпу в СГБ, при их 1165670

Составитель Г. Огаджанов

Редактор Н..Егорова Техред Т.Маточка Корректор В. Гирняк

Заказ 42S2/22 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная> 4 залипании. Влажность пульпы определяет в производстве аммофоса также затраты.электроэнергии на перекачку пульпы и расход природного газа на получение горячих топочных газов для сушки пульпы в СГБ.

Использование предлагаемого способа позволяет стабилизировать влажность пульпы с абсолютной погрешностью не более 1,5Х и достигнуть

5 относительной экономии условного топлива на 13,27.