Способ регулирования процесса предварительной карбонизации аммонизированного рассола в производстве соды

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 734143 (51) М. Кл.

С 01 Y) 7/18 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 15. 12.77 (21) 2553362/23-26 с присоединением заявки №вЂ”

GI 05!:) 27/00

Гввудврстввииый комитат

СССР (23) Приоритет— ио делам извбретвиий и втирмтий

Опубликовано 15.05,80. Бюллетень ¹ 18

gSSy ДК 66. .012-52 (088.8) Дата опубликования описания 18.05.80

В, А. Гереминович, В. А. Коцаренко и В. Н. Хряшев (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ

КАРБОНИЗАЦИИ АММ ОНИЗИРОВАННОГО РАССОЛА

В ПРОИЗВОДСТВЕ COL1bI

1

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов и может быть использовано в химической промышленности в производстве, кальцинированной соды аммиачным методом.

Известен способ автоматического регулирования процесса ттредЬарительной Йа1ъбонизации аммонизированного рассола в производстве соды путем регулирования подачи уклекислого газа и основного потб тока частично карбонизированного рассола в промыватель газа колонны в зависимости от объемного расхода 100%-ной углекислоты, поступаюшей на группу карбонизационных колонн, с коррекцией подачи

15 основного потока частично карбонизованного рассола в промыватель газа колонны по предельнокцг значению уровня жидкости в сборнике (1)

Недостатком данного способа является то, что он не учитывает изменение температурного режима в колоннах, в то время как процесс карбонизации протекает с выделением тепла. Отсутствие контроля за температурным режимом в случае повышения температуры частично карбонизованного ра"сола приводит к неоправ данному перерасходу углекислоты, подаваемой в колонну,и к уносу аммиака, е в случае понижения температуры снижается степень карбонизации рассола.

Известен также способ автоматического регулирования процесса предварительной карбонизации аммонизированного рассола в производстве соды путем изменения подачи углекислого газа в колонну предварительной карбонизации и промыватель газа колонн в зависимости от величины рН частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа колонн, регулирования подачи охлаждаюшей воды и исходного аммонизированного рассола в колонну предварительной карбонизации и контроля температуры частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа колонн и изменения подачи малого потока частично каю734143

10

50 лятор 24 и регулирующий орган 25.

3 бонизированного рассола в промыватель газа колонн в зависимости от тампера1туры рассола иэ промывателя (2J

Недостаток данного способа заключается в том, что при воздействии на малый поток частично карбонизованного рассопа стабилизируют, температуру рассола только в потоке, выходящем иэ прс мывателя газа колонн, что позволяет использовать лишь косвенный параметр регулирования -рН прокарбонизованного рассола для стабилизации концентрации уг-. лекислого газа в частично карбонизованном рассоле, но при этом не обеспечивается стабилизация температурного ре сима процесса предкарбониэации в промывателе газа колонн и вообще отсутствуют какиелибо регулирующие воздействия, направленные на стабилизацию температурного режима процесса предкарбонизации в самой колонне предкарбонизации.

В связи с этим в данном способе неизбежен повышенный унос аммиака (до 15%) и углекислоты, не вступившей в реакцию.

11елью изобретения является снижение уноса аммиака и повышение степени использования углекислоты.

Поставленная цепь достигается тем, что подачу охлаждающей воды регулируют в зависимости от разности температур частично карбонизированного рассола на выходе колонны предварительной карбонизации и исходного аммонизированного рассола с коррекцией по величине рН частично карбонизированного рассола на выходе промыватепя газа колонн, а подачу углекислого газа в промыватель газа колонн регулируют в зависимости от концентрации углекислоты в отходящем газе, причем подачу углекислого газа скачкообразно изменяют при достижении значения температуры частично карбонизированного рассола на выходе промыватепя газа колонн своего предельного значения.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Исходный аммониэированный рассол поступает в верхнюю часть колонны 1 предварительной карбонизации (КЛПК) .

Проходя КЛПК, аммонизированный рас;сол поглощает углекислоту из газа, подаваемого в нижнюю часть КЛПК, за счет чего происходит частичное насы-. щение аммонизированного рассола угле кислотой.

4

В КЛПК происходит одновременно два процесса: отмывка отложений бикарбоната натрия; и насыщение аммонизированного рассола углекислотой, сопровождающееся с выделением тепла.

Дпя охлаждения рассола в нижнюю часть КЛПК подают охлаждающую. воду.

Частично карбонизоваьный рассол, вышедший чэ КЛПК, поступает в верхнюю часть промывателя 2 газа колонн (ПГКЛ)

l в нижнюю часть которого поступает углекислый гаэ (в том числе из осадительных карбониэационных колонн). В КЛПК происходит донасышение частично карбонизованного аммонизированного рассола углекислотой перед подачей его в осадительные карбонизационные колонны. Система регулирования расхода частично карбониэованного рассола в ПГЛК, включает датчик 3 уровня в сборнике ПГКЛ, регулятор 4, датчик 5 расхода и регулирующий орган 6. Система регулирования подачи углекислого газа в ПГКЛ включает датчик 7 расхода, регулятор 8 и регулирующий орган 9. В эту же систему входит датчик 10 рН частично карбониэованного рассола, преобразователь 1 1, датчик

12 температуры частично карбонизованного рассола на выходе ПГКЛ, датчик 13 концентрации углекислоты в отходящих из ПГКЛ газах, логическое устройство

14 и блок 15 согласования сигналов.

Система регулирования подачи углекислого газа В КЛПК включает датчик

16 расхода, регулятор 17 и регулирующий орган 18. Заданием регулятору 17 может бьгть либо выходной сигнал преобразователя 11 рН-метра 10, установленного на выходе из ПГКЛ, либо сигнал аналогичного преобразователя 19 рНметра 20 (на чертеже показан пунктиром), установленного на выходе частично карбонизованного рассола из КЛПК.

Система регулирования подачи охлаждающей воды в КЛПК ьключает датчик

21 температуры исходного аммонизированного рассола, датчик 22 температуры частично карбонизованного рассола, выходящего из КЛПК, сумматор 23, peryСпособ осуществляют следующим образом.

Изменение подачи углекислого газа в промыватвль газа колонн (ПГКЛ) прива дет к отклонению рН частично карбонизованного рассола (увеличению или умень- шению) оТ заданного значения. Это от клонение воспринимает датчик 10. В за9,3

55

5 .73 висимости от изменения величины рН частично карбонизованного рассола с помощью преобразователя 1 1 и блока 15 изменяют задание регулятору 8, изменяющему положение регулирующего органа 9, и тем самым изменяют подачу углекислого газа в промыватель газа колонн (ПГКЛ), восстанавливая заданное значение рН частично карбонизованного рассола на выходе из ПГКЛ.

Концентрацию углекислоты в отходящем иэ ПГКЛ газе воспримают датчик 13, а температуру частично карбонизованного рассола на выходе из ПГКЛ измеряют датчиком 12 и их сигналы сравнивают в логическом устройстве 14 с заданием.

При отклонении концентрации углекислоты в отходящем газе с помощью логического устройства 14 и блока 15 кор-! ректируют задание регулятору 8 и соответственно подачу углекислого газа в

ПГКЛ.

Так как содержание углекислоты в отходящем газе характеризует процесс поглощения газа жидкостью и степень насыщения последней свидетельствует о завышенном или заниженном количестве газа, подаваемого в ПГКЛ, то изменение подачи углекислоты в зависимости от содержания углекислоты в отходящем газе позволит обеспечить подачу необходимого количества газа для достижения заданной степени насыщения, Процесс поглощения аммонизированным рассолом углекислоты сопровождается выделением тепла и приводит при дос/ таточно высокой подаче газа к увеличению температуры частично карбонизованного рассола, что ухудшает процесс насыщения аммонизированного рассола и сопровождается увеличением уноса аммиака. Ио избежание этого в описывае-. мом способе при,температуре рассола, выходящего из ПГКЛ, равной или превышающей заданную с помощью логического устройства 14 и согласующего блока 15 .дополнительно скачком изменяют задание регулятору 8 и соответственно подачу углекислого газа в ПГКЛ.

Йополнительное воздействие на расход углекислоты при достижении температурой частично карбонизованного рассола заданного значения предотвратит .черезмерный разогрев частично карбонизованного рассола и тем самым позволит предотвратить унос аммиака

Подачу углекислого газа в КЛПК также изменяют в зависимости от величины, 4143 6 рН частично карбонизованного рассола либо выходящего из ПГКЛ, либо выходящего из КЛПК с помощью регулятора

17 и регулирующего органа 18, для того чтобы поддерживать требуемое значение рН рассола.

Одновременно при изменении величины рН соответственно изменяют расход охлаждающей воды в КЛПК с помощью ре

10 гулятора 24 и регулирующего органа 25.

Разогрев газо-жидкостной среды, который имеет место в КЛПК, приводит к изменению степени насыщения частично карбонизованного рассола (практикой ус15 тановлено, что наиболее эффективно процесс отмывки, бикарбоната натрия протекает при степени насыщения частично карбонизованного рассола 55 -60 и соответственно к ухудшению процесса отмыв20 ки бикарбоната натрия и увеличению количества выдуваемого аммиака. Во избежание этого в описываемом способе подачу охлаждающей воды в КЛПК коррек- тируют йо разности температур исходного аммонизированного рассола н рассола на выходе из КЛПК, и определяют эту разность с помощью еумматора 23 и датчиков температуры 21 и 22.

Подача охлаждающей воды в КЛПК по величине рН частично карбониэованиого рассола, позволяет стабилизировать температурный режим в КЛПК и соответсч венно снизить количество выдуваемого аммиака и более эффективно вести процесс отмывки бикарбопата натрия.

Пример. Заданный режим процесса предварительной карбонизации I характе4О ризуется следующими параметрами.

Расход углекислого газа в,КЛПК нм /г 4000

РН частично карбонизованного рассола

Концентрация углекислоты в газе, выходящем из ПГКЛ, % 3

Температура частично карбонизованного рассола, выходящего из ПГКЛ, С о

Температура частично карбонизованного рассола, выходящего из КЛПК, С о

Температура исходного аммонизированного рассола, С 36

Концентрация углекислоты в отходящем газе, % 10

4143

73

7

Унос аммиака, не более,%

Степень насыщения частично карбонизованного рассола на выходе из ПГКЛ, Ъ СО 70-72

При уменьшении расхода углекислого газа, например, до 3000 нм /г„рН час3 тично карбониэованного рассола увеличится до 9 8 и сигнал от датчика рН 10 через преобразователь и блоки 11, 15,,регулятор 8 и регулирующий орган 9 уве личит количество подаваемого углекислого газа в ПГКЛ до 4000 нм /r. Зто приведет к снижению рН до требуемого значения 9,3, что соответствует степени насьпцения частично карбонизованного рассола 70% СО . Аналогично при ув личении концентрации углекислоты в о ходящем из ПГКЛ газе свыше 10% либо

I при увеличении температуры частично карбонизированного рассола, выходящего из

ПГКЛ, до 45 С,с помощью преобразователя и блока 14, 15, регулятора 8 и исполнительного механизма 9 уменьшают количество подаваемого газа в ПГКЛ до

2800 нм /ч, что приведет к снижению концентрации углекислого газа до 4% и температуры частично карбонизированного рассола до 40 С.

При увеличении рН частично карбонизированного рассола до 9,8 сигнал от датчика 10 через преобразователь 1 1, регулятор 17 и регулирующий орган 18 увеличит количество подаваемого углекислого газа в КЛПК до 4000 нм /ч.

Одновременно через регулятор 24 и регулирующий орган 25 увеличит расход охлаждающей воды до 65 нм /ч, что сниЬ зит значение рН до 9,3 и предотвратит увеличение температуры частично карбониэированного рассола в КЛПК. При увеличении разности температур частично карбонизированного рассола и исходного аммонизированного рассола до 8 С сигО нал от датчиков 21,22 через сумматор

23, регулятор 24 и регулирующий орган 25 уменьшит расход охлаждающей воды до 45 нм / ч и восстановит разо ность температур 4 С»

Технико-экономическая эффективность данного способа заключается в том, что, корректируя подачу углекислоты в ПГКЛ по содержанию СО в от.ходящем газе и температуре выходящего рассола из

ПГКЛ и регулируя подачу охлаждающей воды в КЛПК по величине (рН и по раэ8 ности температур исходного аммонизиро- . ванного рассола и рассола иа выходе иэ КЛПК, предотвращается разогрев жидкости в аппаратах и стабилизируется температурный режим процесса предкарбонизации и тем самым уменьшается выделение аммиака до 7% и повышается ст пень насыщения частично карбонизированного рассола до 70-72 . о

Формула изобретения

Способ. регулирования процесса пред1 5 варительной карбонизации аммонизированного рассола в производстве соды путем изменения подачи углекислого газа в колонну предварительной карбонизации и промыватель газа колонн в зависимости

20 от величины рН частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа колонн, регулирования подачи охлаждающей воды и исходного аммонизированного рассола в колонну предварительной карбонизации и контроля температуры частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа колонн,отличающийcÿ тем, что, с целью снижения уноса аммиака и повышения степени использования углекислоты, подачу охлаждающей воды регулируют в зависимости от разности температур частично карбонизированного рассола на выходе колонны предварительной карбонизации и исходного аммонизированного рассола с коррекцией по величине рН частично карбониэированного рассола. на выходе промывателя газа колонн, а подачу углекислого газа в промыватель газа колонн регулируют в зависимости от концентрации углекислоты в отходящем газе, при этом подачу углекислого газа скачкообразно изменяют при достижении значения температуры частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа колонн своего предельного значения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ¹ 2171801/23-26, от 02. 09.75, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельстиа.

2. Авторское свидетельсв ао СССР

55 Ид 278653, С 03. Q 7/16 1 972 (прс>тотип) .

734143

h× é а| н /|м |- ьвекиспыи газ к,щ Ооанны0 /|ассОл асарнт||ьиф|х ха/рр

2пЕкиыии газ

3лекмлиы

- газ

Заказ 1994/ЗО Тираж 565 Подписное

Ш4ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Огаджанов

Редактор Н, Потапова Техред M. Кузьма Корректор М. Пожо