Система управления процессом производства гранулированных минеральных удобрений

 

О п иск н и е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социвлистнческик

Республик 740734

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.01.78 (21 } 2564291/23-26 с присоединением заявки %в (23) Приоритет— (51) М. Кл.

С 05 В 19/00

G 05 О 27/00

Гооударстееиный комитет

СССР

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень ЛЪ 22 ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 66.012 — 52 (088,8) Дата опубликования описания 15,06.80

В. И. Костюк, В. В. Ажогин, А. П. Мовчан, Ю. Н. Бирев, В. Ф. Мысак и В. В. Бастрыгин (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (7l) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ

МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Изобретение относится к системам автоматического управления химическими процессами и может быть использовано при управлении процессами получения гранулированных минеральных удобрений.

Известна система управления процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве удобрений, содержащая датчики

:расхода фосфорной кислоты, температуры зоны реакции, вязкости продукта реакции, регулятор и вычислительное устройство (1). Недостатком то данного устройства является невысокая точность регулирования процесса нейтрализации.

Известна также система управления процессом производства гранулированных минеральных

15 удобрений, содержащая контуры стабилизации расхода аммиака на нейтрализацию и грануляцию и расхода фосфорной кислоты на нейтрализацию, каждый из которых состоит из датчика расхода, подключенного к регулятору, выход которого соединен с регулирующим клапаном (2). Недостатком известной системы управления является значительные потери аммиака с газовоэдушной смесью после стадий

2 нейтрализации фосфорной кислоты и грануляции н загрязнение окружающей среды.

Целью изобретения является снижение потерь аммиака и загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что система дополнительно содержит измеритель содержания аммиака в выхлопных газах, экстремальный регулятор, сумматор и блоки умножения, причем первый выход измерителя содержания аммиака в выхлопных газах соединен ! через первый блок умножения с первым входом сумматора, второй выход измерителя содержания аммиака в выхлопных газах подключен. через экстремальный регулятор ко входу регулятора расхода аммиака на грануляцию, второй выход экстремального регулятора соединен через второй блок умножения со вторым входом сумматора, третий вход которого подключен через третий блок умножения к выходу датчика расхода фосфорной кислоты, четвертый и пятый входы сумматора подключены соответственно к выходам датчиков расхода аммиака на нейтрализацию и грануляцию, а вы740734 ход сумматора соединен со входом регулятора расхода аммиака на нейтрализацию.

На чертеже изображена функциональная схема регулирования, На стадию 1 нейтрализации фосфорной кислоты поступает фосфорная кислота и газообразный аммиак. Продукт нейтрализации (пульпу фосфата аммония) подают на стадию 2 грануляции, где донейтрализуют жидким аммиаком. Гаэовоздушная смесь, содержащая аммиак, отсасы- 10 вается из аммонизатора-гранулятора, проходит через стадию нейтрализации и поступает на очистку.

Готовый продукт производства с заданным показателем качества (молярным отношением

NHq/Р О ) можно получить при различных допустимых значениях степени нейтрализации фосфорной кислоты на стадии нейтрализации. Колебание молярного отношения пульпы фосфатов аммония компенсируется путем донейтрализации жидким аммиаком на стадии аммонизации-грануляции. При этом молярное отношение в готовом продукте стабилизируется.

На действующих производствах гранулированных минеральных удобрений экспериментально были получены данные, указывающие на наличие экстремальной зависимости потерь аммиака после стадий нейтрализации и аммонизации— грануляции от значения молярного отношения г!!

NHz/РгО в пульпе фосфатов аммония после стадии нейтрализации при постоянном молярном отношении NH3/Ð,o в готовом продукте. Причем, точка экстремума этой зависимости меняет свое положение при изменении нагрузки по нро- г5 изводительности на цех. Другими словами, для имеющегося оборудования стадий и определенНой нагрузки по производительности существует значение молярного отношения NH3/Р,О, в пульпе после отделения нейтрализации, при 4р котором выполняется требование по молярному отношению NH3/Ð,O в готовом продукте, а потери аммиака после стадий нейтрализации и аммонизации грануляции.

Система управления содержит контур стабилизации расхода фосфорной кислоты на нейтрализацию, состоящий из регулятора 3, датчика 4 расхода и регулирующего клапана 5, контур стабилизации расхода аммиака на нейтрализацию, состоящий из регулятора б, датчика 7 расхода и регулирующего клапана 8, контур стабилизации расхода аммиака на грануляцию, состоящий из регулятора 9, датчика !О расхода и регулирующего клапана 11, первый, второй и третий блоки соответственно !2, 13 и 14 умножения, сумматор 15, измеритель !6 содержания аммиака в выхлопных газах и экстремальный регулятор 17.

Устройство работает следующим образом.

Нагрузку на цех, соответствующую заданной производительности, устанавливают ручным задатчиком регулятора 3, на ахоп которого поступает сигнал, пропорциональный расходу фосфорной кислоты от датчика 4. С выхода регулятора 3 командный сигнал подают на регулируюший клапан 5.

В соответствии с заданной нагрузкой по кислоте, ручным задатчиком регулятора 6 устанавливают необходимый расход газообразного аммиака, обеспечивающий заданную степень нейтрализации кислоты (регулятор 6 может быть собран по схеме соотношения расходов кислоты и аммиака). Сигнал, пропорциональный расходу газообразного аммиака, поступает на вход регулятора 6, выход которого связан с регулирующим клапаном 8. В камеру коррекции регулятора 6 заведен сигнал от сумматора 15.

При отклонении технологического режима в отделениях нейтрализации и грануляции от оптимального вследствие воздействия возмущений изменится содержание аммиака в газовоздушной смеси, поступаюшей на очистку. Сигнал от измерителя 16 содержания аммиака в газовоздушной смеси, в качестве которого может быть использован, например, газоанализатор инфракрасного поглощения, поступает на вход экстремального регулятора 17. Экстремальным регулятором может быть, например, регулятор на базе АРС вЂ” 1 — ОИ. Корректируюгций сигнал экстремального регулятора 17 воздействует на регулятор 9 и регулирующий клапан !1, чем достигается стабилизация молярного отношения NH3/Ð20 в готовом продукте после стадии аммонизации-грануляции, и выводит процесс на режим минимальных потерь.

Теперь„ чтобы указанное изменение не сказалось на процесс в целом, необходимо изменить подачу аммиака на стадию нейтрализации фосфорной кислоты обратно пропорционально изменению расхода аммиака на стадию грануляции и,кроме того, изменить ее на величину, пропорциональную изменениям потерь аммиака с выхлопными газами.

С этой целью в сумматор 15 заводят сигналы, пропорциональные расходам газообразного и жидкого аммиака, расходу фосфорной кислоты, содержанию аммиака в выхлопных газах, сумматор 15. производит формирование корректирующего сигнала, поступающего на вход регулятора б расхода газообразного аммиака, который, воздействуя на клапан 8, поддерживает необходимое значение расхода аммиака.

Сигнал, пропорциональный расходу фосфорной кислоты, поступает в блок !4 умножения на постоянный коэффищгент. Выходной сигнал

740734

5 блока 14 пропорционален стехиометрически . необходимому суммарному расходу аммиака для нейтрализации кислоты до получения готового продукта с заданным молярным о гношением.

Расход газовоздушной смеси определяется производительностью воздуходувок и практически не меняется, поэтому потери аммиака с газовоздушной смесью после стадий нейтрализации и аммонизации-грануляции можно оп- 10 ределить умножением сигнала, пропорционального содержанию аммиака в газовоздушной смеси на постоянный коэффициент, характеризующий расход данной смеси. Эта операция вы-! полняется в блоке 12 умножения на постоян- 15 ный коэффициент.

Для вычисления величины изменения потерь аммиака, вызванного одним шагом экстремального регулятора 17, необходимо разность содержаний аммиака в выхлопных газах до и Zp после шага экстремального регулятора умножить на постоянный коэффициент, характеризующий расход выхлопных газов.. Эта операция выполняется в блоке 13 умножения на постоян. ньгй коэффициент. Выходной сигнал сумматора 25

15 пропорционален необходимому изменению аммиака на стадии нейтрализации для достижения цели, указанной в формуле изобретения.

С целью упрощения конструкции экстремального регулятора 17 сигнал, пропорциональный ЗО разности содержания потерь аммиака в выхлопных газах до и после шага экстремального регулятора, берется иэ блока формирования этой разности в экстремальном регуляторе 17, для чего в последнем необходима переделка, связан- З5 ная с выводом этого сигнала. Использование данной системы управления позволяет снизить потери аммиака и загрязнение окружающей среды.

Формула изобретения

Система управления процессом производства гранулированных минеральных удобрений, содержащая контуры стабилизации расхода аммиака на нейтрализацию и грануляцию и расхода фосфорной кислоты на нейтрализацию, каждый нз которых состоит из датчика расхода, подключенного к регулятору, выход которого соединен с регулирующим клапаном, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью снижения потерь аммиака и загрязнения окружающей среды, система дополнительно содержит измеритель содержания аммиака в выхлопных газах, экстремальный регулятор, сумматор и блоки умножения, причем первый выход измерителя содержания аммиака в выхлопных газах соединен через первый блок умножения с первым входом сумматора, второй выход измерителя содержания аммиака в выхлопных газах подключен через экстремальный регулятор ко входу регулятора расхода аммиака на грануляцию, второй выход экстремального регулятора соединен через второй блок умножения со вторым входом сумматора, третий вход которого подключен через третий блок умножения к выходу датчика расхода фосфорной кислоты, четвертый и пятый входы сумматора подключены соответственно к выходам датчиков расхода аммиака на нейтрализацию и грануляцию, а выход сумматора соединен со входом регулятора расхода аммиака на нейтрализацию.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 471299, кл. С 01 В 25/IS, 1972.

2. Майзель Ю. А. и др. Автоматизация производства фосфора и фосфоросодержащих продуктов. М., "Химия", 1973, с. 328 (прототип).

740734

Составитель Г. Огаджанов

Техред А.Щепанская

Корректор С. Шекмар

Редактор Л. Новожилова

Подписное

Тираж 461

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3142/26

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