Система автоматического регулирования реактором- нейтрализатором в производстве аммиачной селитры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рп765212 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2909,78 (21) 2668220/23-26 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 23098Q Бюллетень №35

Дата опубликования описания 23. 09. 80 . (51)М. Кл.з

С 01 С 1/18

С 05 О 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.012-52 (088.8) В.И.Костюк, В.В.Ажогин, В.Д.Романенко, A.Ï.Ìoý÷àí, В.Ф.Мысак, Н.В.Журба и A.M.Äåì÷åíêo (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель

f (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ р; «f

РЕАКТОРОМ-HEATPAJIH3ATOPON В ПРОИЗВОДСТВЕ АММИАЧНО@@, СЕЛИТРЫ

- М /

--. "-

1 2

Изобретение относится к системам автоматического регулирования химических процессов и может быть использовано в производстве аммиачной селитры, при автоматизации процесса нейтрализации азотной кислоты аммиаком.

Известно устройство для автоматического регулирования процесса нейтрализации, содержащее датчик нагрузки, термодатчики, преобразователи, регуляторы 11 .

Известен также способ автоматического управления процессом нейтрализации в производстве аммиачной се литры,.реализуемый устройством, содержащим датчик и регулирующий клацан расхода орошающего раствора, регулирующий клапан расхода реагента и датчик связанного азота в соковом паре (2) .

Общим недостатком известных устройств является то, что они не позволяют поддерживать оптимальный рас" ход и кислотность орошающего раствора, что приводит к увеличению потерь связанного азота с соковым паром и енергетическнх затрат на упаривание

° щелоков.

Целью изобретения является сниже ние потерь связанного азота с соковым паром и энергетических затрат на.

5 упаривание щелоков эа счет поддерживания оптимального расхода и кислотности орошающего раствора.

Это достигается тем, что система дополнительно содержит датчик концентрации реагента в орошающем растворе, датчик расхода сокового пара, вычислительный блок и оптимизатор, при этом выходы датчиков концентрации реагента в орошающем растворе, связанного азота в соковом паре, расходов орошающего раствора и сокового пара йараллельно подключены ко входам вычислительного блока, выход которого соединен со входом оптимизатора, первый выход которого подключен к регулирующему клапану расхода орошающего раствора, а второй выход оптимизатора соединен с регулирующим клапаном расхода реагента.

На фиг. 1 представлена функцио,нальная схема системы; на фиг. 2вариант реализации алгебраического блока.

Система автоматического регулиро вания реактором-нейтрализатором 1

765212 состоит из датчиков 2 и 3 расхода орошающего раствора и. сокового пара, датчика 4 концентрации реагента в орошающем растворе, датчика 5 связанного азота в соковом паре, регулирующих клапанов 6 и 7 расхода орошающего раствора и реагента, вычислительного блока 8 и оптимизатора 9, причем выходы датчиков 2-5 параллельно подключены ко входам вычислитель-: ного блока 8, выход которого соединен со входом оптимизатора 9, а выходы оптимизатора 9 соединены с регулирующими клапанами 6 и 7.

Блок 8 состоит из блока 10 вычитания, блоков 11 и 12 умножения двух сигналов, блоков 13 — 16 умножения на постоянный коэффициент, блоков 17 и 18 суммирования, причем вход блока

10 соединен с датчиком 4 концентрации реагента в орошающем растворе, вход блока 11 - с датчиком 2 расхода орошающего раствора, входы блоков 14, 15 и t6 - с датчиком 5 связанного азота в соковом паре, вход блока 12 с выходом блока 17 и датчика 3 расхода сокового пара. Выход блока 18 подключен Ко входу оптимизатора 9.

Работа системы регулирования осуществляется следующим образом.

Реакцию нейтрализации-:азотной кислоты аммиаком в реакторе-нейтрализаторе 1 по технологии ведут в слабо кислой среде щелоков. При этом имеют место потери связанного азота с соковым паром, которые, в зависимости от состояния реактора, нагрузки на реактор и величины рН щелоков могут .быть в виде либо аммиачной селитры и ,азотной кислоты, либо аммиачной селитры и аммиака., 1

Подача орошающего раствора íà промывание тарелки реактора-нейтрализатора 1 приводит, во-первых, к раэбавлению щелоков, во-вторых, к увеличению степени улавливания связанного азота из сокового пара, причем степень улавливания зависит как от расхода орошающего раствора, так и от его кислотности. Для лучшего связывания аммиака из сокового пара по технологии предусмотрено подкисление орощающего раствора реагентом, например азотной кислотой. Однако в случае кислой среды сокового пара постоянное добавление азотной кислоты в орошающий раствор способствует увеличению потерь связанного азота из-за дополнительного выделения азотной кислоты из орошающего раствора вследствие ее летучести °

Оптимальные значения расхода и кислотиости орошающего раствсра отыс* кивает двухканальный шаговый оптимизатор 9 (на регуляторах типа APC), воздействуя на регулирующие клапаны

6 и 7. На вход оптимизатора 9 заводят сигнал, пропорциональный суммар50 ванного азота с соковым паром и энергетическими затратами на упаривание щелоков. КрОме того, обеспечивается сйижение загрязнения ОКружающей сре ды отходами производства иэ-за уменьщения выброса вредных веществ с соковым паром.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования реактором-нейтрализатором в

60 производстве аммиачной селитры, содержащая датчик и регулирующий клапан расхода орошающего раствора, регулирующий клапан расхода реагента и датчик связанного азота в соковом ным затратам, который вычисляется блоком 8.

Рассмотрим подробнее преобразования, выполненные блоком 8. Блок 10 по величине концентрации реагента С в орошающем растворе вычисляет содержание влаги в орошающем растворе

С = 100 - С,.

Выходной сигнал блока 11 пропор.ционален расходу воды, содержащейся в орошающем растворе G6 = C О, Здесь Я» - расход орошающего раствора. Умножая в блоке 13 сигнал, пропорциональный Сь, на коэффициент, пропорциональный стоимости выпаривания (Ц8) этой дополнительной влаги, на выходе блока 13 имеем сигнал (Z„ ), пропорциональный дополнительным затратам на упаривание щелоков:

Z Ц СЬ, который заведен в сумматор 18.

20 Сигналы,.пропорциональные содержанию аммиачной селитры (Q ) азотной кислоты (С ) и аммиака (Сд ), умножаются соответственно в блоке 14 на удельную стоимость селитры (Ц ), в

75 блоке 15 на удельную стоимость азотной кислоты (Ц ) и в блоке 16 на удельную стоимость аммиака (Цс,). Выходные сигналы блоков 14, 15 и 16 суммируются в блоке 17, на выходе

30 которого имеем сигнал, пропорциональный (Ц С + Ц Су + Ца Сс ). Умножая в блоке 12 полученный сигнал на сигнал, пропорциональный расходу сокового пара (Qqï ), на выходе блока 12 получаем сигнал (2< ), пропорциональный стоимости потерь связанного азота с соковым паром:

2 (jzz> >° (Ц С +Ц С„+Ц С ), который эаведей в сумматор 18.

Выходной сигнал сумматора 18 пропорционален суммарным затратам, обусловленным потерями связанного азота с соковым паром и затратами на упаривание щелоков.

Использование изобретения позво45 ляет получить экономический эффект

15-20 тыс.руб. в год для одного цеха аммиачной селитры эа счет поддержания минимально возможных суммарных затрат, обусловленных потерями свя765212

tlape отличающаяся тем, что, с целью снижения потерь связанного азота с соковым паром и энергетических затрат на упаривание щело" ков за счет поддержания оптимального расхода H кислотности орошающего раствора,:она дополнительно содержит датчик концентрации реагента s орошающем растворе, датчик расхода сокового пара, вычислительный блок и оптимизатор, при этом выходы датчиков концентрации реагента в орошающем растворе, связанного азота в соковом паре, расходов орошающего раствора и сокового пара параллельно подключены ко входам вычислительного блока, выход которого соединен со входом оптимизатора, первый выход которого подключен к регулирующему клапану расхода орошающего раствора, а второй выход оптимизатора соединен с регулирующим клапаном расхода реагента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

411039, xz. C CC C1/18, 1972.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 451624, кл. С 01 С 1/18, 1972 .(прототип).

765212

Составитель Г. Огаджанов

Техреду Н.Граб - Корректор И.Муска

Редактор О.Стенина

Закаа 6437/23 Тирам 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Рау аская наб., д. 4/5

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

1 !

I

1 !