SU1164213A1

SU1164213A1 - Способ управления процессом получения сульфата калия

Info

Publication number: SU1164213A1
Application number: SU823499106A
Authority: SU
Inventors: Vladimir I Timofeev; Aleksandr D Shkolnikov; Viktoriya G Terlo; Grigorij Z Zelmanov; Igor D Sokolov; Yurij S Safrygin
Original assignee: Vni Pi Galurgii
Priority date: 1982-10-11
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1985-06-30

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению процессами производства бесхлорных калийных удобрений, в частности производства сульфата калия конверсией сульфат- ³содержащего сырья хлористым калием.

Известен способ управления процессом кристаллизации путем стабилизации температурного режима расходом хладагента и поддержания уровня кристаллизуемой массы в аппарате на постоянном значении изменением расхода исходного раствора, при этом изменяют скорость вращения мешалки в зависимости от отклонения разме- ¹⁵ров кристаллов от заданного значения, а время пребывания суспензии в аппа.рате регулируют· по разности концентраций твердой фазы в ней, измеряемой в верхней и нижнеи частях аппарата ^ис коррекцией по размеру кристаллов р].

Однако процесс-конверсии глазерита протекает в горизонтальных аппаратах при постоянной скорости перемешивания суспензии и без подвода &

хладагента, что исключает возможность использования предлагаемых параметров регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 30 способ управления процессом получения сульфата калия путем'регулирования расходов входных потоков, например, глазерита, хлористого калия и воды, в зависимости от содержания 35 ионов калия и сульфата в глазерите и хлористом калии, температуры суспензии в реакторе, стабилизации плотности сгущенной суспензии и расхода возвращаемой суспензии в реактор [2).40

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет предотвратить получение металлокристаллического продукта, это приводит к увеличению потерь продукта при его высушива-45 нии, и, тем самым, ухудшению гранулометрического состава продукта.

Целью изобретения является улучшение гранулометрического состава сульфата калия за счет повьппения точности50 регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления, включающему регулирование входных потоков в зависимости от их составов,55 температуры в реакторе, стабилизацию плотности сгущенной суспензии, расход возвращаемой суспензии в реактор, расход возвращаемой суспензии регулируют в зависимости от концентрации твердого в сливе сгустителя.

На фиг. 1 приведен график экспериментальной зависимости изменения сред·", него размера кристаллов от среднего размера кристаллов затравки, подаваемой в виде сгущенной суспензии, при постоянном расходе затравки; на фиг.2график экспериментальной зависимости изменения среднего размера кристаллов сульфата калия от количества затравки; на фиг. 3 - принципиальная схема управления процессом для реализации предлагаемого способа.

Точка 0 (фиг, 1) соответствует среднему размеру кристаллов сульфата калия, получаемых без ввода затравки. Точка 1 на кривой I соответствует равенству средних размеров вводимой затравки и получемых кристаллов сульфата калия. Прямая II , проведенная под углом 45°, определяет равенство средних размеров кристаллов и затравки. Эта прямая разделяет график на две зоны получения кристаллов средним размером больше и меньше среднего размера затравки. Для-зоны А размер затравки меньше среднего размера получаемых кристаллов. Для зоны Б средний размер затравки больше среднего размера получаемых кристаллов..

При использовании в качестве затравки суспензии, не прошедшей операцию удаления мелочи, средний размер получаемых кристаллов будет определяться точкой 1, т.е. будет равен 0,45 мм. При предварительном удалении мелочи из затравки средний размер затравки в установившемся состоянии должен быть больше среднего размера получаемых кристаллов, поэтому рабо-; чая точка 1 смещается в положение ϊ\ что соответствует среднему размеру кристаллов 0,7 мм и среднему размеру кристаллов затравки 0,74 мм. Разница в среднем размере затравки и получаемых кристаллов, т.е. расстоянии между точками 2 и 2* определяется количеством удаленной мелочи из суспензии, используемой в качестве затравки.

Из графика (фиг. 2) видно, что с увеличением (до определенного значения) расхода суспензии средний размер кристаллов возрастает. Поэтому расход суспензии выбран в качестве

3

1164213

4

управляющего воздействия процесса роста кристаллов.

Схема (фиг. 3) содержит реактор 1 с перемешивающим устройством, где протекает процесс разложения глазе- 5 рита на сульфат калия, сгуститель 2 крупной фракции твердой фазы, сгуститель 3 мелкой фракции, мешалку 4 с перемешивающим устройством, насос 5, заслонку 6 разгрузки сгустителя, заслонку 7 расхода суспензии в реактор 1. Схема управления способом включает датчик 8 концентрации твердой фазы в сливе сгустителя, датчик 9 плотности сгущенной суспензии, датчики расхода 10 и 11 соответственно суспензии и раствора хлористого калия, регулятор 12 соотношения расходов с коррекцией по концентрации твердого в. сливе сгустителя. ²⁰

В реактор 1 поступают исходные потоки глазерита и раствора хлористого калия, где протекает конверсия „ глазерита на сульфат калия при перемешивании суспензии. Прореагировав- ²⁵шая суспензия из реактора поступает на первую ступень сгущения в сгустителе 2, в котором при высокой скорости восходящего потока достигается вынос в слив мелкой фракции твердой фазы размером менее 0,1 мм, а сгущенная суспензия, имеющая улучшенный гранулометрический состав за счет выноса мелочи в слив и постоянною плотность, поступает на цейтри- 35 фуги и, частично, возвращается в процесс разложения глазерита в реактор 1 для использования в качестве затравки. Слив со сгустителя 2 поступает на вторую ступень сгущения в 40 сгуститель 3.

Способ осуществляется следующим образом.

Сгущенная суспензия постоянной плотности подается на дальнейшую 45 переработку, а часть ее пропорционально расходу раствора хлористого калия возвращается в реактор 1 в ’ виде затравки для ускорения процесса кристаллизации и исключения возмож- 50 ности образования большого количества зародышей. В условиях текущих возмущений по составам и расходам исход ных потоков глазерита и раствора хлористого калия изменяются условия 55 кристаллизации сульфата калия, что приводит к изменению Содержания мелкой фракции твердого в реакторе 1 й,

как следствие, отклонению концентрации твердого в сливе сгустителя 2, которое фиксируется датчиком 8. Сигнал с датчика поступает в виде корректирующего сигнала на регулятор 12 соотношения расходов. Сигнал с регулятора 12 управляет степенью открытия заслонки 7.

Пример. В соответствии с предлагаемым способом были проведены опыты, результаты которых представлены в таблице и на графиках (фиг. 1 и 2).

Материальные балансы всех опытов приведены к проектной производительности конверсионного производства сульфата калия ПО "Белорускалий", равной 15 т/ч по целевому продукту.

При проверке параметры процесса изменялись в следующих пределах: температура в реакторе 25-35°С, содержание иона калия в глазерите 65,2-74,0 экв.%, содержание иона сульфата в глазерите 85, 1-98,5 экв.%. Плотность суспензии сульфата калия, подаваемая в виде затравки в процесс стабили’зировалась на уровне 1,6 г/см³. Расходы глазерита и раствора хлористого калия поддерживались постоянными на уровне значений 15,2 и 37,9 т/ч соответственно. Расход затравки, вводимой.в процесс в виде суспензии, варьировался в диапазоне 0-30% от производительности, средний диаметр затравки изменяли в пределах 0 0,75 мм. Экспериментальные данные представлены на фиг, 1 и 2, а обобщенные результаты, полученные согласно предлагаемому способу в сравнении с· известными, представлены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что согласно предлагаемому способу при одинаковых относительных расходах затравки к расходу раствора хлористого калия увеличивается средний диаметр кристаллов сульфата калия и сокращается доля мелкой фракции менее 0,16 мм.

При получении сульфата калия конверсией глазерита раствором хлористого калия согласно способу-прототипу получают продукт с большим содержани- . ем пылевидных фракций: фракции менее 0,16 мм содержатся до 25%. Примем данный процент мелочи как исходный для нашего расчета.

При проведении процесса разложения глазерита согласно предлагаемому

1164213

«

/способу получают продукт улучшенного гранулометрического состава, в котором фракций менее 0,16 мм содержится не более 4Ζ. Опыт эксплуатации калийных предприятий показывает,

что при погрузораэгруэочкых работах, транспортировке, внесении в почву сульфата калия теряется до 50Ζ от содержания в нем фракции менее 0,16 мм.

Технологические показатели

Способ	—---——η
	Расход	Диаметр	Концентра-	Концентра-	Средний
	затравки,	затравки,.	ция мелочи	ция мелочи	диаметр
	отн.Х	мм	в сливе,	в продукте,	частиц,
			мас.Х	0,16 мм,	мм
				мас.Х
Без использования
затравки	-	—	19,7	50	0,24
Базовый вариант	20 .	Полидис-	5,75	10	0,45
•		персиая
		смесь
Вариант согласно
предлагаемому
способу	20	0,73	2,5	4	0,7

1164213

Глаэерит

На центрифуги

Осветленный оастбор/

Т—

Фиг.З

,

Claims

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА КАЛИЯ путем регулирования расходов входных потоков в зависимости от их составов и температуры в реакторе, стабилизации плотности сгущенной суспензии и расхода возвращаемой суспензии в реактор, отличающийся тем, что, с целью улучшения, гранулометрического состава продукта за счет повышения точности регулирования, расход возвращаемой суспензии регулируют в зависимости от концентрации твердого в сливе сгустителя.

Эи ... 1164213

1

1164213
2