SU1201222A1 - Способ автоматического регулировани процесса упаривани экстрационной фосфорной кислоты - Google Patents

Abstract

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА УПАРИВАНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ путем стабилизации расхода исходной кислоты на упаривание, регулировани  1 сходна  кислот температуры в подогревателе изменением подачи пара в змеевик подогревател , уровн  в подогревателе изменением отвода упаренной кислоты из отстойника, подачи циркул ционной кислоты в отстойник и измерени  плотности упаренной кислоты, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества упаренной кислоты за счет стабилизации режимов работы подогревател  и отстойника, дополнительно подают в подогреватель исходную кислоту и регулируют ее подачу и подачу циркул ционной кислоты в зависимости от концентраций исходной и упаренной кислот, а тем (Л пературу в подогревателе корректируют по плотности кислоты. - -17-„,3

Description

Изобретение относитс  к автоматизации технологических процессов и может быть использовано в химической промьшшенности, в частности в производстве экстракционной фосфорной кислоты на стадии упаривани .

Стадию упаривани  экстракционной -фосфорной кислоты (ЭФК) провод т в отстойнике и нагревателе, которые взаимосв заны по пр мому и рециркул ционному потокам. В аппаратах протекает процесс концентрировани  и очистки от твердьпс примесей (сульфат кальци , кремнефторид натри  и др.) исходной кислоты. Процесс подвержен воздейстВИЮ разнообразных возмущений, дестабилизирующих режимы упарки, кристаллизации и отстаивани , что отражаетс  отрицательно на качестве, в частности концентрации и содержании остаточных примесей (щлама) в упаренной кислоте. Основные возмущени  поступают с потоками исходной кислоты (колебани  состава - концентрации , содержани  и характера примесей ) , а также возникают из-за нестационарности тепловых режимов оборудовани  (отложени  на поверхности теплообменной аппаратуры, колебани  параметров греющего пара) процессов упа .ривани , кристаллизации и осаждени .

Цель изобретени  - повышение качества упаренной кислоты за счет стабилизации режимов работы подогревател  и отстойника.

Стабилизаци  режимов процесса упаривани  и отстаивани  (кристаллизации ) ЭФК в услови х крупнотоннажного производства при возмущени х, например, по концентрации исходной упариваемой кислоты и значительной инерционности объекта регулировани ,  вл етс  сложной и практически не решенной проблемой. Предлагаемое новое регулирующее воздействие дополнительна  подача ЭФК в подогреватель , новые регулирующие параметры - концентрации исходной и упаренной кислоты и новые приемы регулировани  - коррекци  температурного режима подогревател  по . плотности готовой кислоты, позволили придать системе регулировани  новое свойство - инвариантность относительно -основного возмущени , повысить качество стабилизации режимов работы и, следовательно, качество готовой упаренной кислоты, как по

концентрации -PjOff так и по содержанию твердых примесей.

На чертеже приведена система автоматического регулировани  дл  реализации данного изобретени .

Система включает отстойник 1, подогреватель 2, датчик 3 рахода, датчик 4 уровн , датчик 5 температуры , датчик 6 и 7 концентрации кислоты, датчик 8 плотности кислоты, регул торы 9-14, регулирующие органы 15-19.

Способ осуществл ют следующим образом.

Стабилизируют расход исходной кислоты, подаваемой на упаривание. Дл  этого датчиком 3 измер ют расход исходной кислоты и этот сигнал направл ют нА вход регул тора 10, куда также подают сигнал задани . Эти сигналы сравнивают и по величине рассогласовани  формируют, например, по пи-закону сигнал, который подают на регулирующий орган 17, установленньй на линии подачи исходной кислоты, и, тем самым, стабилизируют подачу кислоты на упаривание. Стабилизируют уровень в подогревателе 2 изменением расхода откачиваемой со стадии упаренной кислоты. Уровень измер ют датчиком 4, сигнал с выхо до которого,а также сигнал задани  подают на регул тор 11. В регул торе эти сигналы сравнивают и по величине рассогласовани  формируют, например, по пи-закону, сигнал, который подают на регулирующий орган 18, установленный на линии отвода готовой упаренной кислоты, и стабилизируют, тем самым, уровень в подогревателе.

Дл  стабилизации концентрации ЭФК в отстойник 1 и интенсификации процесса упаривани  подают часть исходной кислоты в подогреватель 2 и регулируют эту подачу и подачу цир- кул ционной кислоты из подогревател  в отстойник в зависимости от концентрации исходной кислоты и корректируют эти подачи по концентрации готовой упаренной кислоты. С этой целью измер ют датчиком 6 концентрацию исходной кислоты и сигнал от датчика направл ют на вход регул тора 14. На другой вход регул тора подают

корректирующий сигнал. В регул торе 14 по этим сигналам формируют выходные сигналы, направл ют их соответственно на регулирующие органы 3 15 и 16 и измен ют, тем самым, пода чу исходной упариваемой кислоты в подогреватель, а, следовательно, пр стабилизированном ее расходе и в отстойник, а также подачу циркул -ционной кислоты из подогревател  в отстойник. Корректируют подачи исходной кислоты в подогреватель и циркул ционной кислоты в отстойник при отклонении концентрации готовой кислоты от задани  изменением корректи рующего сигнала регул тору 14. Дл  этого измер ют датчиком 7 концентра цию готовой кислоты и сигнал с выхо да датчика направл ют на вход регул тора 9, на второй вход которого подают задание. Эти сигналы в регул торе сравнивают, формируют, например , по пи-закону сигнал и направл ют его на регул тор 14. Применение в данном способе, в отличие от прототипа, подачи исходной кислоты и в подогреватель и регулирование этой подачи, а также подачи циркул ционной кислоты из подогревател  в отстойник в зависимости от концентрации исходной кислоты обеспечивают инвариантность основной регулируемой величины (кон центраци  готовой кислоты) к основн му возмущающему воздействию (концентраци  исходной кислоты), что повышает качество регулировани . Коррекци  перераспределени  расходов кислот между аппаратами улучшает качество стабилизации концентр ции готовой кислоты при воздействии неучтенных возмущений. Повьшение качества стабилизации концентрации в отстойнике благопри  но сказываетс  на процесс осаждени  твердых примесей. Наилучшие услови  дл  осаждени  твердых веществ возникают при определенной концентрации ЭФК в отстойнике . Это значение составл ет 42% PjOy. Поэтому стабилизации концентр ции в отстойнике в услови х воздейс ви  возмущений обеспечивает повышение качества упаренной ЭФК, в частности , по содержанию твердых примесей . Стабилизаци  концентрации в отстойнике достигаетс  за счет повышени  управл емости и информативнос ти, что,в свою очередь, обеспечиваетс  введением новых регулируемых 224 и регулирующих переменных, а также приемов регулировани . Основным возмущением  вл ютс  колебани  концентрации исходной кислоты, подаваемой на стадии фильтрации на упарку. Диапазон этих колебаний составл ет 23-32% Р,О . Использование нового регулируемого параметра - концентрации исходной кислоты, позвол ет получать информацию об изменении концентрации непосредственно в момент приложени  возмущени  к объекту. Одновременно использование нового регулирующего воздействи  - перераспределение исходной кислоты между отстойником и подогревателем, позвол ет в зависимости от интенсивности возмущени  воздействовать одновременно на обе стадии процесса, что обуславливает повьш1ение управл емости процесса. Улучшению информативности и управл емости способствует включение в контур регулировани  концентрации упаренной кислоты. Введение этой регулируемой переменной позвол ет селектировать неучтенные возмущени  на процесс относительно только концентрации кислоты в отстойнике, а не плотности, как в прототипе,  вл ющейс  интегральной характеристикой процесса упарки. Использование такой избирательной регулируемой переменной и регулирование по ней расхода рециркулирующей кислоты, а также корректирование перераспределени  исходной кислоты позвол ет эффективно подавл ть воздействи  неизмер емых возмущений. Использование двух регулирующих воздействий (вместо одного в прототипе) положительно отражаетс  на управл емости процесса, в частности повьш1аетс  быстродействие системы стабилизации концентрации упаренной кислоты, что улучшает качество процесса упаривани . Процесс осаждени  (кристаллизации ) твердых веществ в отстойнике зависит не только от концентрационного , но и от температурного режима. Б частности изменение температуры вли ет на растворимость твердых примесей в кислоте. Это обсто тельство использовано дл  стабилизации плотности упаренной кислоты регулированием температурного режима в подогревателе . Дл  этого температуру

измер ют датчиком 5 и сигнал с его выхода, а также задание направл ют в регул тор 12. В регул торе по величине сравнени  этих сигналов формируют, например по ПИ-закону, сигнал, направл ют его на регулирующий орган 19 подачи пара, и, тем самым, стабилизируют температуру в подогревателе на заданном уровне Задание корректируют по плотности упаренной кислоты, которую измер ют датчиком 8. Сигнал с выхода датчика 8 направл ют на регул тор 13, куда также подают задание. В регул торе эти сигналы сравнивают и по величине рассогласовани  формируют например по ПИ-закону, сигнал, который и служит заданием по температуре в подогревателе.

Применение в данном способе коррекции температуры в подогревателе по плотности упаренной кислоты обеспечивает повьппение качества упаренной кислоты. Действительно, качество упаренной кислоты зависит не только от ее концентрации, но и от содержани  в ней примесей. В свою очередь, плотность упаренной кислоты , при прочих равных услови х, определ етс  количеством твердых прмесей в ней. А так как температуры в отстойнике и подогревателе однозначно взаимосв заны, то регулирование в подогревателе вьЧзывает изменение растворимости твердых в кислоте, а следовательно, и плотности продукта.

Данньй способ aBTOMaT iecKoro

регулировани  процесса упаривани  экстракционной фосфорной кислоты по сравнению с прототипом обеспечивает за счет использовани  новых регулируемых переменных - концентраци  упариваемой и упаренной кислот , регулирующей переменной - подача части упариваемой кислоты в подогреватель , а также приемов регулировани  - перераспределени  упариваемой кислоты в зависимости от ее концентрации и концентрации готовой упаренной кислоты, и корректировка температурного режима процесса по плотности упаренной кислоты повышение качества упаренной кислоты, в частности стабилизацию концентрации и содержани  твердых примесей за счет улучшени  информативности, управл емости процесса и достижени 

инвариантности к основным возмущени м на процесс.

Claims (1)

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА УПАРИВАНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ путем стабилизации расхода исходной кислоты на упаривание, регулирования

   Исходная кислотй температуры в‘ подогревателе изменением подачи пара в змеевик подогревателя, уровня в нодогревателе изменением отвода упаренной кислоты из отстойника, подачи циркуляционной кислоты в отстойник и измерения плотности упаренной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения качества упаренной кислоты за счет стабилизации режимов работы подогревателя и отстойника, дополнительно подают в подогреватель исходную кислоту и регулируют ее подачу и подачу циркуляционной кислоты в зависимости от концентраций исходной и упаренной кислот, а температуру в подогревателе корректируют по плотности кислоты.

   SU ,..,1201222

   Уz Упарен; ‘—*ная кислота