SU571051A1 - Способ автоматического управлени производством азотной кислоты - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматизации химических нроизводств, а именно к нроизводству слабой азотной кислоты , и может быть использовано в химической отрасли нромышлеиности.

Известна система управлени  установкой дл  производства азотной кислоты, основанна  на автоматическом регулировании подачи воздуха, отношени  расходов аммиака к воздуху и темнературы катализа 1.

Известен также способ автоматического регулировани  процессом производства слабой азотной кислоты, включаюндий регулирование соотношени  расходов аммиака и воздуха с коррекцией по температуре нитрозных газов на выходе контактного аппарата 2.

Недостатком известных способов  вл етс  то, что они ие учитывают р д технологических ограничений процесса, а это не позвол ет более полно использовать технологическое оборудование.

Так, то обсто тельство, что не учитывают ограничений но температурам перегретого пара и нитрозных газов после газового холодильника-промывател , на которые оказывают вли ние такие нараметры, как соотношение аммиака и воздуха, температура катализатора и другие, сказываетс  на количестве и энергосодержании пара.

Температура перегретого пара ограничена сверху надежными характеристиками котла-утилизатора, а температура катализатора (также сверху) - величиной потерь платины и степенью преврашени  аммиака в окислы азота.

Повышение темнературы нитрозных газов после газового холодильника-промывател  или температуры аммиачно-воздушной смеси, поступаюшей на катализатор, приводит к газовой нагрузки или уменьшению нодачи аммиака. Все это ведет к снижению производительности установки .

Цель изобретени  - повышение производительности агрегата.

Это достигаетс  тем, что регулируют температуру аммиачно-воздушной смеси на входе контактного аппарата в зависимости от температуры и давлени  перегретого пара , соотношени  расходов питательной воды и перегретого пара, температуры нитрозных газов после газового холодильникапро .мывател , температуры катализатора соотношени  расходов аммиака и воздуха путем изменени , например, расхода аммиачно-Боздушной смеси через байпас подогревател , а изменение подачи питательной воды осуществл ют в зависимости от соотношени  расходов питательной воды и перегретого пара.

На чертеже дана схема реализацин предлагаемого способа.

Потоки аммиака и воздуха смешиваютс  в смесителе 1 и подаютс  в подогреватель 2 аммиачно-воздушной смеси, где подогреваютс  нитрозными газами, поступающими из котла-утилизатора 3, совмеш.енного с контактным аппаратом 4. Нитрозные газы после подогревател  2 поступают в холодильник-промыватель 5. Аммиачновоздушна  смесь из подогревател  2 поступает в контактный аппарат 4, где происходит реакци  каталитического окислени  аммиака.

Система управлени  содержит датчики 6 и 7 расходов аммиака (Ga) и воздуха (Ов), датчик 8 температуры катализатора (/ц), регулируюш,ее устройство 9, исполнительный механизм 10, датчики 11 и 12 расходов пара (Gn) и воды {Овол}, регулирующее устройство 13, исполнительный механизм 14, датчики 15-18 соответственно давлени  перегретого пара (Рп.п), температуры перегретого пара (п.п), температуры нитрозных газов после холодильника-промывател  (tii,f), температуры аммиачно-воздушной смеси (.B.c.), регулирующее вычислительное устройство 19, исполнительный механизм 20.

Агрегат слабой азотной кислоты работает в услови х ограничений на параметры процесса, задаваемых технологическим регламентом в виде диапазона допустимых значений. Если обозначить допустимые границы параметров /i как /ишю /1макс. где

1 -- la.b.c. J2 - -

Оь /J -- ft 1 -- п.п.; -- п.п.;

а„

fe - fn.r.; ён.б. Iто текущие значени  параметров /i в относительном виде можно определить как

i А мин

гОТН

i -

/ мин

i макс

В таком виде текущие значени  параметров будут измен тьс  от О до 1, если параметр не выходит за границы установленного диапазона. При этом часть параметров закреплена (к и ga.s), поскольку они стабилизируютс  устройствами 9 и 13. Другие параметры могут находитьс  в любой точке разрещенного диапазона значений в зависимости от конкретных условий проведени  процесса.

Работа регулирующего вычислительного устройства 19 по максимизации производительности агрегата начинаетс  с определени  ситуации, т. е. проверки положени 

текущих значений параметров относительно ограничений. Если ни один из параметров не находитс  на ограничении, то устройство 19 в зависимости от разности между граничнымн и текущими значени ми параметров рассчитывает величину изменени  управл ющего воздействи  на исполнительный механизм 20, например, по вырал ению: 6

П (/„анс - /О + К7 (/7 - /м,:п) При этом устройство 19 делает шаг на снижение 4.в.с путем увеличени  потока аммиачно-воздушной смеси по байпасу.

Снижение .в.с приводит к снижению к и тогда вступает в работу устройство 9, которое увеличивает Ga до /к , т. е. путем снижени  /а.в.о достигаетс  увеличение нагрузки агрегата по аммиаку и, следовательно , выработки азотной кислоты.

Указанное изменение расхода аммиачновоздушной смеси по байпасу вызывает также изменение всех вышеперечисленных параметров (/2 - /т). Устройство 19 контролирует эти параметры и, если после завершени  переходного процесса ни один из параметров не вышел на ограничение, то делаетс  следующий шаг по изменению 4.в.с. FJ случае выхода какого-либо из контролируемых параметров на ограничение, дальнейшего снижени  /а.в.с не производитс , а в зависимости от разности граничного и текущего значенийустройство 19 рассчитывает и отрабатывает управл ющий

сигнал на исполнительный механизм 20 дл 

увеличени  /а.в.сАлгоритмом функционировани  регулирующих устройств 9 и 13 предусмотрено прекращение изменени  выходного сигнала

на исполнительный механизм по достижении величинами соотношений аммиак : воздух и пар : вода значений, близких к срабатыванию защиты (предмаксимум). В этом случае устройство 19 устанавливает к путем расчета и реализации сигнала на исполнительный механизм 20 по увеличению /а.в.с, а оператор получает сигнал об отсутствии возможностей оптимизации .

Предлагаемый способ управлени  позвол ет более полно использовать технологическое оборздование путем поддержани  параметров процесса близкими к технологическим ограничени м и повысить пронзводительность агрегата по кислоте и пару.

Claims (2)

1.Патент США № 3067014, кл. 23-253, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 430053, кл. С 01В 21/38, 1972.