SU865862A1 - Способ автоматического регулировани процесса нейтрализации в производстве сложных гранулированных удобрений - Google Patents

Description

Изобретение относится к способам' автоматического управления процессами производства сложных удобрений и может быть использовано в химической промышленности, например, при произ- ^э водстве гранулированного аммофоса и нитроаммофоски.

Известен способ автоматического регулирования процесса получения аммофоса, включающий регулирование соотношения расходов фосфорной кислоты и аммиака, подаваемых в реактор. При этом соотношение расходов фосфорной кислоты и аммиака корректируют по температуре продукта в реакторе и 15 расходу фосфорной кислоты [1].

Недостатком данного способа является то, что поддержание строго определенной температуры реакции не обеспечивает стабильного качества получа- 20 емого готового продукта, так как в процессе нейтрализации происходит испарение некоторого количества влаги и, следовательно, температура не может однозначно характеризовать каче- 25 ство полученного продукта.

Известен также способ автоматического регулирования процесса производства гранулированных удобрений путем регулирования соотношения расходов 30 нейтрализуемого и нейтрализующего реагентов воздействием на подачу нейтрализующего реагента с коррекцией , по влажности и pH нейтрализованной пульпы [2].

Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечива.ет высокого качества поддержания на требуемом уровне степени нейтрализации получающей ’пульпй, что, в конечном счете, приводит в ухудшению качества готового продукта. Это обусловлено тем, что стабилизация соотношения расходов фосфорной кислоты и аммиака на входе в реакторы не обеспечивает в динамике инвариантности степени . нейтрализации¹ получающейся пульпы от изменений качественных ха^· рактеристик входных потоков, например -концентрации фосфорной кислоты, если система регулирования построена без учета гидродинамических характеристик реакторов.

Кроме того, стабилизация степени нейтрализации на определенном уровне не гарантирует стабильности реологических характеристик получающейся пульпы, в частности, важнейшей из них - вязкости. Происходит это потому,что вязкость существенно зависит от ряда неконтролируемых возмущающих факторов, например, от состава и количества примесей в фосфорной кислоте, состава и количества жидкости абсорбции и т.д. В результате может произойти существенное изменение вязкости пульпы, снижение ее текучести, что приведет к ухудшению условий образования гранул в грануляторе или даже к разрыву потока пульпы между нейтрализаторами и гранулятором, т.е. ухудшается работа всей технологической линии.

Целью изобретения является повышение готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что подачу нейтрализующего реагента дополнительно корректируют по концентрации нейтрализуемого реагента и вязкости нейтрализованной пульпы. При этом подачу нейтрализующего реагента корректируют при выходе значения вязкости нейтрализованной пульпы за заданные максимальный и минимальный пределы.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации данного способа.

В реакторы 1 отделения нейтрализации поступает фосфорная кислота (нейтрализуемый реагент) и аммиак (нейтрализующий реагент'. Расход фосфорной кислоты измеряетсй расходомером 2 (например, индукционным). Концентрация PqOj- измеряется концентратомером 3 (например типа ''Экстра-4). Выходные сигналы системы измерения расхода и концентрации посредством соответствующих преобразователей 4 и 5 (например ЭПП-62) преобразуются в стандартные сигналы давления сжатого воздуха, которые подаются на блоки 6 и 7 динамических связей,компенсирующих несоответствия динамических характеристик реакторов при воздействии изменением расхода и концентрации кислоты и расходом газообразного аммиака (реализуемых на элементах УСЭППА, например на емкостях и регулируемых дросселях). Расход поступающего аммиака измеряется посредством расходомера 8 (например, состоящего из диафрагмы и дифманометра). Выходные сигналы блоков динамической связи и расходомера аммиака подаются на входы сумматора 9 (например прибор суммирования ПФ 1.1). Влажность и pH получающейся пульпы измеряется соответственно измерителем 10 влажности (например радиоизотопным влагомером ПР 1024В) и рН-метром 11 (например pH-метром с сурьмяными электродами). Выходные сигналы влагомера и рН-метра после преобразования с помощью преобразователей 12 и 13 подаются на вход функционального устройства 14 (например множительно-делительного устройства типа ПФ 1.1К) . Выходной сигнал устройства .14, пропорциональный значению степени нейтрализации пульпы, подается на вход сумматора 15 (например прибора суммирования ПФ 1.1). На второй вход сумматора 15 подается выходной сигнал сумматора 9. Вязкость пульпы измеряется вискозиметром 16 (например типа ВВН).

Выходной сигнал визкозиметра после преобразования с помощью преобразователя 17 подаётся на функциональное устройство 18, моделирующее нелинейность типа ¹'зона нечувствительности ' ¹ (например, реализованное на двух задатчиках, двух трехмембранных реле, пятимембранном реле и усилителе мощности). Выходной сигнал“функционального устройства 18 подается на третий вход сумматора 15. Выходной сигнал сумматора 15 подается на вход регулятора 19 (например типа РЕ 3.21). Выходной сигнал регулятора подается на исполнительное устройство с регулирующим клапаном (например типа 25 с 50 НЖ), установленным на линии подачи аммиака.

Способ осуществляют следующим образом .

При изменении расхода или концентрации фосфорной кислоты ( основные возмущения) изменившиеся сигналы от расходомера 2 или концентратомера 3 через преобразователи 4 и 5 и блоки динамической связи 6 и 7 поступают на вход сумматора 9. На вход этого же сумматора поступает сигнал пропорциональный расходу аммиака соответствующему режиму до появления возмущений. Изменения алгебраической суммы этих сигналов - выходной сигнал сум- матора 9, поступает на вход сумматора 15, на остальные входы которого поступают сигналы от функциональных устройств 14 и 18, соответствующие параметрам потока пульпы, предшествующим началу неустановившегося режима, а изменения алгебраической суммы этих сигналов - выходной сигнал сумматора 15 поступает на вход регулятора 19 расхода аммиака, который с помощью регулирующего органа приводит его (расход) в соответствие с изменившимися расходом и концентрацией фосфорной кислоты. °

Если блоки динамической связи 6 и 7 достаточно точно компенсируют разность динамических характеристик объекта управления по возмущающим и . _ управляющему каналам, то на этом процесс регулирования заканчивается.

В случае, если идеальной компенсации не будет, например, вследствие изменений динамических характеристик реакторов в процессе эксплуатации, то на выходе объекта произойдет изменение параметров потока пульпы ее влажности и pH (степени нейтрализации) . Сигналы об этих изменениях от соответствующих систем измерения 10 и 11 через преобразователи и функциональное устройство 14 поступят на входы сумматора 15. Изменения выходного сигнала сумматора 15, поступающего на вход регулятора 19, изменят его (регулятора) выходной сигнал, что приведет к изменению положения регулирующего органа установленного на линии подачи аммиака. Таким образом будет произведена коррекция расхода аммиака, учитывающая возможные изменения или несоответствия динамических характеристик систем по возмущаю- . щим и управляющему каналам.

Если изменения параметров потока пульпы на выходе из реакторов будут в пределах технологических допусков и изменения ее реологических характеристик (вязкости) не будут угрожать перетоку пульпы в гранулятор и оптимальным условием образования гранул, то изменения выходного сигнала измерителя вязкости 16 не будут пропущены функциональным устройством 18 и процесс· регулирования на этом . заканчивается.

Если изменения вязкости будут угрожать нарушить переток пульпы в гранулятор или нарушить оптимальные условия образования гранул, то величина сигнала на выходе вискозиметра 16 станет больше зоны нечувствительности функционального устройства 18. Сигнал об изменении вязкости пройдет на вход сумматора 15 и далее на вход регулятора 19, что приведет к изменению расхода аммиака и далее аналогично описанному. Таким образом будет осуществлена защита режима грануляции от основных возмущений и уменьшено количество переходных процессов до технологически допустимого предела.

Использование данного способа позволяет поддерживать на требуемом уровне степень нейтрализации пульпы, что приводит к повышению качества готового продукта.

Claims (2)

1. от р да неконтролируе№ 1х возмущающих факторов, например, от состава и количества примесей в фосфорной кислоте , состава и количества жидкости абсорбции и т.д. В результате может произойти существенное изменение в з кости пульпы, снижение ее текучести, что приведет к ухудшению условий ооразовани  гранул в гранул торе или даже к разрыву потока пульпы между нейтрализаторами и гранул тором, т.е ухудшаетс  работа всей технологической линии. Целью изобретени   вл етс  повышение готового продукта. Поставленна  цель достигаетс  тем что подачу нейтрализующего реагента дополнительно корректируют по концен трации нейтрализуемого реагента и в  кости нейтрализованной пульпы. При этом подачу нейтрализующего реагента корректируют при выходе значени  в з кости нейтрализованной пульпы за заданные максимальный и минимальный Лределы. На чертеже представлена принципиальна  схема реализации данного способа . В реакторы 1 отделени  нейтрализа ции поступает фосфорна  кислота (ней трализуемый реагент) и аммиак (нейтрализующий реагент . Расход фосфорной кислоты измер етсй расходомером 2 (например, индукционным). Концентраци  измер етс  концентратомером 3 (например типа Экстра-4). Вы ходные сигналы системы измерени  рас хода и концентрации посредством соот ветствующих преобразователей 4 и 5 (например ЭПП-62) преобразуютс  в стандартные сигналы давлени  сжатого воздуха, которые подаютс  на блоки 6 и 7 динамических св зей,компенсиру ющих несоответстви  динамических характеристик реакторов при воздействии изменением расхода и концентрации кислоты и расходом газообразного аммиака (реализуемых на элементах УСЭППА, например на емкост х и регулируемых дроссел х). Расход поступающего аммиака измер етс  посредством расходомера 8 (например, состо щего из диафрагмы и дифманометра). Выходные сигналы блоков динамической св зи и расходомера аммиака на входы сумматора 9 (например прибор суммировани  ПФ l.lj. Влажность и рН получающейс  пульпы измер етс  соответственно измерителем 10 влажности (например радиоизотопным влагомером ПР 1024В) и рН-метром 11 (например рН-метром с сурьм ными электродами). Выходные сигналы влагомера и рН-метра после преобразован 1  с помощью преобразователей 12 и 13 подаютс  на вход функционального устройства 14 (например множительно-делительного устройства типа ПФ 1.1Н). Выходной сигнал устройства 14, 11р(1пор)циональный значению cTcnf HH иойтрализации пульпы. подаетс  на вход сумматора 15 (например прибора суммировани  ПФ 1.1). На второй вход сумматора 15 подаетс  выходной сигнал сумматора 9. В зкость пульпы измер етс  вискозиметром 1б (например типа ВЕН). Выходной сигнал визкозиметра после преобразовани  с помощью преобразовател  17 подаетс  на функциональное устройство 18, моделирующее нелинейность типа зона нечувствительности (например, реализованное на двух задатчиках, двух трехмембранных реле, п тимембранном реле и усилителе мощности). Выходной сигнал функционального устройства 18 подаетс  на третий вход сумматора 15, Выходной сигнал сумматора 15 подаетс  на вход регул тора 19 (например типа РЕ 3.21), Выходной сигнал регул тора подаетс  на исполнительное устройство с регулирующим клапаном (например типа 25 с 50 НЖ), установленным на линии подачи аммиака. Способ осуществл ют следующим образом . При изменении расхода или концентрации фосфорной кислоты ( основные возмущени ) изменившиес  сигналы от расходомера 2 или концентратомера 3 через преобразователи 4 и 5 и блоки динамической св зи 6 и 7 поступают на вход сумматора 9. На вход этого же сумматора поступает сигнал пропорциональный расходу аммиака соответствующему режиму до по влени  возмущений . Изменени  алгебраической суммы этих сигналов - выходной сигнал сум- . матора 9, поступает на вход сумматора 15, на остальные входы которого поступают сигналы от функциональных устройств 14 и 18, соответствующие параметрам потока пульпы, предшествующим началу неустановившегос  режима , а изменени  алгебраической суммы этих сигналов - выходной сигнал сумматора 15 поступает на вход регул тора 19 расхода аммиака, который с помощью регулирующего органа приводит его (расход) в соответствие с изменившимис  расходом и концентрацией фосфорной кислоты. ° Если блоки динамической св зи 6 и 7 достаточно точно компенсируют разность динамических характеристик объекта управлени  по возмущающим и . . управл ющему каналам, то на этом процесс регулировани  заканчив аетс . В случае, если идеальной компенсации не будет, например, вследствие изменений динамических характеристик реакторов в процессе эксплуатации, то на выходе объекта произойдет изменение параметров потока пульпы ее влажности и рН (степени нейтрализации ) . Сигналы об этих изменени х от соответствук пих систем измерени  10 и 11 через преобразователи и функциональное устройство 14 поступ т на входы сумматора 15. Изменени  выход™ ного сигнала сумматора 15, поступающего на вход регул торе. 19, измен т его (регул тора) выходной сигнал, чт приведет к изменению положени  регулирующего органа установленного на линии подачи %шлчака. Таким образом будет произведена коррекци  расхода аммиака, учитывающа  возможные изменени  или несоотве -стви  динамических характеристик систем по возмущаю щим и управл ющему каналам. Если изменени  паргилетров потока пульпы на выходе из реакторов будут в пределах технологических допусков и изменени  ее реологических характеристик (в зкости) не будут угрожать перетоку пульпы в гранул тор и оптимальным условием образовани  гранул, то изменени  выходного сигнала измерител  в зкости 16 не будут пропущены функциональным устройством 18 и процесс регулировани  на этом заканчиваетс . Если изменени  в зкости будут уг южать нарушить переток пульпы в гра нул тор или нарушить оптимгшьные услови  образовани  гранул, то величин сигнала на выходе вискозиметра 16 станет больше зоны нечувствительности функционального устройства 18. Сигнал об изменении в зкости пройдет на вход сумматора 15 и далее на вход регул тора 19, что приведет к измене нию расхода аммиака и далее аналогич но описанному. Таким образом будет осуществлена защита режима гранул ции от основных возмущений и .уменьше но количество переходных процессов до технологически допустимого п.. Использование данного способа позвол ет поддерживать на требуемом уровне степень нейтрализации пульпы, что приводит к повышению качества готового продукта г Формула изобретени  1.Способ автоматического регулировани  процесса нейтрализации в производстве сложных гранулированных удобрений путем рехулировани  соотношени  расходов нейтрализуемого и нейтрализующего реагентов, воздействием на подачу нейтрализующего реагента с коррекцией по влажности и рН нейтрализованной пульпы, отличающийс  тем, что с иелью повышени  качества готового продукта, подачу нейтрализующего реагента дополнительно корректируют по концентрации нейтрализуемого реагента и в зкости нейтрализованной пульпы. 2,Способ ПОП.1, отлича ющ и и с   тем, что подачу нейтрализующего реагента корректируют при выходе значени  в зкости нейтрализо ванной пульпы за заданные максимальный и минимальный пределы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 1 564296, кл. С 05 В 7/00, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 575343, кл. С 05 С 1/00,1976.