Способ автоматического управления процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса

ОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ ЯОСПУБЛИН ( (9) ( )4(5( С 05 В 7/00 05 Э 27 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ чГ дмвзеа ОБРЕТ ОПИСА Н АВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТ 5/23(54)(57) СПЛЕНИЯ ПРОЦЕ ФОРНОЙ КИСЛОТЫ АММИАКОМ В ПРОИЗВОДВЕ АММОФОСА путем регулирования рНпульпы изменением подачи аммиакав аммонизатор-нспаритель и регулирования влажности пульпы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения топливно-энергетическихзатрат, влажность пульпы регулируют изменением подачи в аммонизатор-испарнтель фосфорных кислотразличной концентрации при постоянстве общего расхода фосфорной кислоты,Изобретение относится к областиавтоматизации управления химическими производствами, а именно к автоматизации технологического процесса получения аммофоса, и может 5быть использовано в химической промышленности, в частности в. производстве минеральных удобрений.Известен способ автоматическогоуправления процессом получения аммофоса, который заключается в изменении соотношения расходов аммиака и,фосфорной кислоты, подаваемых нанейтрализацию, в частности от величины рН получаемой пульпы с учетомее влажности и электропроводности 111,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является.способ автоматического управления 20процессом нейтрализации фосфорнойкислоты аммиаком в производствеаммофоса путем регулирования рНпульпы изменением подачи аммиака ваммонизатор-испаритель и регулирова.ния влажности пульпы 2 .Однако осуществление известныхспособов сопряжено с высокими энергетическими затратами, Недостаткомэтих способов является и слабая 30чувствительность управляемого параметра (температуры пульпы) к управляющему .воздействию (изменению подачи греющего пара) ввиду большойинерционности канала регулирования,которая определяется предельнойвеличиной теплового потока черезтеплообменник от греющего пара к пульпе, Кроме этого, мощность такого управляющего воздействия существенно 0зависит от величины накипи на стенках теплообменника, что приводит кнестационарности характеристик объекта во времени, а значит, снижаети качество управления. В производстве аммофоса номинальная влажностьпульпы равна 26(при молярном отношении пульпы 1,05). При меньшей влаж.ности пульпа теряет способность ктранспортировке в скоростном аммонизаторе-испарителе (САИ), емкостяхи трубопроводах из-эа высокой вязкости и кристаллизации фосфатоввплоть до полного затвердения и остановки производства. С Другой стороны, при увеличении влажности пульпы значительно растут удельные расходы условного топлива (природного газа) на испарение воды в сушильногрануляционном барабане (СГБ). Поэтому наиболее экономично поддерживать влажность пульпы в узких пределах вблизи наиболее низкого значения, при котором сохраняется текучесть пульпы,Известные способы регулирования не обеспечивают возможности соблюдения этого экономического режима.Колебания значения влажности пульпыв САИ происходит в пределах 26-35 .при среднем значении влажности,равном. 30,5 , Эти результаты показывают, что операторы существующейсистемы управления вынуждены поддерживать повышенное значение влажности с тем, чтобы не допуститьвыхода влажности эа нижнюю границу(2 б ) из-эа недостаточной точностирегулирования процесса нейтрализации.Целью изобретения является уменьшение топливно-энергетических затрат.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу автоматического управления процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса путемрегулирования рН пульпы изменениемподачи аммиака в аммониэатор-испаритель и регулирования влажностипульпы, влажность пульпы регулируютизменением подачи в аммонизатор-испаритель фосфорных кислот различной концентрации при постоянствеобщего расхода фосфорной кислоты,На чертеже представлена схемареализации данного способа.Процесс нейтрализации фосфорныхкислот аммиаком проходит в скоростном аммонизаторе-испарителе 1 (САИ)В реакционную зонУ 2 САИ черезпатрубки 3 и 4 подают фосфорные кислоты разной концентрации, а черезсопло 5 - аммиак. Аммофосная пульпа стекает из САИ через отверстиеб в пульпопровод. В соответствии ссовременной "бессточной" технологией производства аммофоса в САИчерез патрубокподают такжеабсорбционные стоки.ЭПоказатель степени нейтрализации пульпы (например, рН) измеряется датчиком 8 и регулируется регулятором 9 путем воздействия на клапан 10 подачи аммиака в САИ,Влажность пульпы измеряетсядатчиком 11 и регулируется управляющим устройством 12, которое изменяет с помощью клапанов 13 и 14потоки фосфорных кислот различной.концентрации (32% и 52% 20 ) в САИ,Объемные расходы кислот измеряютсядатчиками 15 и 16. На регулятор9 и устройство 12 поступает такжесигнал от задатчика 17 о номинальном суммарном массовом Расходе 2 Ов потоках фосфорных кислот, необходимом для определения требуемых.объемных расходов аммиака и фосфорных кислот,Способ осуществляется следующимобразом.Задается производительность САИ посуммарному расходу мв1 .оксигт-да фосфора 205 в потоках Фосфорных кислот. Прй увеличении (уменьшении),влажности пульпы относительно регламентного значения управляющее устройство 12 по сигналу датчика 11 уменьшает (увеличивает) суммарный массовый расход воды в составе фосфорных кислот, уменьшая(увеличивая) суммарный массовыйрасход ивэтих кислот. Дляэтого на клапаны 13 и 14 подаютсяобъемные расходы г)ба в)но формулам:. 10 25 30 1 )-00 воср( д -,) 35 ЮО )о 9 1 с 1 п)к2 1" д),)яр - б) 40 Гт 1МЪ Г )ъа ) у гоПЛОтНОСтни конценгде трации 2 О .в фосфатных кислотах, причемЭти формулы - следствие законов сохранения массового расхода фосфорных кислот и,.массового расходав них:К-.1+ , (во,р до, р 1 1,(1 оО+ д, р, 1,/1 ООИспользуя экспериментально полу ченную зависимость плотности фосфорной кислоты р от концентрациив ней 2 уО,3= 1,03/(1-Оу 724, /100),получим, например, для 1, = 32% и 52%: 1,342 т/мэ, /7 = 1,655 т/мТаким образом,д=(1,94 , - Зр 73)у)б м/ч = 3 73 яву (52/1 с -1) м /ч(3 р 025 ичо)р 97 рзк) мз /ч3,025 гс 2 (1-,32/р, ) мз/ч где у = г тае ) тк ) ) ООСу) - Средняя, концентрация 20.Так как количество тепла, выделяемое в единицу времени в САИ за., счет реакции нейтрализации, остается прежним (сохраняется массовый расход 2 О)у то влажность пульпы уменьшается (увеличивается), возвращаясь к регламентному значению.По этой схеме управления работа контура регулирования влажности пульпы не вносит возмущения в контур регулирования степени нейтрализации пульпы.Так как массовый Расход 2 д 05 остается неизменным, то поток аммиака также не требует изменения и степень нейтрализации пульпы сохраняется прежней.Иногда на практике при управлении САИ пользуются возможностью регулирования влажности пульпы изменением расхода в САИ абсорбционных стоков,. Однако в связи с введением на предприятиях прогрессивной "бессточной" технологии и производства аммофоса, эта возможность исключается, так как по этой технологии абсорбционные стоки должны перерабатываться полностью. Для таких производств данный способ управления представляет особый интерес, так как он не накладывает никаких ограничений на расход и концентрацию стоков.Колебания влажности пульпы сказываются на производственно-экономических характеристиках производ. ства. От влажности пульпы зависит общая производительность.и ритмичность работы СГБ, длительность его непрерывной работы между остановами для очистки лопастей, а.также периодичность продувки паром Форсунок, подающих пульпу в СГБ, при их1165670 Составитель Г. Огаджана Техред Т.Маточка Н Ег орректор В, Гирня дак одписное Заказ 4282/22 ВНИИТираж 419 Государственног елам изобретений Москва, Ж, Раушкомитета СССР открытий ская наб д. 035,атент", г. Ужгород, ул. Проектная Филиал залипании, Влажность пульпы определяет в производстве аммофоса такжезатраты электроэнергии на перекачку пульпы и расход природного газана получение горячих топочных газов для сушки пульпы в СГБ,Использование предлагаемого способа позволяет стабилизироватьвлажность пульпы с абсолютной погрешностью не более 1,5 Е и достигнуть 5 относительной экономии условного топлива на 13,27.