Способ автоматического управления процессом карбонизации в производстве соды

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических респубики(45) Дата опублккова Гвщврвтввввиб ввавтвтВвветв 11 ввввтров Вврв двввв вввврвтввввв атврмтвв З) УДК 66.012.52) Заявител УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМИЗВОДСТВЕ СОДЫ СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСК КАРБОНИЗАЦИИ В тся к способамления процессомнайти применениенности, напримеро аммиачному споот ви да Изобр иавтомати вкарбонив химиче ев произ д д и 5собу.Известен способ автоматического уцравления процессом карбонизации в производстве соды путем изменения отборасуспензии в зависимости от суммарного 10расхода углекислоты, подаваемой в колонну и температуры отходящего газа Я . При этом температура отходящего газового потока как корректирующий параметр не обеспечивает заданную Иточность регулирования процесса, особенно в период переключения карбонизационных колонн на работу в режимепредварительной карбонизации.Известен также спосОб автоматическо-ЯОго управления процессом карбонизациив производстве соды путем изменениябора суспенэии из карбоколонны в засимости от расхода углекислоты, поваемой в колонну, с коррекцией задания регулятору отбора суспензии по температуре гаэожидкостной среды верхнейабсорбционной зоны и давлению газожидкостной среды в нижней части холодильной зоны колонны 2 . Этот способ является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому.Недостатком известного способа является то, что корректирующие параметры, а именно температура гаэожидкостной среды верхней абсорбционной эбны колонны и давление газожидкостной среды нижней холодильной зоны колонны, неполно характеризует процесс абсорбции углекислоты в карбоколонне,так как эти параметры определяют степень пуогаэованности колонны,но не дают.информации о количестве углекислоты,вступившей в реакцию. Коррекция по температуре только верха колонны не восполняет недостаток, так как в этой части колонны осуществляют ввод рассола с предыдущей стадии процесса и измеряемая температура характеризует не количество тепла, выделившегося в результате реакции и .пропорциональное количеству углекислоты,а общее количество тепла,в том числе и поступившее с рассолом с предыдущей стадии технологи,ческого процесса.Этот недостаток приводит к: тому, что в переходных режимах, например, при переключении оборудования на предыдущих стадиях технологического процесса, отбор суспенэии осуществляют практическитолько по количеству углекислоты, поступающей в карбоколонну, т,е. неравноМерно. Неравномерность отбора с 11 спензии из карбоколонны сказывается на последующей стадии технологического процесса - стадии кальцинациив том, 5что приводит к неравномерному поступлению бикарбоната натрия на кальцинацию. Это вызывает неравномерное выделение на стадии кальцинации углекислоты подлежащей возврату на стадию кар- Обонизации, а неравномерное поступлениеуглекислоты на карбониэацию приводитк еще большей неустойчивости технологического процесса.Таким образом, автоматическое управ" 5ление процессом карбонизации по известным параметрам не,обеспечивает устойчивости технологического процесса в переходных режимах.Целью изобретения является повышение устойчивости технологического процесса в переходных режимах.Эта цель достигается тем, что изменение отбора суспензии бикарбоната натрия из карбоколоннй осуществляют в эависимости от распределения температуры газожидкостной среды в абсорбционной части колонны.Распределение температуры в абсорбционной части колонны может быть определено различными путями: по отноше"нию температуры верха абсорбционнойчастиколонны к температуре зоны реакции или по среднему значению температуры по высоте абсорбционной части колонны,35В случае коррекции отбора суспензиипо отношению температуры верха абсорбционной части колонны к температурезэны реакции целесообразно температуруверха абсорбционной части колонны до,полнительно корректировать по температуре входящей жидкости.Корректирование отбора суспензиибикарбоната натрия не по температуреверха абсорбционной части колонны, а 45по распределению температуры в этойчасти карбоколонны позволяет исключитьшумы (случайные отклонения темпе"ратуры, например, в связи с изменениемтемпературы входящей жидкости), которйе могли бы накладываться на корректирующий сигнал.На Фиг,1 представлена схема реализации способа при корректировке отбора суспензии по распределению температур, определяемому,по отношению температуры верха абсорбционной части колон;ны к температуре зоны реакции;Фиг.2 - то же по среднему значению температурЫ по высоте абсорбционной части колонны.Способ осуществляется следующим образом.Углекислый газ распределяют по карбониэационным колоннам 1 (на Фигурахпоказана одна колонна) частными систе-,мами стабилизации расходов газа в коллекторах 2 и 3 первого и второго вводов соответственно. Газовую нагрузку по первому и второму вводу устанавливают с помощью задатчиков. Давлениегаза в коллекторах 2 и 3 первого и второго вводов поддерживают отдельными системами регулирования,Отбор суспензии из карбоколонны осуществляют в зависимости от выходного сигнала вычислительного устройства 4 пропорционального количеству углекислоты, подаваемой в колонну. Выходной сигнал вычислительного устройства 4 в качестве задания подают в регулятор 5 отбора суспензии из карбоколонны, куда в качестве корректирующего сигналаподают сигнал, пропорциональный распределению температур в абсорбционной части колонны, Корректирующий сигнал формируют в частном случае с помощьюустройства 6 соотношения как отношение температуры верха абсорбционной части колонны, измеряемой датчиком 1, к температуре зоны реакции, измеряемой датчиком 8. При этом целесообразно температуру верха абсорбционной части колонны дополнительно корректировать потемпературе входящей жидкости, которуюизмеряют с помощью датчика 9 температуры. Сигналы от датчиков 7 и 9 поступают на блок 10 , который отрабатывает сигнал рассогласования между текущим и заданным значениями температуры входящей жидкости. Выходной сигнал блока 10 и сигнал от датчика температуры в зоне реакции поступают на вход устройства 6 соотношения, которое отрабатывает сигнал, характеризующий распределение температур в абсорбционной части колонны.Распределение температуры в абсорбционной части колоны может быть определено и другим путем, например, с помощью датчиков температуры 11, установленных через одну точку по всей высоте абсорбционной части колонны (см.фиг.2)Сигналы от датчиков 11, пропорциональные температуре в соответствующей точке абсорбционной части колонны,поступают в вычислительное устройство, состоящее из сумматора 12 и делителя13, Вычислительное устройство отрабатывает сигнал, пропорциональный среднейтемпературе в абсорбционной части, характеризующий распределение температур.Сигнал, отработанный вычислительным устройством, поступает в регулятор 14, где сравнивается с заданным.Сигнал, отработанный регулятором 14, является в этом частном случае коррек" тирующим сигналом для регулятора 5 отбора суспенэии.Отбор суспензии осуществляют либо с помощью системы 15 стабилизации расхода, куда в качестве программного задания подают сигнал, сформированныйрегулятором 5, либо сигнал от регулятора 5 подают непосредственно на исполнительный механизм 16 (эта возможная линия связи показана пунктиром).П р и м е р . На станции кальцинации произошло переключение аппаратов (кальцинаторов, содовых печей), что привело к изменению количества углекислоты, поступающей на карбониэацию, и соответственно вызвало переходные пРоцессы на станции карбониэации, пока вновь включенный аппарат не войдет в Ю режим. Допустим, количество углекислоты уденьшилось. Переходные процессы, а следовательно и возмущения, поступаю" )8 щие на станцию карбонизации по расхо" ду углекислоты, длятся до тех пор, пока системы регулирования станций компремирования газа не,восполнят недостаток углекислоты на карбониза 11 ию за 20 счет дополнительной подачи газа на смешение из отделения известковых пе" чей.Эти возмущения воспринимает система стабилизации расхода газа первого ввода в коллекторе 2 и соответственно устройство 4 (см.фиг.1), определяющее количество углекислоты, подаваемой в колонну.Система стабилизации расхода газа первого ввода изменяет положение регулирующего органа таким образом, чтобы привести количество подаваемой углекислоты в колонну в соответствие с заданйем, поступающим от задатчика, а устройство 4 уменьшает командный сигнал регулятору 5 отбора суспензии, который либо поступает в качестве прог раммного задания регулятору 5, либо воздействует непосредственно на исполнительный механизм 16, уменьшая отбор 40 суспензии.За время переходного процесса, в течение которого система стабилизаций расходагаза в коллекторе 2 приводит количество .углекислоты, подаваемой в колонну, в соответствии с заданием, в карбоииэациоиную колонну поступает уменьшенное количество углекислоты.Это приводит к тому,что прогазованность жидкости уменьшается, зарождающиеся и образовавшиеся кристаллы бикарбоната . натрия в зоне реакции опускаются в нижнюю часть колонны,что в свою очередь приводит к изменению распределения температуры по высоте абсорбционной части колонны.Изменение распределения температур в верхней абсорбционной части колонны воспринимают датчики / и .8.Сигнал от датчика 7 поступает на блок 10, который отрабатывает, сигнал рассогласования между текущим и заданным значениями температуры, Выходной сигнал блока 10 поступает на регулятор 6 соотношения температур, куда также поступил сигнал от датчика 8 температуры в зоне реакции.Регулятор 6 отрабатывает сигнал, пропорциональный распределению температур в абсорбционной части колонны,который поступает, на регулятор 5 отбора и дополнительно корректирует отборсуспензии . таким образом, чтобы сохранить заданное соотношение температур, Поддержание заданного соотношениятемператур путем воздействия на отборсуспенэии иэ колонны приводит к тому, что регулируется угол наклона кривой распределения температур по высоте колонны.При возмущении по температуре поступающей жидкости (колебание температуры поступающей жидкости обусловленопереключением колонн иэ режима промывки в режим карбониэации) количество тепла, вносимого жидкостью, изменяется, что приводит к изменению температуры верхней абсорбционной части колонны и соответственно к изменению угла наклона кривой распределения температур.Сигнал от датчика 9 температурыпоступающей жидкости поступает в блок10 и изменяет задание по температуре верхней абсорбционной части колонны.Таким образом температура верхнейабсорбционной части колонны и задание изменяются эквидистантно, а так как выходной сигнал блока 10 изменяется в зависимости от рассогласования сигналов, пропорциональных текущему и заданному значениям температуры, то изменения этого выходного сигнала не происход; т, и отбор суспензии остается неизменным, а система устанавливает новое распределение температур с учетом тепла, вносимого поступающей жидкостью.Если температура верхней абсорбционной части колонны изменяется не в зависимости от тепла, внесенного жидкостью, а в зависимости от тепла, выделившегося в результате реакции,тогда выходной сигнал блока 10, пропорциональный величине Рассогласования между новым текущим и заданным значениями температуры верха абсорбционной части колонны, воздействуя через устройство 6 и регулятор.5, дополнительно изменяет отбор суспензии из колонны таким образом, что угол наклонакривой распределения температур по высОте колонны (а, следовательно, и распределение температур) остается неизменнымТакой обобщенный параметр регулирования, как распределение температур в абсорбционной части колонны, наиболее достовернс отображает процесс карбонизации, так каксогласно теории на отдельных стадиях процесса образования кристаллов бикарбоната натрия606815 Формула изобретения акаэ 2520 14 Тираж 655 Подписное илиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 выделяется разлнчнсе количество тепла, которое обусловлено составом и количеством жидкости и газа, проходящих через карбонизационную колонну, а также степенью абсорбции углекислоты. Таким образом, преимущество предлагаемого способа, заключается в том, что, корректируя отбор суспензии по распределению температур в абсорбционной части колонны, обеспечивают более 10 равномерный отбор суспензии из карбоколонны, чем по известному способу и повышают устойчивость технологического процесса в переходных режимах при пе-, реключении колонн или кальцинаторов), 15 Это приводит к созданию более благоприятных условий роста кристаллов бикарбоната натрия, приводящих в конечном счете к снижению влажности кристаллов, уменьшению доли мелких кристаллов и связанному с этим уменьшению потерь продукта на фильтрах 1. Способ автоматического управления процессом карбониэации в производстве соды путем изменения отбора суспензии бикарбоната натрия из карбоко; лонны в зависимости от количества углекислоты, подаваемой в карбоколонну с коррекцией по температуре гаэожидкостной среды в абсорбционной части колонны, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения устойчивости технологического процесса в переходных режимах, изменение отбора суспенэии бикарбоната натрия из карбоколонны осуществляют в зависимости от распределения температуры газожидкостной среды в абсорбционной части колонны,2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что распределение температуры газожидкостной среды в абсорбционной части колонны определяют по среднему значению температуры газо- жидкостной среды по высоте абсорбционной части колонны.3. Способ по п.1, о т л.и ч а ю щ и й с я тем, что распределение температуры гаэожидкостной среды в абсорбционной части колонны определяют по отношению температуры верха абсорбционной части колонны к температуре эоны реакции.4, Способ по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что температуру верха абсорбционной части колонны дополнительно корректируют по температу-. ре входящей жидкости.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Р 244303,кл. С 01 Э 7/18, 1969.2. Авторское свидетельство СССР 9 454173,кл. С 01 2 7/18, 1973,