Система автоматического регулирования реактором нейтрализатором в производстве аммиачной селитры

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 765212Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Киевский ордена Ленина политехнический институтим.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ р, , УРЕАКТОРОМ-НЕЙТРАЛИЗАТОРОМ В ПРОИЗВОДСТВЕ АММИАЧНОфф,СЕЛИТРЫО1 2ъ Изобретение относится к системамавтоматического регулирования химических процессов и может быть использовано в производстве аммиачной селитры, при автоматизации процессанейтрализации азотной кислоты аммиаком.Известно устройство для автоматического регулирования процесса нейтрализации, содержащее датчик нагрузки, термодатчики, преобразователи,регуляторы 1.11 .Известен также способ автоматического управления процессом нейтрализации в производстве аммиачной селитры, реализуемый устройством, содержащим датчик и регулирующий клапан расхода орошающего раствора, регулирующий клапан расхода реагента идатчик связанного азота в соковомпаре (.21.Общим недостатком известных устройств является то, что они не позволяют поддерживать оптимальный рас"ход и кислотность орошающего раствора, что приводит к увеличению потерьсвязанного азота с соковым паром иенергетическнх затрат на упариваниещелоков. Целью изобретения является снижение потерь связанного азота с соковым паром и энергетических затрат на.5 упаривание щелоков эа счет поддерживания оптимального расхода и кислотности орошающего раствора,Это достигается тем, что системадополнительно содержит датчик концентрации реагента в орошающем растворе, датчик расхода сокового пара,вычислительный блок и оптимизатор,при этом выходы датчиков концентрации реагента в орошающем растворе,связанного азота в соковом паре,расходов орошающего раствора и сокового пара йараллельно подключены ковходам вычислительного блока, выходкоторого соединен со входом оптимизатора, первый выход которого подключен к регулирующему клапану расхода орошающего раствора, а второйвыход оптимизатора соединен с регу"лирующим клапаном расхода реагента.На фиг. 1 представлена функцио,нальная схема системы; на фиг, 2 вариант реализации алгебраическогоблока,Система автоматического регулирования реактором-нейтрализатором 1состоит из датчиков 2 и 3 расходаорошающего раствора и, сокового пара, датчика 4 концентрации реагентав орошающем растворе, датчика 5 связанного азота в соковом паре, регулирующих клапанов б и 7 расхода орошающего раствора и реагента, вычислительного блока 8 и оптимизатора 9,причем выходы датчиков 2-5 параллельно подключены ко входам вычислитель-.ного блока 8, выход которого соединенсо входом оптимизатора 9, а выходыоптимизатора 9 соединены с регулирующими клапанами б и 7.Блок 8 состоит из блока 10 вычитания, блоков 11 и 12 умножения двухсигналов, блоков 13 - 16 умноженияна постоянный коэффициент, блоков 17и 18 суммирования, причем вход блока10 соединен с датчиком 4 концентрации реагента в орошающем растворе,вход блока 11 - с датчиком 2 расходаорошающего раствора, входы блоков 14,15 и 16 - с датчиком 5 связанногоазота в соковом паре,вход блока 12с выходом блока 17 и датчика 3 рас"хода сокового пара. Выход блока 18подключен ко входу оптимизатора 9.Работа системы регулирования осуществляется следующим образом,Реакцию нейтрализации:азотной кислоты аммиаком в реакторе-нейтрализа"торе 1 по технологии ведут в слабокислой среде щелоков. При этом имеютместо потери связанного азота с соковым паром, которые. в зависимостиот состояния реактора, нагрузки нареактор и величины рН щелоков могут.быть в виде либо аммиачной селитры и,азотной кислоты, либо аммиачной селитры и аммиака.,Подача орошающего раствора на промывание тарелки реактора-нейтрализатора 1 приводит, во-первых, к раэбавлению щелоков, во-вторых, к увеличению степени улавливания связанного азота из сокового пара, причем степень улавливаниязависит как от расхода орошающего раствора, так и от его кислотности, Для лучшего связывания аммиака из сокового пара по технологии предусмотрено подкисление орощающего раствора реагентом, например азотной кислотой. Однако в случае кислой среды сокового пара постоянное добавление азотной кислотй в орошающий раствор способствует увеличению потерь связанного азота из-за дополнительного выделения азотной кислоты из орошающего раствора вследствие ее летучестиОптимальные значения расхода и кислотиости орошающего раствсра отыс кивает двухканальный шаговый оптимизатор 9 (на регуляторах типа АРС), воздействуя на регулирующие клапаны б и 7. На вход оптимизатора 9 заводят сигнал, пропорциональный суммар 50 ванного азота с соковым паром и энергетическими затратами на упариваниещелоков. Краме того, обеспечиваетсяснижение загрязнения ОКружающей среды отходами производства иэ-за уменьшения выброса вредных веществ с соковым паром. Формула изобретения Система автоматического регулирования реактором-нейтрализатором в 60 производстве аммиачной селитры, содержащая датчик и регулирующий клапан расхода орошающего раствора, регулирующий клапан расхода реагента идатчик связанного азота в соковом ным затратам, который вычисляетсяблоком 8.Рассмотрим подробнее преобразования, выполненные блоком 8. Блок 10по величине концентрации реагента Св орошающем растворе вычисляет содержание влаги в орошающем раствореВыходной сигнал блока 11 пропорционален расходу воды, содержащейсяв орошающем растворе 66 = Сь Ов.Здесь Яр - расход орошающего раствора, Умножая в блоке 13 сигнал,пропорциональный Сб, на коэффициент,пропорциональный стоимости выпаривания (Ц 8) этой дополнительной влаги,на выходе блока 13 имеем сигнал (2 ),пропорциональный дополнительным затратам на упаривание щелоков:2,Ц Сь, который заведен в сумматор 18.20 Сигналыпропорциональные содержанию аммиачной селитры (Сс ) азотнойкислоты (С ) и аммиака (Сд ), умножаются соответственно в блоке 14 наудельную стоимость селитры (Ц), в25 блоке 15 на удельную стоимость азотной кислоты (Ц) и в блоке 16 наудельную стоимость аммиака (Ца). Выходные сигналы блоков 14, 15 и 16суммируются в блоке 17, на выходе30 которого имеем сигнал, пропорциональный (Цс Сс + Цк Ск + Ца Са). Умножаяв блоке 12 полученный сигнал на сигнал, пропорциональный расходу сокового пара (5 с ), на выходе блока 12получаем сигнал (7 ), пропорциональный стоимости потерь связанного азота с соковым паром:со(Цс Сс+ЦС+Ца Са)который эаведей в сумматор 18,Выходной сигнал сумматора 18 пропорционален суммарным затратам, обусловленным потерями связанного азотас соковым паром и затратами на упаривание щелоков,Использование изобретения позво 45 ляет получить зкономический эффект15-20 тыс.руб. в год для одного цехааммиачной селитры эа счет поддержания минимально возможных суммарныхзатрат, обусловленных потерями свя 765212паре, о т л и ч а ю щ ая с я тем,что, с целью снижения потерь связанного азота с соковым паром и энергетических затрат на упаривание щело"ков за счет поддержания оптимальногорасхода и кислотности орошающего раствора, она дополнительно содержит датчик концентрации реагента в орошающем растворе, датчик расхода сокового пара, вычислительный блок и оптимизатор, при этом выходы датчиковконцентрации реагента в орошающемрастворе, связанного азота в соковомпаре, расходов орошающего раствора исокового пара параллельно подключены ко входам вычислительного блока, выход которого соединен со входом оптимизатора, первый выход которого подключен к регулирующему клапану расхода орошающего раствора, а второй выход оптимизатора соединен с регулирующим клапаном расхода реагента,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетелЬство СССР9 411039, кл. С 01 С 1/18, 1972.2Авторское свидетельство СССР9 451624, кл. С 01 С 1/18, 1972765212 оставитель Г. Огаджановезред "Н.Граб" Корректор И.Иуск ор О.Стени Закаа 6437/2 Патентф, г. Уигород, ул. Проектная, 4 филиал 3 Тирам 565 ПодписВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, 3-35, Рауюская наб., д. 4/5