Способ автоматического регулированияработы испарителя кристаллизатора

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ Союз Советскид Социалистических Республик, Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 070631 4В.Е.Мартыненко, В.К.Тарасенко н А.С,ШаляхинДнепропетровский химико-технологический институтимени Ф.Э.Дзержинского(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ ИСПАРИТЕЛЯ-КРИСТАЛЛИЗАТОРА Изобретение относится к способам автоматического регулирования работы испарителя-кристаллизатора бессатураторного производства сульфата аммония. Известен способ автоматическогорегулирования работы испарителя-крис-.таллизатора бессатураторного производства сульфата аммония путем регулирования соотношения расходов исходного раствора и греющего пара взависимости от количества выпаренной воды, соотношения расходов пульпы и исходного раствора, изменениемподачи последнего и стабилизациювакуума в испарителе-кристаллизаторе 111,Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает поддержание в заданных пределах кислотности кристаллического сульфата ам-.мония одного из основных показате- .лей качества готового продукта),непредусматривает управления количест- .25вом отфугованного раствора, возвра-щаемого непосредственно ц испарителькристаллизатор, от которого зависЯтэнергозатраты на упаривание раствора, и не позволяет управлять произ водительностью агрегата по готовому продукту.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического регулирования работы испарителя-кристаллизатора, в котором осуществляют регулирование соотношения расходов исходного раствора и греющего пара в зависимости от количества выпариваемой воды,со" отношения расходов пульпы и исходного раствора изменением подачи последнего, стабилизацию вакуума в анпарате, расхода воды на промывку кристаллического сульфата аМмония и кислотности отфугованного раствора изменением его количества, возвращаемого непосредственно в испаритель-кристаллизатор 121.Недостатком этого способа является относительно низкая надежность автоматического управления и завышенные энергоэатраты, обусловленные тем, что известный способ не преду" сматривает управления производительности агрегата по готовому продукту и обеспечивает минимальные энергоэатраты лишь для постоянных значений производительности, кислотности исходного раствора н температуры10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 кипящей пульпы. Необходимость управлять производительностью обусловлена колебанием ресурсов исходного раствора, вызванным изменением количества аммиака, поступающего с коксовым газом. В каждый момент времени для обеспечения материального баланса всей установки количество вырабатываемого сульфата аммония должно соответствовать нагрузке по аммиаку и связанному с ней уровню раствора в питающем сборнике.При постоянной производительности агрегата по готовому продукту увеличение количества улавливаемого аммиака приводит к повышению уровня исходного раствора в питающем сборнике, а при уменьшении количества улавливаемого аммиака - к снижению уровня. Таким образом, значительные и длительные возмущения по нагрузке могут привести к переполнению или опорожнению питающего сборника. В таких случаях необходимо на время отключить автоматическую систему управления, что соответствует снижению надежности автоматического управления, и переходить на ручное управление процессом, в результате чего снижается точность управления и,как следствие, ухудшаются технико-экономические показатели производства. Для оптимального управления процессом необходимо изменять основные материальные и энергетические потоки таким образом, чтобы получать гото-. вый продукт требуемого качества с минимальными энергозатратами в количестве, соответствующем уровню исходного раствора в питающем сборнике.Целью изобретения является снижение энергозатрат на упаривание раствора.Поставленная цель достигается тем, что расходы исходного раствора, воды на промывку кристаллического сульфата отфугованного раствора изменяют в зависимости от кислотности исходного раствора, температуры кипящей пульпы и заданной производительности по готовому продукту, которую устанавливают в зависимости от уровня исходного раствора в питающем сборнике, а соотношение расход раствора - расход пульпы стабилизируют изменением расхода пульпы, Разработанный способ основан на использовании зависимостей:СИсх= 15040+5920 В+132,5 скч -Ь 8305 исх(2)О ф= 9341+7, 728 В+206 скц,+33625 исх где С- расход исходного раствораиэ питающего сборника,кг/ч;О - расход воды на промывку соЬли, кг/ч 0 - расход отфугованного растОтфвора, возвращаемого непосредственно в испарителькристаллизатор, кг/ч,В - задание на производительность по готовому продукту,кг/ч;с - температура кипения пульпы,кио5 д - кислотность исходного раствора, вес.Ъ.Эти уравнения позволяют при изменении кислотносги исходного раство.ра, температуры кипения пульпы и задания на производительность по готовому продукту. определять значения управляющих величин: расходов исходного раствора, воды на промывку и отфугованного раствора, возвращаемого непосредственно в испарителькристаллизатор, поддержание которых обеспечивает минимальный расход греющего пара на испаритель и получение сульфата аммония требуемого качества. Заданная производительность устанавливается по уровню исходного раствора в питающем сборнике, чемдостигается общий материальный баланс всей установки, т,е. соответствие между количествами вырабатываемого продукта и поступающего сырья. При этом стабилизируется уровень раствора в питающем сборнике и, как следствие, исключается необходимость отключения автоматической системы управления, т.е, повышается ее надежность. Увеличение продолжительности непрерывной работы автоматической системы управления и постоянное поддержание ею оптимального технологического режима при изменении производительности, кислотности исходного раствора и температуры кипящей пульпы обеспечивают снижение энергозатрат на упаривание раствора. Так как расход исходного раствора является одним иэ управляющих воздействий при оптимальном управлецУи производительностью, то стабилизация соотношения расходов раствора на испаритель-кристаллизатор и пульпы осуществляется изменением расхода пульпы.На чертеже представлена схема реализации способа.Способ осуществляется следующим образом.Исходный раствор из питающего сборника 1 подается в испаритель-кристаллизатор 2, в котором в условиях вакуума, создаваемого .при помощи поверхностного конденсатора 3 и парового эжектора 4, вырабатывается пульпа, поступающая затем в центрифугу 5 для промывки водой содержащихся в пульпе солей с последующим выделением отфугованного раствора, Электрическиесигналы с выходных преобразователей индукционных расходомеров 6 и 7, пропорциональные измеренным значенияммости от входных сигналов регулирующий блок 25 отрабатывает пропорцио-, нальный заданной производительности по готовому продукту пневматический сигнал, который поступает на вход вычислительного устройства 26. Тем" пература кипения пульпы в испаритвле-кристаллиэаторе непрерывно измеряется прибором 27, а кислотность исходного раствора - рН-метром, состоящим из первичного измерительного преобразователя 28 и вторичного прибора 29Пневматические сигналы с/выходных преобразователей приборов 27 и 29, соответствующие измеренным значениям температуры кипения пульпы и кислотности исходного раствора, также поступают на вход вычислительного устройства 26, в котором реализуются зависимости (1) в (3). Выход" ные сигналы с последнего подаются в камеры задания регуляторов 30-32 . расхода воды на промывку соли, расхода исходного раствора и расхода отфугованного раствора, возвращае- мого непосредственно в испарителькристаллизатор, где сравниваются с сигналами, поступающими в камеры переменной. В камеру переменной регулятора 30 подается пневматический сигнал с выходного преобразователя измерителя 33 расхода воды на промывку соли, соответствующий измеренному значению данной величины, которое регистрируется вторичным прибором 34. Электрические сигналы с выходных преобразователей индукционных расходомеров 35 и 36, пропорциональные измеренным значениям расходов исходного раствора и отфугованного раствора, возвращаемого непосредственно в испаритель-кристаллиэатор, поступают на электропневматические преобразователи .37 и. 38, в которых преобразуются в пропорциональные пневматические сигналы. Пневматические сигналы с преобразователей 37 и 38 подаются в камеры переменной регуляторов 31 и 32. В зависимости от сигналов рассогласования регуляторы 30, 31 и 32 вырабатывают командные сигналы, воздействующие на регулируюцие клапаны 39, 40 и 41, которые изменяют расходы воды на промывку соли исходного растВора и отфугованного раствора, возврацаемого непосредственно в испаритель-кристаллизатор, до тех пор, пока они не станут равными заданным значениям. Экономический эффект от внедренияспособа составляет 23700 рубв год. Способ автоматического регулирования работы испарителя-кристаллизатора путем стабилизации соотношения расход исходного раствора - расрасходов пульпы и раствора, поступают на электропневматические преобразователи 8 и 9, в которых преобразуются в пропорциональные пневматические сигналы. Пневматические сигналыс преобразователей 8 и 9 подаются вкамеры сравнения регулирующего блока10 соотношения. В зависимости от заданного. соотношения этих величин регулирующий блок 10 вырабатывает соот 1 ветствующий командный сигнал на регулирующий клапан 11. Под действиемэтого сигнала клапан перемещается,изменяя расход пульпы до тех пор,пока не установится заданное сост"ношение между расходами раствора ипульпы. Сигналы от расходомеров 12и 13 поступают для регистрации измеренных значений расходов выпареннойводы и греюцего пара на вторичныеприборы 14 и 15. Одновременно сигнал от расходомера 12 подается на Осуммирующий блок 16, в котором всоответствии с поступающим сигналомвырабатывается корректируюций импульс,подаваемый в камеру коррекции регулируюцего блока соотношения 17. В 25камеры переменных этого блока поступают сигналы с электропневмопреобразователя 9 и выходного преобразователя расходомера 13. В. зависимости от соотношения входных сигналов ЗОрегулирующий блок 17 вырабатывает командный сигнал на регулируюций клапан 18. Под действием этого сигналаклапан перемещается, изменяя рас.ход греющего пара в соответствии сколичеством выпаренной воды .в данныймомент. Пневматический сигнал с выходного преобразователя вакуумметра19, пропорциональный измеренномузначению вакуума в испарителе-кристаллизаторе, поступает для регистра Оции на вторичный прибор 20 и в камеру переменной регулирующего блока21. В камеру задания этого блока подается пневматический сигнал, соответствукщий заданному значению вакуума в аппарате, от эадатчика, находящегося во вторичном приборе 20.В зависимости от значений входныхсигналов регулирующий блок 21 отрабатывает командный сигнал на Регу Олирующий клапан 22, изменяется подача пара на эжектор, пока вакуум виспарителе-кристаллизаторе не установится в заданном значении. Пневматический сигнал. с выходного преобразователя уровнемера 23, пропорциональный измеренному значению уровняисходного раствора в питающем сборнике, поступает для регистрации навторичный прибор 24 и в камеру переменной регулирующего блока 25 В ЬОформула изобретениякамеру задания этого блока, подаетсяпневматический сигнал, соответствующий заданному значению уровня всборнике, от задатчика, находящегося во вторичном приборе 24. В зависи835459 Составитель Т.чулковаРедактор Л.Курасова Техред М. Голинка ектор С. Шекма аз .2800/1, Тираж 70 б ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, 2-35, Рсвое комитета СССРи открытийушская наб , д.4/5 П "Патен.ужгород, ул,Проектная, 4 илиал ход пульпы, вакуума изменением подачи пара на эжектор, регулированиясоотношения расход. раствора - расходгреющего пара в зависимости от количества выпаренной воды, регулированиярасхода воды на прошивку кристаллического, сульфата аммония и расходаотфугованного раствора, возвращаемого непосредственно в испаритель-.кристаллизатор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения энергозатрат на упаривание раствора за счетповышения надежности управления, расходы исходного раствора, воды напромывку кристаллического сульфатаи отфугованного раствора изменяют в зависимости от кислотности исходного раствора, температуры кипения пульпы и заданной производительности поготовому продукту, которую устанавливают в зависимости от уровня исходного раствора в питающем сборнике,а соотношение расход раствора - расход пульпы .стабилизируют изменениемрасхода пульпы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 428758, кл. В 01 О 9/02, 1974.2. Авторское свидетельство СССР9 532383, кл. В 013 9/02, 1976 (прототип),