Способ регулирования процесса предварительной карбонизации аммонизированного рассола в производстве соды

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1734143,012-52 (088.8) Дата опубликования описания 18,05,80 В, А, Гереминович, В, А, Коцаренко и В. Н, Хряшев(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ КАРБОНИЗАЦИИ АММ ОНИЗИРОВАННСГО РАССОЛА В ПРОИЗВОДСТВЕ СОДЫ11Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов и может быть использовано в химической промышленности в производстве, кальци- нированной соды аммиачным методом.Известен способ автоматического регулирования процесса ттредЬарительной Варбонизации аммонизированного рассола в . производстве соды путем регулирования подачи уклекиспого газа и основного по 16 тока частично карбонизированного рассопа в промыватепь газа колонны в зависимости от объемного расхода 100%-ной углекислоты, поступаюшей на группу карбонизационных колонн, с коррекцией подачи15 основного потока частично карбонизованного рассола в промыватмь газа колонны по предельнокц значению уровня жидкости в сборнике 11Недостатком данного способа является то, что он не учитывает изменение температурного режима в колоннах, в то время как процесс карбонизации протекает с выделением тепла. Отсутствие контроля за температурным режимом в случае повышения температуры частично карбонизованного рассола приводит . неоправданному перерасходу углекислоты, подаваемой в копонну,и к уносу аммиака, ав случае понижения температуры снижается степень карбонизации рассола. Известен также способ автоматического регулирования процесса предварительной карбонизации аммонизированного рассола в производстве соды путем изменения подачи углекислого газа в колонну предварительной карбонизации и промыватепь газа колонн в зависимости от величины рН частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа копонн, регулирования подачи охлаждаюшей воды и исходного аммонизированного рассола в колонну предварительной карбонизации и контроля температуры частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа колонн и изменения подачи малого потока частично кар734143 5 10 Я лятор 24 и регулирующий орган 25. 3бонизированного рассола в промывательЖгаза колонн в зависимости от темпера 1 туры рассола иэ промывателя 21Недостаток данного способа заключается в том, что при воздействии на малый поток частично карбонизованного рассопа стабилизируют,.температуру рассола только в потоке, выходящем иэ прс мывателя газа колонн, что позволяет использовать лишь косвенный параметр регулирования -рН прокарбонизованного рассола для стабилизации концентрации углекислого газа в частично карбонизованном рассоле, но при этом не обеспечивается стабилизация температурного режима процесса предкарбониэации в промывателе газа колонн и вообще отсутствуют какие- либо регулирующие воздействия, направаенные на стабилизацию температурного режима процесса предкарбонизации в самой колонне предкарбонизации.В связи с этим в данном способе неизбежен повышенный унос аммиака (до 15%) и углекислоты, не вступившей в реакцию,Целью изобретения является снижение уноса аммиака и повышение степени использования углекислоты. Поставленная цепь достигается тем, что подачу охлаждающей воды регулируют в зависимости от разности температур частично карбонизированного рассола на выходе колонны предварительной карбонизации и исходного аммонизированного рассола с коррекцией по величине рН частично карбонизированного рассола на выходе промыватепя газа колонн, а подачу углекислого газа в промыватель газа колонн регулируют в зависимости от концентрации углекислоты в отходящем газе, причем подачу углекислого газа скачкообразно изменяют при достижении значения температуры частично карбонизированного рассола на выходе промыватепя газа колонн своего предельного значения.На чертеже представлена схема реализации способа.Исходный аммониэированный рассол поступает в верхнюю часть колонны 1 предварительной карбонизации (КЛПК) . Проходя КЛПК, аммонизированный рас;сол поглощает углекислоту из газа, подаваемого в нижнюю часть КЛПК, за счет чего происходит частичное насыщение аммонизированного рассола углекислотой. 15 20 25 30 35 45 4В КЛПК происходит одновременно два процесса: отмывка отложений бикарбоната натрия, и насыщение аммонизированного рассола углекислотой, сопровождающееся с выделением тепла,Для охлаждения рассола в нижнюю часть КЛПК подают охлаждающую воду. Частично карбонизоваьный рассол, вышедший чэ КЛПК, поступает в верхнюю часть промывателя 2 газа колонн (ПГКЛ) в нижнюю часть которого поступает углекислый гаэ (в том числе из осадительных карбониэационных колонн). В КЛПК происходит донасышение частично карбонизованного аммонизированного рассола углекислотой перед подачей его в осадительные карбонизационные колонны, Система регулирования расхода частично карбониэованного рассола в ПГЛК, включает датчик 3 уровня в сборнике ПГКЛ, регулятор 4, датчик 5 расхода и регулирующий орган 6. Система регулирования подачи углекислого газа в ПГКЛ включает датчик 7 расхода, регулятор 8 и регулирующий орган 9. В эту же систему входит датчик 10 рН частично карбониэованного рассола, преобразователь 1 1, датчик 12 температуры частично карбонизованного рассола на выходе ПГКЛ, датчик 13 концентрации углекислоты в отходящих из ПГКЛ газах, логическое устройство 14 и блок 15 согласования сигналов.Система регулирования подачи углекислого газа В КЛПК включает датчик 16 расхода, регулятор 17 и регулирующий орган 18. Заданием регулятору 17 может быть либо выходной сигнал преобразователя 11 рН-метра 10, установленного на выходе из ПГКЛ, либо сигнал аналогичного преобразователя 19 рН- метра 20 (на чертеже показан пунктиром), установленного на выходе частично карбонизованного рассола из КЛПК,Система регулирования подачи охлаждающей воды в КЛПК ьключает датчик 21 температуры исходного аммонизированного рассола, датчик 22 температуры частично карбонизованного рассола, выходящего из КЛПК, сумматор 23, регуСпособ осуществляют следующим образом.Изменение подачи углекислого газа в промыватвль газа колонн (ПГКЛ) прива дет к отклонению рН частично карбонизованного рассола (увеличению или умень- шению) от заданного значения. Это отклонение воспринимает датчик 10. В за50 40 5 ,73висимости от изменения величины рН частично карбонизованного рассола с помощью преобразователя 1 1 и блока ф 15изменяют задание регулятору 8, изменяющему положение регулирующего органа 9, и тем самым изменяют подачууглекислого газа в промыватедь газаколонн (ПГКЛ), восстанавливая заданное значение рН частично карбонизованного рассола на выходе из ПГКЛ.Концентрацию углекислоты в отходящемиэ ПГКЛ газе воспримают датчик 13, атемпературу частично карбонизованногорассола на выходе из ПГКЛ измеряютдатчиком 12 и их сигналы сравнивают влогическом устройстве 14 с заданием.При отклонении концентрации углекислоты в отходящем газе с помощью логического устройства 14 и блока 15 корректируют задание регулятору 8 и соотВетственно подачу углекислого газа вПГКЛ.Так как содержание углекислоты в отходящем газе характеризует процесс поглощения газа жидкостью и степень насыщения последней свидетельствует о завышенном иди заниженном количестве газа, подаваемого в ПГКЛ, то изменениеподачи углекислоты в зависимости от содержания углекислоты в отходящем газепозволит обеспечить подачу необходимогоколичества газа для достижения заданной степени насыщения,Процесс поглощения аммонизированным рассолом углекислоты сопровождается вьшелением тепла и приводит при досгтаточно высокой подаче газа к увеличению температуры частично карбонизованного рассола, что ухудшает процесснасыщения аммонизированного рассола исопровождается увеличением уноса аммиака. Во избежание этого в описывае-.мом способе при,температуре рассола,выходящего из ПГКЛ, равной иди превышающей заданную с помощью логическогоустройства 14 и согласующего блока 15дополнительно скачком изменяют заданиерегулятору 8 и соответственно подачууглекислого газа в ПГКЛ.Дополнительное воздействие на расходуглекислоты при достижении температурой частично карбонизованного рассолазаданного значения предотвратит .чрезмерный разогрев частично карбонизованного рассола и тем самым позволит предотвратить унос аммиака,Подачу углекислого газа в КЛПК также изменяют в зависимости от величины,4143 6рН частично карбонизованного рассолалибо выходящего из ПГКЛ, либо выходящего из КЛПК с помощью регулятора17 и регулирующего органа 18, для того чтобы поддерживать требуемое значение рН рассола,Одновременно при изменении величины рН соответственно изменяют расходохлаждающей воды в КЛПК с помощью ре 10 гудятора:4 и регулирующего органа 25.Разогрев газо-жидкостной среды, который имеет место в КЛПК, приводитк изменению степени насыщения частичнокарбонизованного рассола (практикой ус тановлено, что наиболее эффективно процесс отмывки, бикарбоната натрия протекает при степени насыщения частично карбонизованного рассола 55 -60 и соответственно к ухудшению процесса отмыв ки бикврбоната натрия и увеличению количества вьшуваемого аммиака, Во избежание этого в описываемом способе подачу охлаждающей воды в КЛПК коррек-тируют йо разности температур исходногоаммонизированного рассола н рассола навыходе из КЛПК, и определяют эту разность с помощью еумматора 23 и датчиков температуры 21 и 22. Подача охлаждающей воды в КЛПКпо величине рН частично карбониэованиого рассола, позволяет стабилизировать температурный режим в КЛПК и соответсз венно снизить количество выдуваемого З 5 аммиака и более эффективно вести процессотмывки бикарбопата натрия. П р и м е р. Заданный режим процес-.са предварительной карбонизациихаракте О ризуется следующими параметрами.Расход углекислогогаза вКЛПК нмФт 4000РН частично карбонизованного рассола 9,3Концентрация углекислоты в газе, выходящемиз ПГКЛ, % 3Температура частично карбонизованного рассола, выходящего из ПГКЛ, С 40о фТемпература частично карбонизованного рассола, вьюходящего из КЛПК, СТемпература исходного аммонизированного рассола,С 36Концентрация угдекисдотыв отходящем газе, % 104143 7312 7Унос аммиака, е более,%Степень нясышеия частично карбонизованного рассола на выходе из ПГКЛ,Ъ СО 70-72При уменьшении расхода углекислогогаза, например, до 3000 нм /грН чвс 3тично карбониэованного рассола увеличится до 98 и сигнал от датчика рН 10через преобразователь и блоки 11, 15,,регулятор 8 и регулирующий орган 9 увличит количество подаваемого углекислого газа в ПГКЛ до 4000 нм /г. Зтоприведет к снижению рН до требуемогозначения 9,3, что соответствует степени насьпцения частично карбонизованногорассола 70% СО . Аналогично при увеличении концентрации углекислоты в очходящем из ПГКЛ газе свыше 10% либо/при увеличении температуры частично карбонизированного рассола, выходящего изПГКЛ, до 45 С,с помощью преобразователя и блока 14, 15, регулятора 8 иисполнительного механизма 9 уменьшаютколичество подаваемого газа в ПГКЛ до2800 нм/ч, что приведет к снижениюконцентрации углекислого газа до 4% итемпературы частично карбонизированного рассола до 40 С.При увеличении рН частично карбонизированного рассола до 9,8 сигнал отдатчика 10 через преобразователь 1 1,регулятор 17 и регулирующий орган 18увеличит количество подаваемого углекислого газа в КЛПК до 4000 нм/ч.Одновременно через регулятор 24 и регулирующий орган 25 увеличит расходохлаждающей воды до 65 нм /ч, что снизит значение рН до 9,3 и предотвратитувеличение температуры частично карбониэированного рассола в КЛПК, При увеличении разности температур частичнокарбонизированного рассола и исходногоаммонизированного рассола до 8 С сигнал от датчиков 21,22 через сумматор23, регулятор 24 и регулирующий орган 25 уменьшит расход охлаждающейводы до 45 нм / ч и восстановит разоность температур 4 С,Технико-экономическая эффективностьданного способа заключается в том, что,корректируя подачу углекислоты в ПГКЛпо содержанию СО в от.ходящем газеи температуре выходящего рассола изПГКЛ и регулируя подачу охлаждающейводы в КЛПК по величине (рН и по раэ 8ости температур исходного аммонизированного рассола и рассола иа выходе иэ КЛПК,предотвращается разогрев жидкости ваппаратах и стабилизируется температурный режим процесса предкарбонизации и тем самым уменьшается вьщеление аммиака до 7% и повышается ст- пень насыщения частично карбонизированного рассола до 70-72%,о Формула изобретения Способ. регулирования процесса пред варительной карбонизации аммонизированного рассола в производстве соды путемизменения подачи углекислого газа в колонну предварительной карбонизации ипромыватель газа колонн в зависимости 20 от величины рН частично карбонизированного рассола на выходе промывателягаза колонн, регулирования подачи охлаждающей воды и исходного аммонизированного рассола в колонну предварительной карбонизации и контроля температуры частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа колонн, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения уноса аммиака иповышения степени использования углекислоты, подачу охлаждающей воды регулируют в зависимости от разности температур частично карбонизированного рассола на выходе колонны предварительной З 5 карбонизации и исходного аммонизированного рассола с коррекцией по величинерН частично карбониэированного рассола,на выходе промывателя газа колонн, аподачу углекислого газа в промывательгаза колонн регулируют в зависимостиот концентрации углекислоты в отходящемгазе, при этом подачу углекислого газаскачкообразно изменяют при достижениизначения температуры частично карбонизированного рассола на выходе промывателя газа колонн своего предельногозначения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка2171801/23-26,от 02, 09.75, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельстм. 2, Авторское свидетельсв ао СССР 55278653, С 01. Э 7/16 1972 (прототип) .734143 Иуо 1 ньй аинснцза- Чгтищпыо газ л якОоанныО рассОл оабнаевьнон нардеп Угпекиыиигл 8 леюслюы газРедакт О Тираж 565 По ЦНИИПИ Государственного коми.по делам изобретений и откр 13035, Москва, Ж, Раушск дписное ета СССР ггийая наб., д. 4 Заказ 1994 лиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Т. ОгаджановПотапова Техред М. Кузьма Корректор М. Пожо