Способ автоматического регулированияработы испарителя- кристаллизатора

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советскид

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100779 (21) 2793894/23-26 (51) М. Кл.з

В 01 Ю 9/02

6 05 0 27/00 с присоединением заявки Йо

:, Государствеииый комитет

СССР

Ао делам изобретеиий и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 0706,81, Бюллетень 149 21 (53) УДК 66. 012-52 (088.8) Дата опубликования описания 070631

В.Е.Мартыненко, В.K.Òàðàñåíêo и А.С.Шаляхин !

Днепропетровский химико-технологический институт

1. имени Ф.Э.Дзержинского (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РАБОТЫ ИСПАРИТЕЛЯ-КРИСТАЛЛИЗАТОРЬ

Изобретение относится к способам автоматического регулирования работы испарителя-кристаллизатора бессатураторного производства сульфата аммония.

Известен способ автоматического регулирования работы испарителя-крис-. таллизатора бессатураторного производства сульфата аммония путем регулирования соотношения расходов исходного раствора и греющего пара .в зависимости от количества выпаренной воды, соотношения расходов пульпы и исходного раствора, изменением подачи последнего и стабилизацию вакуума в испарителе-кристаллизаторе 111.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает под- 20 держание в заданных пределах кислотности кристаллического сульфата ам-. мония (одного из основных показате- . лей качества готового продукта),не предусматривает управления количест- . 25 вом отфугованного раствора, возвра- щаемого непосредственно в испарителькристаллизатор, от которого зависят энергозатраты на упаривание раствора, и не позволяет управлять произ 30 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 аппарате, 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 предусматривает управления производительности агрегата по готовому продукту и обеспечивает минимальные энергоэатраты лишь для постоянных значений производительности, кислотиости исходного раствора и температуры

835459

f0 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:

Сйсх= 15040+5,920B+132 ° 5 скат„-48305исх

-0, 028.8йкчп+191 5 -кил 5 исх (2)

G ф= 9341+7, 728В+206 йкип+336255исх где Ggrx — расход исходного раствора иэ питающего сборника,кг/ч, G — расход воды на промывку соS ли, кг/чу

4D

G — расход отфугованного растОтф вора, возвращаемого непосредственно в испарителькристаллизатор, кг/ч,  — задание на производительность по готовому продукту, кг/ч;

t — температура кипения пульпы, O ° с

Sä — кислотность исходного раствора, вес.Ъ.

Эти уравнения позволяют при изменении кислотносги исходного раствора, 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 управлении 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. Электрические сигналы с выходных преобразователей индукционных расходомеров 6 и 7, пропорциональные измеренным значениям

835459 мости от входных сигналов регулирующий блок 25 отрабатывает пропорцио-, нальный заданной производительности по готовому продукту пневматический сигнал, который поступает на вход вычислительного устройства 26. Температура кипения пульпы в испаритвле-кристаллиэаторе непрерывно измеряется прибором 27, а кислотность исходного раствора - р -метром, состоящим из первичного измерительного преобразователя 28 и вторичного прибора 29 ° Пневматические 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) †(3). Выходные 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 растрора и отфугованного раствора, возврацаемого непосредственно в испаритель-кристаллизатор, до тех пор, пока они не станут равными заданным значениям.

Экономический эффект от внедрения способа составляет 2 3700 руб ° в 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 сигналы с преобразователей 8 и 9 подаются в камеры сравнения регулирующего блока

10 соотношения. В зависимости от заданного. соотношения этих величин регулирующий блок 10 вырабатывает соот1ветствующий командный сигнал на регулирующий клапан 11. Под действием этого сигнала клапан перемещается, изменяя расход пульпы до тех пор, пока Hp установится заданное соотношение между расходами раствора и пульпы. Сигналы от расходомеров 12 и 13 поступают для регистрации измеренных значений расходов выпаренной воды и греюцего пара на вторичные приборы 14 и 15. Одновременно сигнал от расходомера 12 подается на 0 суммирующий блок 16, в котором в соответствии с поступающим сигналом вырабатывается корректируюций импульс, подаваемый в камеру коррекции регулируюцего блока соотношения 17. В 25 камеры переменных этого блока поступают сигналы с электропневмопреобразователя 9 и выходного преобразователя расходомера 13. В. зависимости от соотношения входных сигналов ЗО регулирующий блок 17 вырабатывает командный сигнал на регулируюций клапан 18. Под действием этого. сигнала клапан перемещается, изменяя рас.ход греющего пара в соответствии с количеством выпаренной воды .в данный момент. Пневматический сигнал с выходного преобразователя вакуумметра

19, пропорциональный измеренному значению вакуума в испарителе-кристаллизаторе, поступает для регистра- 40 ции на вторичный прибор 20 и в камеру переменной регулирующего блока

21. В камеру задания этого блока подается пневматический сигнал, соответствукщий заданному значению ва- 45 куума в аппарате, от эадатчика, находящегося во вторичном приборе 20.

В зависимости от значений входных сигналов регулирующий блок 21 отрабатывает командный сигнал на регу- 5Q лирующий клапан 22, изменяется подача пара на эжектор, пока вакуум в испарителе-кристаллизаторе не установится в заданном значении. Пневматический сигнал- с выходного преобразователя уровнемера 23, пропорциональный измеренному значению уровня исходного раствора в питающем сборнике, поступает для регистрации на вторичный прибор 24 и в камеру переменной регулирующего блока 25. В ЬО формула изобретения камеру задания этого блока, подается пневматический сигнал, соответствукщий заданному значению уровня в сборнике, от задатчика, находящегося во вторичном приборе 24. В зависи- 65

835459

Составитель Т. Чулкова

Редактор Л.Курасова Техред M. Голинка Корректор С. Шекмар

Заказ 2800/1, Тираж 706 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 2-35, Раушская наб, д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ход пульпы, вакуума изменением подачи пара на эжектор, регулирования соотношения расход. раствора — расход греющего пара в зависимости от количества выпаренной воды, регулирования расхода воды на прошивку кристаллического, сульфата аммония и расхода отфугованного раствора, возвращаемого непосредственно в испаритель-.кристаллизатор, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на упаривание раствора за счет повышения надежности управления, расходы исходного раствора, воды на промывку кристаллического сульфата и отфугованного раствора изменяют в зависимости от кислотности исходного раствора, температуры кипения 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.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 428758, кл. В 01 D 9/02, 1974 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 532383, кл. В 01 3 9/02, 1976 (прототип) .