Способ автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты

Способ автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты , может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить качество готовой кислоты за счет снижения содержания в ней твердых примесей. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования температуры в подогреватель изменением подачи пара в змеевик датчик (Д) 8 температуры, регулятор 11, регулирующий орган (РО) 19 с коррекцией по разности плотностей шлама и готовой кислоты (Д 3 и 4, Р 12, связанный с Р 11), контур расчета текущего содержания твердых в исходной кислоте в вычислительном устройстве 14 с учетом температуры и концентрации окиси фосфора в исходной кислоте , контур расчета заданного значения расхода шлама в зависимости от расхода и плотности исходной кислоты и плотности шлама в вычислительном устройстве 15. 1 ил. «Q (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

««, t

1

1 ч,1 «ф

1 1

g «««е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ асхад юислал7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3956096/31-26 (22) 23.09.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Уфимский нефтяной институт (72) А. Ф. Давыдов, А. И. Кобяков, Х. И. Ярмухаметов и В. P. Хоробров (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1036337, кл. В 01 D 1/30, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1201222, кл. С 01 В 17/74, 1984. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОТСТАИВАНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОй ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к способу автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты, может быть использовано в химичесÄÄSUÄÄ 1283223 дц 4 С 01 В 25/163, G 05 D 27/00 кой промышленности и позволяет повысить качество готовой кислоты за счет снижения содержания в ней твердых примесей. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования температуры в подогреватель изменением подачи пара в змеевик (дат чик (Д) 8 температуры, регулятор 11, регулирующий орган (PO) 19) с коррекцией по разности плотностей шлама и готовой кислоты (Д 3 и 4, P 12, связанный с P 11), контур расчета текущего содержания твердых в исходной кислоте в вычислительном устройстве 14 с учетом температуры и концентрации окиси фосфора в исходной кислоте, контур расчета заданного значения расхода шлама в зависимости от расхода и плотности исходной кислоты и плотности шлама в вычислительном устройстве 15.

1 ил.

1283223

1

Изобретение относится к автоматизации процессом получения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) на стадии ее упаривания и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности при автоматизации отстойников с рециклом твердой фазы.

Очистку ЭФК от твердых примесей (шлама) осуществляют в отстойнике постоянного уровня с рециркуляцией шлама.

На процесс действуют возмущения, дестабилизирующие режим отстаивания, что отрицательно отражается на качестве готовой кислоты по содержанию в ней твердых примесей. Основные возмущения поступают с потоками исходной кислоты (колебания, расхода, концентрации и содержания твердых примесей) и рециркулирующего шлама (колебания расхода и плотности, зависящей от содержания твердых), а также возникают из-за нестационарности тепловых и концентрационных режимов аппарата.

Целью изобретения является повышение качества готовой кислоты за счет снижения в ней твердых примесей.

На чертеже приведена система автоматического регулирования для реализации данного способа регулирования.

Система включает отстойник и подогреватель, датчики 1 и 2 датчики 3, 4 и 5 плотности, датчик 6 концентрации, датчики

7 и -8 температуры, регуляторы 9 — 13, вычислительные устройства 14 и 15, сумматор

16, регулирующие органы 17, 18 и 19.

Способ осуществляют следующим образом.

Стабилизируют расход исходной кислоты в отстойник. Для этого датчиком 1 измеряют расход исходной кислоты и сигнал G> направляют на вход регулятора 9, куда также подают задание Gap. Сигналы Gn и Gn,y сравнивают и по величине рассогласования формируют, например, по ПИ-закону сигнал У,, который подают на регулирующий орган 17, установленный на линии подачи исходной кислоты в отстойник, и тем самым стабилизируют ее подачу.

Для стабилизации количества поступающих с потоками исходной кислоты и шлама твердых примесей подачу циркулирующего через отстойник шлама осуществляют в зависимости от расхода и плотности исходной кислоты и плотности шлама. С этой целью измеряют датчиком 2 расход шлама и отстойник и сигнал G направляют на вход регулятора 10. На второй вход регулятора в качестве задания направляют сигнал G, от вычислительного устройства 15. В регуляторе 10 сигналы G и G®p сравнивают и формируют, например, по ПИ-закону сигнал У, который направляют на регулирующий орган 18, установленный на линии шлама, и регулируют, тем самым подачу

2 циркуляционного шлама в отстойник. Заданное значение расхода шлама формируют в зависимости от расхода и плотности исходной кислоты и плотности шлама в вычислительном устройстве 15 по формуле бед = (О - К ров.щ и.)/рщ, полученной из условия постоянства количества Q твердых примесей, поступающих в отстойник с потоками исходной кислоты и шлама (Q — расчетная величина, соответствующая номинальному режиму работы отстойника). Для этого сигнал от датчика 1 расхода исходной кислоты бл, сигнал от вычислительного устройства 14 содержания твердых в исходной кислоте Утв.п и сигнал от датчика 4 плотности шлама р направляют на вычислительное устройство 15 и формируют по формуле (1) сигнал G p, который используют далее в качестве задания регулятору 10.

Текущее значение содержания твердых

Р, и в исходной кислоте рассчитывают в вычислительном устройстве 14 с учетом температуры Ти и концентрации P Î Сп в исходной кислоте. Сигналы температуры

Тп, концентрации С и и плотности р и исходной кислоты с выходов датчиков 7, 6 и 5 направляют на вычислительное устройство

14, формируют в нем сигнал р,п и подают его на вход вычислительного устройства 15, Значение сигнала p s, n рассчитывают по формуле Р =Р -К C + К T„ (2) где К, К вЂ” коэффициенты определяемые экспериментально.

Температуру суспензии в отстойнике поддерживают схемой стабилизации температуры в подогревателе. Для этого температуру в подогревателе измеряют датчиком 8 и сигнал Т с его выхода направляют на вход регулятора 11. На второй вход регулятора подают в качестве задания корректирующий сигнал Тз. В регуляторе по величине сравнения сигналов Т и Тз формируют, например, по ПИ-закону, сигнал направляют его на регулирующий орган 19, установленный на линии подачи пара и тем самым регулируют температуру в подогревателе а следовательно, и в отстойнике.

Задание Т» регулятору температуры формируют в регуляторе 12 по результатам сравнения текущего и заданного значений разности плотностей шлама и готовой кислоты, например, по ПИ-закону. С этой целью сигнал pm плотности шлама с выхода датчика 4 направляют на вход сумматора

16. На другой вход сумматора подают сигнал Рг плотности готовой кислоты с выхода датчика 3. В сумматоре 16 формируют сигнал разности плотностей hP =Pm- p и направляют его на вход регулятора 12.

1283223

Формула изобретения

Составитель Г. Огаджанов

Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Заказ 7362/20 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

На другой вход регулятора 12 в качестве задания подают сигналд1,формируемый регулятором 13. Сигнал р„плотности готовой кислоты с выхода датчика 3 направляют на вход регулятора 13. На второй вход регулятора подают сигнал рг з, заданного по регламенту значения плотности готовой кислоты. В регуляторе сигналы сравнивают и по величине рассогласования формируют, например, по ПИ-закону сигнал дрз.

Разность плотностей, во-первых, однозначно характеризует скорость осаждения твердых в отстойнике при постоянстве их поступления с потоками исходной кислоты и шлама, во-вторых, этот параметр является весьма чувствительным к изменению грануломентрического состава твердой фазы в отстойнике и, в-третьих, он (параметр) обладает свойствами инвариантности к концентрационному и температурному режимам в отстойнике. Использование такой дифференциальной переменной . позволяет более эффективно подавлять воздействия неконтролируемых возмущений (в частности, по изменению гранулометрического состава), управлять скоростью осаждения и повысить эффективность регулирующего воздействия.

Заданное значение Рз устанавливается в зависимости от плотности готовой кислоты при отклонении ее (плотности) от регламентного значения р„, . Объясняется это тем, что стабилизация разности плотностей (что эквивалентно стабилизации скорости осаждения) не обеспечивает стабилизацию регламентного содержания твердых в готовой кислоте. Действительно, при действии возмущений абсолютные значения плотностей могут изменяться при постоянной разности.

Данный способ автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты по сравнению с прототипом, за счет использования новых регулируемых переменных — температуры и концентрации исходной кислоты, расхода шлама в отстойник, разности плотностей шлама и готовой кислоты, и новых приемов регулирования — подача циркулирующего через отстойник шлама в количестве, обеспечивающем постоянство содержания твердых примесей, поступающих в отстойник, с потоками исходной кислоты и шлама, регулирования температуры в подогревателе по разности плотностей шлама и готовой кислоты и коррекции этой разности по плотности готовой кислоты, обеспечивает повышение качества готовой кислоты по содержанию в ней твердых примесей вследствие улучшения информативности и управляемости, достижения инвариантности к основным возмущениям на процесс и увеличение эффективности регулирующих воздействий.

Способ автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты путем регулирования температуры в подогревателе изменением подачи пара в змеевик подогревателя с коррекцией потплотности готовой кислоты, подачи циркулирующего через отстойник шлама и исходной кислоты в отстойник и измерения концентрации исходной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения качества готовой кислоты за счет снижения содержания в ней твердых примесей, дополнительно измеряют плотность и температуру исходной кислоты и плотность шлама, по измеренным значениям плотности, концентрации и температуре исходной кислоты рассчитывают содержание твердых частиц в исходной кислоте, определяют разность плотностей шлама и готовой кислоты и регулируют подачу циркулирующего через отстойник шлама в зависимости от измеренных значений расхода исходной кислоты и плотности шлама и рассчитанного содержания твердых частиц в исходной кислоте, а подачу пара в змеевик подогревателя корректируют в зависимости от разности плотностей шлама и готовой кислоты.