Система автоматического управления процессом промывки сокового пара в производстве аммиачной силитры

Система автоматического управления процессом промывки сокового пара в производстве аммиачной силитры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскнх

Соцналнстнческнх

Республнк (11) 704898 (61) Дополнительное к авт. гвнд-ву— (22) Заявлено 29.12.77 (21) 2561119/23-26 с присоединением заявки М (23 ) П р нор нтет (5()М. Кл.

С 01 С 1/18

Q 05 0 27/00

3Ъеударствиииьи1 комитет

СССР иа аелаи изобретеиий и етирытий

ОпУбликовано 25,12.79, Бюллетень Ж. 47 (53) 3|ДК

66-01252 (088.8) Дата опубликования описания 28 12 79

1ю

В, И. Костюк, В. В. Ажогин, В. Д. Романенко, А. П. Мовчан,-., В, Ф. Мысак, Г. В. Болтянский и Н. В. Журба,« .д "

b к t,lN

Киевский ордена Ленина политехническип институт им. 50-летия ..«,»;;, Великой Октябрьской социалистической революции (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОМЫВКИ

СОКОВОГО ПАРА В ПРОИЗВОДСТВЕ АММИАЧНОЙ

СЕЛИТРЫ

Изобретение относится к устройствам для, автоматического управления химическими про цессами и может быть использовано в азотной промышленности при автоматизации процесса промывки сокового пара в производстве аммиачной селитры.

Известен способ автоматического управления процессом нейтрализации в производстве аммиачной селитры, реализуемый устройством, состоящим из датчиков и регуляторов расхода аммиака и азотной кислоты в аппарат нейт рализации, датчика рН раствора аммиачной селитры, датчика седержания связанного азота в соковом паре и блока формирования заданий (1).

Такой способ не может быть применен для автоматического регулирования процесса промывки сокового пара.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемой системе способ управления процессом промывки сокового пара в производстве аммиачной селитры, реализуемый системой автоматического управления, содержаmeA датчик перепада температуры воды на входе и выходе внутреннего теплообменника

:.лромывателя, подключенный к первому входу регулятора расхода воды во внутренний теплообменник промывателя, выход которого соединен с клапаном подачи воды (2). с

Однако при реализации этого способа не обеспечивается оптимальность управления процессом промывки ввиду отсутствия коррекции разности температуры воды на входе и выходе внутреннего теплоодменника промывателя при изменении производственных условий, что приводит к снижению степени очистки сокового пара и повышению степени разбавления щелоков.

Цель изобретения — оптимизация процесса за счет повышения степени очистки сокового пара и уменьшения степени разбавления щелоков.

Это достигается тем, что предлагаемая си2Е стема дополнительно содержит датчики расхода сокового пара и конденсата сокового пара после промыватсля, измерители связанного азота в соковом паре и в конденсате сокового пара после промывателя, блок коррекции и -экс ре104898 мальный регулятор, причем выходы датчиков расхода сокового пара и конденсата сокового пара, измерителей связанного азота в соковом паре н в конденсате сокового пара подключены ко входам блока коррекции, выход которого через экстремальный регулятор соединен со вторым входом регулятора расхода воды.

На фиг. 1 изображена функциональная -схема системы регулирования; на фиг. 2 — блок коррекции системы регулирования, структурная схема.

Производство аммиачной селитры включает аппарат 1 нейтрализации, промыватель 2, внутренний теплообменник 3, донейтрализатор 4 и.отделение 5 вьшарки.

Система управления состоит из блока 6 коррекции, датчика 7 расхода сокового пара, датчика 8 расхода конденсата сокового пара, измерителя 9 связанного азота в соковом паре, измерителя 10 связанного азота в конденсате соковбго пара, экстремального регулятора 11, регулятора 12 расхода воды, датчика 13 перепара температуры воды на входе и выходе внутреннего теплообменника 3 промывателя 2 и клапана 14 подачи воды.

Блок 6 коррекции содержит первый, второй и третий блоки 15, 16 и 17 умножения на постоянный -коэффициент, первый блок 18 суммирования, первыи блок 19 умножения, второй блок 20 суммирования, третий блок

21 суммирования, блок 22 вычитания, второй блок 23 умножения и четвертый блок 24 умножения на постоянный коэффициент.

Устройство работает следующим образом.

Соковыи пар, содержащий потери в виде

35 аммиака, аммиачной селитры и азотной кислоты, из аппарата 1 нейтрализации проходит

-через промыватель 2, кондейсируется на наружной-йоверхности внутреннего теплообменника

3 и стекает на тарелки промывателя, образуя слой жидкости, через который барботирует вновь поступающий соковый пар; Это приводит к обогащению конденсата сокового пара отмываемыми компонентами и уменьшению потерь

45 сырья с выхлопом, Излишки конденсата сокового пара из промывателя по тупают в донейтрализатор 4. Рз-за низкой концентрации конден сата сокового пара в донейтрализаторе 4 происходит разбавление щелоков, поступающих

50 из нейтрализатора 1. Это приводит к увеличению затрат на их упаривание в отделении 5 . выпарки, Увеличение расхода охлаждающей воды в теплообменнике 3 приводит к интенсифика55 ции процессов конденсации сокового пара и

"абсорбции из него улавливаемых компонентов, в результате чего уменьшаются потери сырья с соковым паром Z, Одновременно возрастает разбавление щелоков, что в свою очередь увеличивает дополнительные затраты на их упаривание Zq. Очевидно, что для конкретной производственной ситуации найдется значение выходной температуры охлаждающей воды, при котором суммарные затраты, возникакнцие за счет потерь сырья с соковым паром и разбавления щелоков, минимальны, Определение и поддержание оптимальной величины выходной температуры— задача системы оптимального управления процессом промывки.

Составляющие Zq u Zq можно записать в виде уравнений:

Z, = (Цс Сс + Ца Са + Цк Ск) г3сл, (1) где:

Сс, Са, Ск -- концентрация (соответственно) селитры, аммиака и кислоты в соковом паре после промывателя;

Gcn — расход сокового пара после промывателя;

Цс, Ца, Цк — цена селитры, аммиака и кислоты.

В свою очередь

Z = (100 — (Сс + Са + Ск)) Оксп Цв, (2) где: (Сс, Са, Ск — концентрация соответственно селитры, аммиака и кислоты в конденсате сокового пара;

6кси — расход конденсата сокового пара;

Цв — стоимость выпаривания единицы объема (массы) воды; (100 — (Сс + Са + Ск)) 6ксп — объемный (массовый расход воды, содержащийся s кон-. денсате сокового пара.

От измерителя 9 связанного азота в соковом парс сигналы, пропорциональные концентра ции селитры, аммиака и кислоты, поступают соответственно в блоки 15, 16, 17 умножения на постоянные стоимостные коэффициенты. Выходные сигналы блоков 15, 16, 17, характеризующие удельную стоимость потерь компонентов в единице объема сокового пара, суммируются в блоке 18. Выходной сигнал блока

18 перемножается в блоке 19 с сигналом, пропорциональным расходу сокового пара. Выходной сигнал блока 19, пропорциональный стоимости "йотерь сырья с соковым паром Z<, заведен в плюсовую ка.<еру сумматора 20.

В другую плюсовую камеру сумматора 20 заведен сигнал, пропорциональный дополнигель. ным затратам на упаривание щелоков, который вычисляется в блоках 21 — 24. С этой целью в сумматор 21 заведены сигналы оТ измерителя 10 связанного азота в конденсате соко04898

5 - 7 вого пара. Выходной сигнал блока 21, пропорциональный величине суммарной концентl 1

:рапии компонентов (Сс + Са + Ск), заведен на вход блока 22. В блоке 22 вычисляется концентрация воды, содержащейся в конденсате сокового пара, т.е. реализуется операция

100 — (Сс + Са + Ск) для случая, если концентрация выражена в процентах. Лалее в блоке 23 определяется объемный (массовый) расход воды, содержащейся в конденсате сокового пара, для чего выходной сигнал блока 22 перемножается с сигналом, пропорциональным расходу конденсата сокового пара, В блоке

24 выходной сигнал блока 23 умножается на стоимостный коэффициент, характеризующий стоимость упарнвания ед ппгцы объема (массы) воды. Таким образом, вьгходной сигнал . блока 20 является пропорциональным сумме

Zr + Z,. Выход блока 6 соединен со входом экстремального регулятора 11, выход которого подключен к камере задания регулятора 12 разности температуры воды внутреннего теплообменника 3 промывателя 2.

Экстремальный регулятор 11, воздействуя на задание регулятора 12 разности температуры, осуществляет поиск оптимального значения температуры охлаждающей воды, при котором достигается минимум суммарных затрат -r + 2 2

Использование предлагаемой системы управления позволяет оптимизировать процесс промывки сокового пара в производстве аммиачной селитры и поддерживать суммарные затраты, возникающие за счет разбавления щелоков перед отделением выпарки и потерь связанно-, го азота после отделения промывки, на мини. мально возможном уровне для каждой производствегпгой ситуации. ормула изобретения

Система автоматического управления процессом промывки сокового пара в проиэвопстве аммиачной селитры, содержагпая датчик пере. нада температуры воды на входе и выходе внутрегпгего теплообменника промывагеля, r0 подключенный к первому входу регулятора расхода воды во внутренний теплообменник промывателя, выход которого соединен с кла . паном подачи воды отличающаяся тем ч го с целью оптимизации процесса за счеэ повышения 1 степени очистки сокового пара и уменьшения степени разбавления щелоков, она дополнительно содержит датчики расхода сокового пара и конденсата сокового пара после промывателя, измерители связанного азота в соковом паре и в конденсате сокового пара после промывателя, блок коррекции и экстремальный регулятор, причем выходы датчиков расхода сокового пара и конденсата сокового пара, измерителей связанного азота в соковом паре

25 и в конденсате сокового пара подключены ко входам блока коррекции, выход которого через экстремальный регулятор соединен со вторым входом регулятора расхода воды.

Источники информации, 30 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 451624, кл. С 01 С 1/18, 1972.

2. Технологический регламе п процесса про.,мывки сокового пара в производстве аммиачЗ5. ной селитры Череповецкого азотнотукового завода (прототип), ? ()4893

Тираж 591 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

Заказ 7951/24

Филиал ППП "Патент"„r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель, Г. Огаджанов

Редактор Ф. Серебрянский Техред Jl. алферова > . Корректор И. Михеева