Способ автоматического управления процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса Советский патент 1985 года по МПК C05B7/00 G05D27/00 

(Л

с

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВ, ЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ I i ФОРНОЙ КИСЛОТЫ АММИАКОМ В ПРОИЗВОДСТВЕ А№ЮФОСА путем регулирования рН пульпы изменением подачи аммиака в аммонизатор-испаритель и регулирования влажности пульпы, отличающийся тем, что, с целью З еньшения топливно-энергетических затрат, влажность пульпы регулируют изменением подачи в аммонизатор-испаритель фосфорных кислот различной концентрации при постоян- . стве общего расхода фосфорной кислоты.

а СП сь Изобретение относится к области автоматизации управления химическими производствами, а именно к автоматизации технологического процесса получения аммофоса, и может быть использовано в химической промышленности, в частности в производстве минеральных удобрений. Известен способ .автоматического управления процессом получения аммо фоса, который заключается в изменении соотношения расходов аммиака и фосфорной кислоты, подаваемых на нейтрализацию, в частности от велич ны рН получаемой пульпы с учетом ее влажности и электропроводности l . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является .способ автоматического управления процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса путем регулирования рН пульпы изменением-подачи аммиака в аммонизатор-испаритель и регулирова ния влажности пульпы 21 . Однако осуществление известных способов сопряжено с высокими энергетическими затратами. Недостатком этих способов является и слабая чувствительность управляемого параметра (температуры пульпы) к управляющему .воздействию (изменению подачи греющего пара) ввиду большой инерционности канала регулирования которая определяется предельной величиной теплового потока через теплообменник от греющего пара к пу пе. Кроме этого, мощность такого уп равляющего Воздействия существенно зависит от величины накипи на стенках теплообменника, что приводит к нестационарности характеристик об.ъе та во времени, а значит, снижает и качество управления. В производст ве аммофоса номинальная влажность пульпы равна 26% (при молярном отно шении пульпы 1,05). При меньшей вла ности пульпа теряет способность к транспортировке в скоростном аммони заторе-испарителе (САИ), емкостях и трубопроводах из-за высокой вязкости и кристаллизации фосфатов вплоть до полного затвердения и ост новки производства. С другой стороны, при увеличении влажности пульпы значительно растут удельные расходы условного топлива (природного 702 газа) на испарение воДь в сушильногрануляционном барабане (СГБ). Поэтому наиболее экономично поддерживать влажность пульпы в узких пределах вблизи наиболее низкого значения, при котором сохраняется текучесть пульпы. Известные способы регулирования не обеспечивают возможности соблюдения этого экономического режима. Колебания значения влажности пульпы в САИ происходит в пределах 26-35% при среднем значении влажности, равном. 30,5%. Эти результаты показывают, что операторы существующей системы управления вынуждены поддерживать повышенное значение влажности с тем, чтобы не допустить выхода влажности за нижнюю границу (26%) из-за недостаточной точности регулирования процесса нейтрализации . Целью изобретения является уменьшение топливно-энергетических затрат. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком в производстве аммофоса путем регулирования рН пульпы изменением подачи аммиака в аммонизатор-испаритель и регулирования влажности пульпы, влажность пульпы регулируют изменением подачи в аммонизатор-испаритель фосфорных кислот различной концентрации при постоянстве общего расхода фосфорной кислоты. На чертеже представлена схема реализации данного способа. Процесс нейтрализации фосфорных кислот аммиаком проходит в скоростном аммонизаторе-испарителе 1 (САИ) В реакционную зону 2 САИ через патрубки 3 и 4 подают фосфорные кислоты разной концентрации, а через сопло 5 - аммиак. Аммофосная пульпа стекает из САИ через отверстие 6 в пульпопровод. В соответствии С современной бессточной технологией производства аммофоса в САИ через патрубок 7 подают также абсорбционные стоки. Показатель степени нейтрализации пульпы (например, рН) измеряется датчиком 8 и регулируется регулятором 9 путем воздействия на клапан 10 подачи аммиака в САИ. Влажность пульпы измеряется датчиком 11 и регулируется управляющим устройством 12, которое изм няет с помощью клапанов 13 и 14 потоки фосфорных кислот различной концентрации (32% и 52% ,) в СА Объемные расходы кислот измеряются датчиками 15 и 16. На регулятор 9 и устройство 12 поступает также сигнал от задатчика 17 о номинальном суммарном массовом расходе Р 0 в потоках фосфорных кислот, необхо димом для определения требуемых .объемных расходов аммиака и фосфорных кислот. Способ осуществляется следующим образом. Задается производительность САИ суммарному расходу оксида фосфора потоках фосфорных кислот, При увеличении (уменьшении)- влажности пульпы относитель но регламентного значения управляю щее устройство 12 по сигналу датчика 11 уменьшает .(увеличивает) суммарный массовый расход воды в составе фосфорных кислот, уменьшая (увеличивая) суммарный массовый расход тц J этих кислот. Для этого на клапаны 13 и 14 подаются объемные расходы Q. форму лам: ki rrin-tOOmocp p,(l,-k,) jOOmojp-k, m ).г % плотностии концентрации Рв фосфатных кисло тах, причем k, « k Эти формулы - следствие законов сохранения массового расхода фосфорньк кислот и..массового расхода в них: ),p, + d2p) (,piki/iootd pjkJ(00 Используя экспериментально полученную зависимость плотности фосфор ной кислоты /3 от концентрации в ней 704 р,, 1,03/(1-0,724|с,,2/100), получим, напрймер, для k, 32% и 52%: PI 1,342 т/мз, 2 т/м. Таким образом, с5,(1,94 тк- 3,) 3,73mo(52/ke-1) 2 (3,025то - ) 3,025та,р (l-32/kc). мз/ч где с () -lOOttj - средняя. концентрация Так как количество тепла, вЪще-. ляемое в единицу времени в САИ за . счет реакции нейтрализации, остается прежним (сохраняется массовый расход ), то влажность пульпы уменьшается (увеличивается), возвращаясь к регламентному значению. По этой схеме управления работа контура регулирования влажности пульпы не вносит возмущения в контур регулирования степени нейтрализации пульпы. Так как массовый расход Р 0 остается неизменным, то поток аммиака также не требует изменения и степень нейтрализации пульпы сохраняется прежней. Иногда на практике при управлении САИ польз тся возможностью регулирования влажности пульпы изменением расхода в САИ абсорбционных стоков. Однако в связи с введением на предприятиях прогрессивной бессточной технологии и производства аммофоса, эта возможность исключается, так как по этой технологии абсорбционные стоки должны перерабатываться полностью. Для таких производств данный способ управления представляет особый интерес, так как он не накладывает никаких ограничений на расход и концентрацию стоков. Колебания влажности пульпы сказываются на производственно-экономических характеристиках производства. От влажности пульпы зависит общая производительность, и ритмичность работы СГБ, длительность его непрерывной работы между остановами для очистки лопастей, а.также периодичность продувки паром форсунок, подающих пульпу в СРВ, при их 5 залипании. Влажность пульпы определяет в производстве аммофоса такж затраты электроэнергии на перекачку пульпы и расход природного газа на получение горячих топочных газов для сушки пульпы в СГБ.

Пары на абсорбцию 11656706 Использование предлагаемого спое соба позволяет стабилизировать влажность пульпы с абсолютной погрет ностью не более 1,5% и достигнуть относительной экономии условного топлива на 13,2%.

А ммофоснал

S пульпа

И

J

;7 Стоки абсорбционные

Фосфорнал

14 кислота

Ж 5 %РгОу

jf €.