Способ автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты Советский патент 1987 года по МПК C01B25/163 G05D27/00 

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 ре- циклом твердой фазы.

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

На процесс действуют возмущения, де- стабилизирующие 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 рециркулирую- щего шлама (колебания расхода и плотности, зависящей от содержания твердых), а также возникают из-за нестационарности тепловых и концентрационных режимов ап- парата.

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, вы- числительные 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 изме- ряют расход исходной кислоты и сигнал Gn направляют на вход регулятора 9, куда также подают задание Gn,3. Сигналы Gn и G«,j 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.

Для1стабилизации количества поступающих с потоками исходной кислоты и щлама 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 Gm направляют на вход регулятора 10. На второй вход регулятора в качестве задания направляют сигнал G ,ь от вычислительного устройства 15. В регуляторе 10 сигналы GW и Gm,5 сравнивают и формируют, например, по ПИ-закону сигнал Уг , который направляют на регулирующий орган 18, установленный на линии шлама, и регулируют, тем самым подачу

1283223

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

Gm,3 (Q- К piB.m

GrT)/Pm,

(1)

формуле

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 Ол, сигнал от вычислительного устройства 14 содержания твердых в исходной кислоте Рть.п и сигнал от датчика 4 плотности шлама р направляют на вычислительное устройство 15 и формируют по формуле (1) сигнал Gm,j, который используют далее в качестве задания регулятору 10.

Текущее значение содержания твердых Ртб-п, и в исходной кислоте рассчитывают в вычислительном устройстве 14 с учетом температуры Тп и концентрации Сд в исходной кислоте. Сигналы температуры Тп, концентрации С п и плотности п исходной кислоты с выходов датчиков 7, 6 и 5 направляют на вычислительное устройство 14, формируют в нем сигнал 5тв,пи подают его на вход вычислительного устройства 15, Значение сигнала ртв, п рассчитывают по

уле

Ртв,п рп-К/Си -f KiTrt,

(2)

где KI, Кг - коэффициенты определяемые

экспериментально.

Температуру суспензии в отстойнике поддерживают схемой стабилизации температуры в подогревателе. Для этого температуру в пoдoгpeвaтe ;e 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 У, направляют его на регулирующий орган 19, установленный на линии подачи пара и тем самым регулируют температуру в подогревателе а следовательно, и в отстойнике. Задание Tj 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 J)m 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 &р рт- Рг и направляют его на вход регулятора 12.

На другой вход регулятора 12 в качестве задания подают сигнал до,формируемый регулятором 13. Сигнал /)г плотности готовой кислоты с выхода датчика 3 направляют на вход регулятора 13. На второй вход регулятора подают сигнал Яоз , заданного по регламенту значения плотности готовой кислоты. В регуляторе сигналы сравнивают и по величине рассогласования формируют, например, по ПИ-закону сигнал др регулирования - подача циркулирующего через отстойник шлама в количестве, обеспечивающем постоянство содержания твердых примесей, поступающих в отстойник, с потоками исходной кислоты и щлама, регулирования температуры в подогревателе по разности плотностей шлама и готовой кислоты и коррекции этой равности по плотности готовой кислоты, обеспечивает повышение качества готовой кислоты по

Разность плотностей, во-первых, одно- 0 содержанию в ней твердых примесей вследзначно характеризует скорость осажденияствие улучшения информативности и управтвердых в отстойнике при постоянстве ихляемости, достижения инвариантности к

поступления с потоками исходной кислотыосновным возмущениям на процесс и увеи шлама, во-вторых, этот параметр явля-личение эффективности регулирующих возется весьма чувствительным к изменениюj действий. грануломентрического состава твердой фазы

в отстойнике и, в-третьих, он (параметр)Формула изобретения

обладает свойствами инвариантности к кон-

центрационному и температурному режи-Способ автоматического регулирования

мам в отстойнике. Использование такойпроцесса отстаивания экстракционной фосдифференциальной переменной .позволяет20 форной кислоты путем регулирования темболее эффективно подавлять воздействияпературы в подогревателе изменением поданеконтролируемых возмущений (в частности,чи пара в змеевик подогревателя с коррекпо изменению гранулометрического состава),цией потплотности готовой кислоты, подачи

управлять скоростью осаждения и повыситьциркулирующего через отстойник щлама

эффективность регулирующего воздействия.25 исходной кислоты в отстойник и измереЗаданное значение Рэ устанавливаетсяния концентрации исходной кислоты, ог- в зависимости от плотности готовой кислотыличающийся тем, что, с целью повышения при отклонении ее (плотности) от регла-качества готовой кислоты за счет снижения ментного значения рг,ь Объясняется этосодержания в ней твердых примесей, до- тем, что стабилизация разности плотностейполнительно измеряют плотность и темпе- (что эквивалентно стабилизации скорости30 ратуру исходной кислоты и плотность шла- осаждения) не обеспечивает стабилизациюма, по измеренным значениям плотности.

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

концентрации и температуре исходной кислоты рассчитывают содержание твердых частиц в исходной кислоте, определяют разность плотностей шлама и готовой ки- 35 слоты и регулируют подачу циркулирую- шего через отстойник шлама в зависимости от измеренных значений расхода исходной кислоты и плотности шлама и рассчитанного содержания твердых частиц в нерегулируемых переменных - температуры о годной кислоте, а подачу пара в змеевик и концентрации исходной кислоты, расхода подогревателя корректируют в зависимости шлама в отстойник, разности плотностей от разности плотностей шлама и готовой шлама и готовой кислоты, и новых приемов кислоты.

регулирования - подача циркулирующего через отстойник шлама в количестве, обеспечивающем постоянство содержания твердых примесей, поступающих в отстойник, с потоками исходной кислоты и щлама, регулирования температуры в подогревателе по разности плотностей шлама и готовой кислоты и коррекции этой равности по плотности готовой кислоты, обеспечивает повышение качества готовой кислоты по

концентрации и температуре исходной кислоты рассчитывают содержание твердых частиц в исходной кислоте, определяют разность плотностей шлама и готовой ки- слоты и регулируют подачу циркулирую- шего через отстойник шлама в зависимости от измеренных значений расхода исходной кислоты и плотности шлама и рассчи

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 Искадна J 7 нислота Цирну/ яцианная ЬО СХ) сх го го ОО рх § romodafj фДз .Y liи ел о т а