Способ автоматического регулирования процесса кальцинации бикарбоната натрия Советский патент 1988 года по МПК C01D7/18 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию процесса кальцинации бикарбоната натрия в ба.рабанных содовых печах и может быть использовано в химической про- мьшшенности при автоматизации содового производства.

Цель изобретения - повьшение качества готовой соды за счет стабилизации ее температуры.

На чертеже представлена схема автоматического управления, реализущая данный способ.

Схема управления содержит регулятор 1 расхода бикарбоната натрия, вычислительное устройство 2, корректирующий регулятор 3 температуры регуляторы 4 и 5 расхода топлива и воздуха.

Способ осуществляют следующим образом.

Ленточным автоматическим дозатором с помощью регулятора 1 расхода бикарбоната натрия сырой бикарбонат натрия подают в содовую печь, где при его прокаливании получают кальцинированную соду и отходящие газы кальцинации. Образующиеся при сгорании топлива в топке содовой печи дымовые газы отдают тепло барабану .содовой печи и, охлаждаясь, уходят в дымовую трубу.

Необходимую нагрузку содовой печи устанавливают задатчиком регулятора 4 расхода топлива в топку содовой печи. В зависимости от расхода топлива в топку устанавливается определенная величина удлхшения барабана содовой печи, стабильную величину которого при помощи вьиисли- тельного устройства 2 поддерживают регулятором 1 расхода бикарбоната натрия. Заданное соотношение между расходами топлива и воздуха поддерживают регуляторами 4 и 5 расхода топлива и расхода воздуха.

Температура отходящих газов кальцинации является корректирующим параметром, учитьшающим изменение вланости загружаемого бикарбоната натрия . При отклонении температуры отходящих газов от заданного значения которое возникает при изменении влажности поступающего сырого бикарбоната натрия, сигнал от датчика температуры отходящих газов поступает на корректирующий регулятор 3 температуры, который отрабатьшает дполнительный сигнал, поступающий через вычислительное устройство 2 в камеру Задание регулятора 1 расхода сырого бикарбоната натрия в содовую печь.

Корректирование соотношения удлинения барабана содовой печи - расход бикарбоната натрия - производят

регулятором температуры отходящих газов по следующей зависимости:

бик

Л1 - с ..

k( Т,),

где 0. - нагрузка содовой печи по бикарбонату натрия, т/ч; Л1 - удлинение барабана содовой печи,мм;

Tj - заданная температура отхо- дящих газов,С;

Т - истинная температура отходящих газов,С; c,k - постоянные коэффициенты,

завис5щие от размеров со- довой печи и ее топки.

Пример (известный).Процесс кальцинации бикарбоната натрия осуществляют в безретурной содовой печи, имеющей длину 25 м и диаметр 2,5 м.

Исходные данные: ul 112 мм; расход мазута Q,„,,550-600 кг/ч; влажность бикарбоната натрия (W) 14%. л1 .й5и.----4 - /

где с 57.

Температура соды на выходе из

печи 160 с. Через 30 мин изменяется влажность бикарбоната натрия до 15%. Это приводит к изменению удлинения i барабана содовой печи до 110 мм. Система отрабатьшает поступившее

возмущение, и расход бикарбоната натрия изменяется до значения Q g 13,25 т/ч.

Через 30 мин температура содо- бикарбонатной смеси внутри барабана

содовой печи в мес тё попадания бикарбоната натрия на содовую подушку уменьшается на . Такое падение температуры части смеси в барабане, составляющее л 25% от общей массы,

не сказьшается практически на температуре готовой соды, так как за время перемещения материала внутри барабана содовой печи, составляющее л/90 мин, эта смесь перемещается с находящимся там материалом, дополнительно его прогревается и готовая сода получается температурой равной 150-155°С.

Через 30 мин работы влажность 19%. Это приводит к уменьшению в течение 30 мин удлинения с 110 до 102 мм. Система авторегулирования отрабатывает поступившее возмущение, уменьшив расход бикарбоната натрия с 13,25 до И,25 т/ч.

Через 30 мин температура содо- бикарбонатной смеси внутри барабана содовой печи в месте попадания бикарбоната натрия на содовую подушку уменьшается на 25°С и, несмотря на, дальнейшее перемешивание этой массы, составляющей .- 25% от общей массы- материала, в барабане содовой печи в течение 10-15 мин из содовой печи выгружается кальцинированная сода температурой 145-150 0 I сорта содержанием 99,0%.

П р и м е р 2. Процесс кальцинации бикарбоната натрия осуществляется в безретурной содовой печи, имею-, щей длину 25 м и диаметр 2,5 м.

Исходные данные: ul 112 мм; W 14%;-й „, 13,75 т/ч.

Температура готовой соды 160°С. Через 30 мин влажность бикарбоната натрия, поступающего в содовую печь, увеличивается до 19%. В течение 10 мин температура отходящих газов згменьшается с 160 до 145 С. И одновременно с этим падением корректирующий регулятор 3 через вычислительное устройство 2 изменяет задание регулятору 1 расхода бикарбоната натрия.

5нк

ul-c 4

+ k(, ) + 0,13(145-160) 11,25 т/ч.

160°С;

где Тт

Tj

k 0,13;

с 57.

В данном случае в течение 20 мин температура отходящих газов равна заданной Т Т 160°С, а удлинение снижается до

Q5uK+C-4k(T,-Tj) 102 мм.

Таким образом, кратковременное снижение .температуры отходящих газов

до 145°С приводит к кратковременному (за счет уменьшения расхода бикарбоната натрия) уменьшению на

г 10-15°С температуры содо-бикарбонат- ной смеси внутри барабана содовой печи, что составляет 8% от общей массы материала внутри барабана содовой печи. Эта часть содо-.бикарбо10 натной смеси перемешивается с общей массой материала и практически не сказьшается на качество готовой соды. Температура готовой соды , В дальнейшем влажность бикарбоната

15 натрия уменьшается до 15% и через 5 мин температура отходящих газов увеличивается с 160 до 75 С. Одновременно с ростом температуры отходящих газов корректирующий регулятор

20 3 через вычислительное устройство 2 изменяет задание регулятору 1 расхода бикарбоната натрия с 11,25 до 13,20 т/ч.

Такое увеличение расхода бикар25 боната натрия приводит только к кратковременному перегреву содо-бикар- бонатной смеси в месте попадания бикарбоната натрия на подушку в содовой печи и уже через 10 мин темпера30 тура отходящих газов равна заданной Т -f. Т 1 60°С, а удлинение увеличивается с 102 до 112 мм.

Температура готовой соды на выходе из печи .

ос Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволя- ет стабилизировать температуру готовой соды. Отклонения температуры .го товой соды по предлагаемому способу

40 4 5 С, тогда как по известному способу +10°С.

112-57 « Формула изобретения Способ автоматического регулирования процесса кальцинации бикарбона45 та натрия в барабанной содовой печи, включающий регулирование соотношения расходов топлива и воздз., подаваемых : на горение в печь, подачу бикарбоната натрия в печь с кор50 рекцией по теплово.му удлинению барабана содовой печи, о тличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения качества готовой соды, дополнительно измеряют температуру отхо55 дящих газов кальцинации, и подачу бикарбоната натрия в печь дополнительно корректируют пропорциональ-- но температуре отходящих газов кальцинации.

Изобретение относится к автоматическому регулированию процесса кальцинации бикарбоната натрия в барабанных содовых печах,позволяет повыОтмдршие газы кальцинацм сить качество готовой соды за счет ста- билизации ее температуры и может быть использовано в химической промышленности при автоматизации содового производства. Заданную величину удлинения барабана содовой печи поддерживают с помощью вычислительного устройства (ВУ) 2 и регулятора (Р) 1 расхода бикарбоната натрия. Заданное соотношение между расходами топлива и воздуха поддерживают Р 4 и 5 расхода топлива и воздуха. При отклонении температуры отходящих газов от заданного значения сигнал от датчика температуры поступает на корректирующий Р 3 температуры, который отрабатьшает дополнительный сигнал, поступающий через ВУ 2 на Р 1. 1 ил. СО О1 сд 05 4 Coffa ЛымаЗые газы