Способ автоматического управления процессом аммонизации экстракционной фосфорной кислоты Советский патент 1991 года по МПК C01B25/28 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию технологических процессов получения обесфторенных фосфатов аммония путем нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты аммиаком в присутствии соли кальция и может быть использовано в химической и смежных отраслях промышленности по переработке фосфатного сырья.

Целью изобретения является повышение производительности процесса.

На чертеже представлена функциональная схема, реализующая предлагаемый способ.

Аналоговые датчики 1-6 предназначенные для измерения общего расхода кислоты, расхода кислоты на аммонизацию и обработку соли кальция, расходов соли

кальция, аммиака и фильтрата соответственно.

Аналоговые датчики 7-11 предназначены для измерения концентраций ионов фтора, фосфат- и сульфат-ионов в общем потоке кислоты, концентрации ионов кальция и кальцийсодержащем потоке кислоты и рН продуктов аммонизации.

Блоки 12-15 регулирования, которые при использовании ЭВМ могут быть реализованы программно, служат для регулирования общего расхода кислоты, соотношения общего расхода кислоты и аммиака, общего расхода кислоты и соли кальция, а также соотношения расходов кислоты на аммонизацию и на обработку соли кальция соответственно.

(

Os 00

hO

2

Использованные механизмы 16-19 предназначенные для изменения общего расхода кислоты, расходов аммиака и соли кальция и соотношения расходов кислоты на аммонизацию и на обработку соли кальция соответственно.

Способ реализуется следующим образом,

Общий расход фосфорной кислоты измеряют датчиком 1 и поддерживают в соответствии с заданием блоком 12 регулирования воздействия на исполнительный механизм 16.

Соотношение, общего расхода кислоты и расхода аммиака, измеряемых датчиками 1 и 5, поддерживают блоком 13 регулирования в зависимости от общего расхода кислоты и корректируют по концентрациям фосфат- и сульфат-ионов в кислоте и рН продуктов аммонизации, измеряемых датчиками 8,9,11 соответственно, изменением расхода аммиака воздействием на исполнительный механизм 17.

Соотношение общего расхода кислоты и соли кальция поддерживают блоком 14 регулирования в зависимости от общего расхода кислоты, измеренного датчиком 4, с коррекцией этого соотношения по концентрации ионов фтора в кислоте, измеренной датчиком 7, путем воздействия на исполнительный механизм 18.

Соотношение расходов кислоты на аммонизацию и на обработку соли кальция, измеряемых датчиками 2 и 3, поддерживают блоком 15 регулирования с коррекцией этого соотношения по концентрации ионов кальция в кальцийсодержащем потоке кислоты и расходу фильтрата, измеряемых датчиками 10 и 6 соответственно, путем воздействия на исполнительный механизм 19.

Способ иллюстрирует следующие функциональные зависимости.

Функциональная зависимость между расходами кислоты и аммиака имеет вид:

GNH3 (0,239 Ср205 +0,354 + + 0,02(4,5-рНЙОэфк,

где Смнз весовой расход аммиака, кг/ч;

СЬфк - объемный расход кислоты, м3/ч;

СР2О5- 504 - концентрации PzOs и SO4 в кислоте соответственно, кг/м3,

рН - показатель степени нейтрализации продуктов аммонизации;

0,239 - стехиометрический коэффициент коррекции расхода аммиака по концентрации Pads в кислоте;

0,354 - стехиометрический коэффициент коррекции расхода аммиака по концентрации SCM в кислоте;

0,02 - физико-химический коэффициент коррекции расхода аммиака по степени нейтрализации кислоты;

1 - заданное молярное отношение кислоты и аммиака;

4,5 - заданная степень нейтрализации кислоты аммиаком.

Функциональная зависимость между расходами кислоты и соли кальция имеет вид;

GcaO-1,2 -1,47 -Ср Оэфк, GcaO - весовой расход кальция в пересчете на СаО, кг/ч;

Ср - концентрация фтора в кислоте, кг/м3;

1,2 - заданное молярное соотношение CaO:F;

1,47 - стехиометрический коэффициент коррекции расхода соли кальция по концентрации фтора в кислоте.

Функциональная зависимость между расходами кислоты на аммонизацию и на обработку соли кальция имеет следующий вид:

п .. I - .ИО 1+ S 1Q-4 (Оф - 2500) 0 ц

иэфк иэфк ,

III ССа°

где Оэфк и Оэфк - объемные расходы кислоты на аммонизацию и на обработку соли кальция соответственно, м3/ч;

СсаО - концентрация соли кальция в кальцийсодержащем потоке кислоты в пе- ресчете на СаО, кг/м3;

Оф - объемный расход фильтра на единицу площади фильтра, кг/ч;

3 - заданное соотношение расхода кислоты на аммонизацию и на обработку соли кальция;

40 - физико-химический коэффициент коррекции соотношения расходов кислоты по концентрации соли кальция в кальцийсодержащем потоке кислоты; 5 10 -физико-химическийкоэффициент коррекции соотношения расходов кислоты по расходу фильтрата, ч/кг;

2500 - заданный (оптимальный) расход фильтрата на единицу площади фильтра,

кг/ч.

Использование предлагаемого способа позволяет интенсифицировать процессы образования и роста кристаллов примесей и формирования их в осадок и увеличить производительность единиц объема реакторов.

Формула изобретения Способ автоматического управления процессом аммонизации экстракционной

фосфорной кислоты, совмещенным с процессом ее обесфторивания, включающий регулирование соотношения общего расхода кислоты, подаваемой в реактор и аммо- низатор, и расхода аммиака в аммонизатор. воздействием на расход аммиака с коррекцией по концентрации фосфат- и сульфат- ионов в кислоте и рН продуктов аммониэации, регулирование подачи соли кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, дополнительно измеряют кон0

центрацию фтора в кислоте, концентрацию соли кальция после реактора, расходы кислоты в реактор и аммонизатор и фильтрата на выходе фильтра, регулируют соотношение общего расхода кислоты и расхода соли кальция в реактор с коррекцией по концентрации фтора в кислоте, регулируют соотношение расходов кислоты, подаваемой в реактор и аммонизатор, воздействием на один из этих расходов с коррекцией по концентрации соли кальция после реактора и расхода фильтрата на выходе фильтра.

Изобретение относится к области автоматического регулирования технологических процессов получения обесфторенных фосфатов аммония путем нейтрализации экстракционной фосфорной кислоты аммиаком в присутствии соли кальция, может быть использовано в химической и смежных отраслях промышленности по переработке фосфатного сырья и позволяет повысить производительность процесса. Система управления содержит датчики 1 - 6 измерения общего расхода кислоты, расхода кислоты на аммонизацию и обработку соли кальция, расходов соли кальция аммиака и фильтрата, датчики 7 - 11 измерения концентраций ионов фтора, фосфат- и сульфат-ионов в общем потоке кислоты, концентрации ионов кальция в кальцийсодержащем потоке кислоты и PH продуктов аммонизации, блоки 12 - 15 регулирования. 1 ил.

Kwh

Осадок