Способ автоматического управления процессом карбонизации в производстве соды Советский патент 1978 года по МПК C01D7/18 G05D27/00 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КАРБОНИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ СОДЫ только по количеству углекислоты, поступающей в карбоколонну, т.е. неравноМерно. Г еравномерность отбора сУспенэии из карбоколонны сказывается на пос педующей стадии технологического проUecca - стадии кальцинации -i в том, что приводит к неравномерному поступлению бикарбоната натрия на кальцинацию. Это вызывает неравномерное выделение на стадии кальцинации углекисло ты, подлежащей возврату на стадию кар бониэации, а неравномерное поступлени углекислоты на карбонизацию приводит к еще большей неустойчивости технолог ческого процесса. Таким образом, автоматическое упра пение процессом карбонизации по извес ным параметрам не .обеспечивает устойчивости технологического процесса в п реходных режимах. Целью изобретения является повышение устойчивости технологического про цесса в переходных режимах. Эта цель достигается тем, что изме нение отбора суспензии бикарбоната на рия из карбоколоннй осуществляют в за висимости от распределения температуры газожидкостной среды и абсорбционной части колонны. Распределение температуры в абсорб ционной части колонны может быть опре делено различными путями: по отношению температуры верха абсорбционной части I колонны к температуре зоны реак ции или по среднему значению температуры по высоте абсорбционной части ко лонны. В случае коррекции отбора суспензии по отношению- температуры верха абсорбционной части колонны к температуре зэны реакции целесообразно температуру верха абсорбционной части колонны до.полнительно корректировать по температуре входящей жидкости. Корректирование отбора суспензии бикарбоната натрия не по температуре верха абсорбционной части колонны, а по распределению температуры в этой части карбоколонны позволяет исключить шумы (случайные отклонения температуры, например, в связи с изменением температуры входящей жидкости), которые могли бы накладываться на корректирующий сигнал. На фиг.1 представлена схема реализации способа при корректировке отбора суспензии по распределению температур, определяемому , п(3 отношению температуры верха абсорбционной части колон ны к температуре зоны реакции; фиг.2 - то же по среднему значению тем пературы по высоте абсорбционной части колонны. Способ осуществляется следующим образом. . Углекислый газ распределяют по карбонизационным колоннам 1 (на фигурах показана одна колонна) частными систеами стабилизации расходов газа в колекторах 2 и 3 первого и второго ввоов соответственно. Газовую нагрузку о первому и второму вводу устанавливают с помощью задатчиков. Давление газа в коллекторах 2 и 3 первого и второго вводов поддерживают отдельными системами регулирования. Отбор суспензии из карбоколонны осуществляют в зависимости от выходного сигнала вычислительного устройства 4| пропорционального количеству углекислоты, подаваемой в колонну. Выходной сигнал вычислительного устройства 4 в качестве задания подают в регулятор 5 отбора суспензии из карбоколонны, куда в качестве корректирующего сигнала подают сигнал, пропорциональный распределению температур в абсорбционной части колонны. Корректирующий сигнал формируют в частном случае с помощью уст{)ойства 6 соотношения как отношение температуры верха абсорбционной части колонны, измеряемой датчиком 7, к температуре зоны реакции; измеряемой датчиком 8. При этом целесообразно температуру верха абсорбционной части колонны дополнительно корректировать потемпературе входящей жидкости, которую измеряют с помощью датчика 9 температуры. Сигналы от датчиков 7 и 9 поступают на блок 10 , который отрабатывает сигнал рассогласования между текущим и заданным значениями температуры входящей жидкости. Выходной сигнал блока 10 и сигнал от датчика температуры в зоне реакции поступают на вход устройства 6 соотношения, которое отрабатывает сигнал, характеризующий распределение температур в.абсорбцион- ной части колонны. Распределение температуры в абсорбционной части колоны может быть определено и другим путем, например, с по мощью датчиков температуры 11, установленных через одну точку по всей высоте абсорбционной части колонны (см.фиг.2) Сигналы от датчиков 11, пропорциональные температуре в соответствующей точке абсорбционной части колонны,поступают в вычислительное устройство, состоящее из сумматора 12 и делителя 13, Вычислительное устройство отрабатывает сигнал, пропорциональный средней температуре в абсорбционной части, характеризующий распределение температур. Сигнал, отработанный вычислительным устройством, поступает в регулятор 14, где сравнивается с заданным. Сигнал, отработанный регулятором 14, является в этом частном случае корректирующим сигналом для регулятора 5 отбора суспензии. Отбор суспензии осуществляют либо с помощью системы 15 стабилизации расхода, куда в качестве программного задания подают сигнал, сформированный регулятором 5, либо сигнал от регулятоa 5 подают непосредственно на исполительный механизм 16 (эта возможная иния связи показана пунктиром).

Пример . На станции кальцинаии произошло переключение аппаратов (кальцинаторов, содовых печей), что привело к изменению количества углекислоты, поступающей на карбонизацию, .соответственно вызвало переходные процессы на станции карбонизации, пока вновь включенный аппарат не войдет в режим.

Допустим, количество углекислоты уменьшилось. Переходные процессы, а следовательно и возмущения, поступающие на станцию карбонизации по расходу углекислоты, длятся до тех пор, пока системы регулирования станции компремирования газа не : восполнят недостаток углекислоты на карбонизацию за счет дополнительной подачи газа на смешение из отделения известковых печей.

Эти возмущения воспринимает система стабилизации расхода газа первого вво да в коллекторе 2 и соответственно устройство 4 (см.фиг.1), определяющее количество углекислоты, подаваемой в колонну.

Система стабилизации расхода газа первого ввода изменяет положение регулирующего органа таким образом, чтобы привести количество подаваемой углекислоты в колонну в соответствие с заданием, поступающим от задатчика, а устройство 4 уменьшает командный сигнал регулятору 5 отбора суспензии, который либо поступает в качестве прог- раммного задания регулятору 5, либо воздействует непосредственно на исполнительный механизм 16, уменьшая отбор суспензии. :

За время переходного процесса, в течение которого, система стабилизации расхода газа в коллекторе 2 приводит количество углекислоты, подаваемой в колонну, fi соответствии с Заданием, в карбонизационную крлрнну поступает уменьшенное количество углекислоты.Это приводит к тому,что прогазованность жидкости уменьшается,зарождающиеся и образовавшиеся кристаллы бикарбоната натрия в зоне реакции опускаются в нижнюю часть колонны,что в свою очередь приводит к изменению распределения температуры по высоте абсорбционной части колонны.

Изменение распределения температур в верхней абсорбционной части колонны воспринимают датчики 7 и 8.

Сигнал от датчика 7 поступает на блок 10, который отрабатывает, сигнал рассогласования между текущим и заданным значениями температуры. Выходной игнал блока 10 поступает на регулятор 6 соотношения температур, куда

также поступил сигнал от датчика 8 температуры в зоне реакции.

Регулятор 6 отрабатывает сигнал, пропорциональный распределению температур в абсорбционной части колонны, который поступает, на регулятор 5 отбора и дополнительно корректирует отбор суспензии таким образом, чтобы сохранить заданное соотношение температур.

Поддержание заданного соотношения температур путем воздействия на отбрр суспензии из колонны приводит к тому, что регулируется угол наклона кривой распределения температур по высоте колонны.

При возмущении по температуре поступающей жидкости (колебание температуры поступающей жидкости обусловлено переключением колонн из режима промывки в режим карбонизации) количество тепла, вносимого жидкостью, изменяется, что приводит к изменению температуры верхней абсорбционной части колонны и соответственно к изменению угла наклона кривой распределения температур.

Сигнал от датчика 9 температуры поступающей жидкости поступает в блок 10 и изменяет задание по температуре верхней абсорбционной части колонны.

Таким образом температура верхней абсорбционной части колонны и задание изменяются эквидистантно, а так как выходной сигнал блока 10 изменяется в зависимости от рассогласования сигналов, пропорциональных текущему и заданному значениям температуры, то изменения этого выходного сигнала не происходит, и отбор суспензии остается неизменным, а система устанавливает новое распределение температур с учетом тепла, вносимого поступающей жидкостью.

Если температура верхней абсорбционной части колонны изменяется не в зависимости от тепла, внесенного жидкостью, а в зависимости от тепла, выделившегося в результате реакции,тогда выходной сигнал блока 10, пропорциональный величине рассогласования между новым текущим и заданным значениями температуры верха абсорбционной части колонны, воздействуя через .устройство 6 и регулятор.5, дополнительно изменяет отбор суспензии из колонны таким образом, что угол наклона кривой распределения температур по высоте колонны (а, следовательно, и распределение температур) остается неизменным..

Такой обобщенный параметр регулирования, как распределение температур в абсорбционнрй части колонны, наиболее достоверно отобрсшает процесс карбонизации, так каксогласно теории на отдельных стадиях пррцесса рбразо-вания кристаллов бикарбоната натрия