Устройство для автоматического управления процессом нейтрализации Советский патент 1980 года по МПК C01C1/18 G05D27/00 

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом нейтрализации в производстве аммиачной селитры и может быть использовано в химической промышленности.

Известно устройство управления, которое состоит из отдельных систем стабилизации режима в аппаратах нейтрализации и содержит регулятор расхода аммиака, с помощью которого стабилизируется нагрузка каиодого аппарата, регулятор соотношения расхода аммиака и кислоты, обеспечивающий подачу требуемого количества кислоты, корректирующий регулятор нейтрализации - КРН, который, воздействуя на регулятор соотношения, поддерживает кислотность образующегося раствора аммиачной селитры в установленных пределах 1.

Основным недостатком этой системы управления является невысокое качество регулирования, обусловленное на.пичием одного исполнительного механизма (клапан с большой пропускной способностью) .

Известно также устройство для автоматического управления процессом

нейтрализации в производстве аммиачной селитры, содержащее регулятор расхода аммиака, регулятор соотношеНИН расходов аммиака и кислоты с камерой коррекции, соединенный с кла- паном грубой регулировки подачи кислоты, корректирующий регулятор, кислотности раствора аммиачной селитры, связанный с измерителем рН раствора

0 аммиачной селитры, блок формирования заданий, измеритель общего расхода кислоты и клапан тонкой регулировки подачи кислотыС2.

Недостатком указанного устройства

5 является плохое качество регулирования, так как во время корректировки соотношения реагентов клапан тонкой регулировки находится в крайнем поло «ении и переводится в установленный

0 диапазон только после отработки объектсяи возмущения, вызванного изменением расхода кислоты через клапан грубой регулировки при коррекции соотношения, что приводит к пере5регулированию, так как коэффициент передачи, постоянная времени и время чистого запаздьшания аппарата ИТН изменяются в больших пределах с изменением нагрузки.

0 Цель настоящего изобретения ис ключить влияние нестабильности параметров при коррекции соотношения реагентов , улучшить качество регулирова ния и снизить потери сырья с соковым парам. - Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит логический блок перераспределения расхода кислоты с клапана тонкой регулиров ки на клапан грубой регулировки, подключенный к камере коррекции регулятора, соотношения расхода аммиака и кислоты и клапану тонкой регулировки подачи КИСЛОТЫ; при этом один из вхо дрв логического блока соединен с выходом корректирующего регулятора кислотности раствора ам ииачной селитры/ а второй вход с измерит ел ei-i общего расхода азотной кислоты, Логичес :ий блок в.ключает в себя узел перевода клапана тонкой регулировки з установленный диапазон, связанный с выходом корректирующего регулятора,, узел обнаружения выхода клапана тонкой регулировки из установленного диапазона, соединенный с формирователем управляющих импульсов, последовательно подключенныг к первому узлу запоминания, узлу интегрирования, ко второму узлу запоминания,, связанному с регулятором соотношения расходов аммкака и кислоты, узел вычитания, соелкненный с .цом первого узла запоминания, входом узла интегрирования, подключенного ко второму узлу запоми нания и выходу апериодического звена связанного с измерителем общего расхода кислоты. Устройство для автоматического уп равления процессом нейтрализации пред ставлено на фиг. 3., а на фиг, 2 - один из вариантов реализации узла пе ревода клапана тонкой регулировки в среднее положение и узла обнаруже;ння ввлхода этого клапана из установлетно го диапазона. Устройство содержит блок формирования заданий (БФЗ) 1, выход котсорого связан с камерой задания регу.лятора расхода аммиака 2, в датчн кс™ торого 3 предусмотрено введение поправок на давление и температуру aji миака. Выход регулятора 2 связан с регулирукхцим клапаном расхода аг-о-лиака 4, Выход регулятора соотношения расходов аммиака и кислоты 5, вы :о;зи которого соединены с датчиками расходов аммиака 3 и кислоты 6, подгшаемой через клапан грубой регулироЕ:ки 7,. Выход измерителя рН раствора аммиачной селитры 8, состоящего из последовательно соединенных датчика с измерительным и вспомогательным элект родами, высокоомного йреобразователя функционального преобразователя, слу жащего для линеаризации зависимос:ти между рН и содержанием кислоты в растворе ел «- начной селитры и электропневмопреобразователя, связан с выходом корректирующего регулятора кислотности 9, формирующего ПИ-эакон регулирования, выход которого связан с клапаном тонкой регулировки 10 через логический блок 11, который содержит узел перевода клапана тонкой регулировки в установленный диапазон (УП) 12,, узел обнаружения выхода клапана тонкой регулировки из установленного киапазона ,(УО) 13, формирователь управляющего импульса (ФИ) 14, апериодическое звено (ЛЗ) 15, узлы запоминания (УЗ) 16 и 17, узел вычитания (УВ)18, узел интегрирования (УИ) 19, причем выход.регулятора 9 соединен со входам узла перевода клапана тонкой регулировки в установленный диапазон -12 и входом узла обнаружения выхода клапана тонкой регулировки из установленного диапазона 13, выход которого подключен ко входу формирователя управляющего импульса 14. Выход формирователя 14 связан со входами узлов запоминания 16, 17, входом узла интегрирования 19 и вторым узла перевода клапана тонкой регулировки в установленный диапазон 12, выход которого подключен к клапану тонкой регулировки 10, Измеритель общего расхода кислоты 20 через апериодическое звено 15 CBHBSiH со входом уз.ча вьтчнтания 18 и вторым входом узла запомиь ан-ия 16, выход которого подключен ко второму входу узла вычитания 18. узла вычитания связан со вторьв- входом узла интегрирования 19, вькод ;(оторого через узел запсминания 17 подключен к камере коррекции регулятора соотнощения 5. стройство для автоматического 15 лени я работает следующим образом. (.: памощью задатчика блока формировани;1 заданий 1 оператор выставляет нагрузку на аппарат. При этсм в камеру задания регулятора расхода ам| 1иака 2 поступает сигнал, соответствующий требуемой нагрузке по аммиаку, Регу-чятор 5 в зависимости от расхода аммиака и заданного соотношения обеспечивает подачу через клапан грубой регулировки 7 требуемов количество кислоты. Соотношение реагентов выбирается таким, чтобы образующийся раствор а 4миачной селитры имел ; избыточное содержание кислоты, равное 3-8 г/л. При отклонении кислотности раствора аммиачной селитры от заданного значения, корректиругадий регулятор 9 через узел 12 путетл воздействия на клапан тонкой регулировки 10 устанавливает требуемое значение кислотности раствора аммиачной селитры. При выходе клапана 10 из уртановленного диапазона узел обнар гжения выхода клапана тонкой регулировки из установленного диапазона 13 запускает формирователь управляющего импуль са 14, В начале импульса узел 16 про изводит запоминание сигнала общего расхода кислоты; узел 12 отключает регулятор 9 и переводит клапан тонко регулировки 10 в среднее положение установленного диапазона, включается узел интегрирования 19, на который п дается разность между запомненным и текущим общим расходом кислоты. Часть расхода кислоты, подаваемой через половину сечения клапана тонко регулировки, перераспределяется на клапан грубой регулировки, в результате чего клапан тонкой регулировки будет находиться в установленном диа пазоне. После окончания импульса узе ,17 запоминает сигнал, подаваемый в камеру коррекции регулятора соотноше ния 5, узел 12 подключает регулятор 9 к клапану тонкой регулировки, выхо узла вычитания 18 отключается от вхо да узла интегрирования 19. Длительность управляющего импульса пропорциональна площади сечения клапана тонкой регулировки, постоянной времени апериодическогоо звена, постоянной времени интегрирования и обратно пропорциональна площади сечения клапана грубой регулировки. Таким об раз ОМ;, введение в устройство для автоматического управления устройства для перераспределения азотной кислоты при подаче в аппарат нейтрализации, в результате чего исключается влияние нестабильности параметров аппарата или коррекции соотношения реагентов в случае выхода клапана тонкой регулировки из установленной зоны, позволяет с высокой точностью поддерживать кислотность раствора аммиачной селитры в аппарате нейтрализации и, следовательно, обеспечивается введение процесса ней трализации с минимальными потерями сырь я, Формула изобретения 1 , Устройство для автоматического управления процессом нейтрализации в производстве аммиачной селитры, содержащее регулятор расхода аммиака. регулятор соотношения расходов аммиака и кислоты с камерой коррекции, соединенный с клапаном грубой регулировки подачи кислоты, корректирующий регулятор кислотности раствора аммиачной селитры, связанный с измерителем рН раствора аммиачной селитры, блок формирования заданий,измеритель общего расхода кислоты и клапан тонкой регулировки подачи кислоты,о тличающее ся тем,что,с целью повышения качества регулирования и снижения потерь сырья с соковым паром, оно дополнительно содержит логический блок перераспределения расхода кислоты с клапана тонкой регулировки на клапан грубой регулировки, подключенный к камере коррекции регулятора соотношения расходов ciMмиака и кислоты и клапану тонкой регулировки подачи кислоты, при этом один из входов логического блока соединен с выходом корректирующего регулятора кислотности раствора аммиачной селитры, а второй вход - с измерителем общего расхода азотной кислоты, 2, Устройство по п, 1, о т л и чающее с я тем, что логический блок включает в себя узел перевода клапана тонкой регулировки в установленный диапазон, связанный с выходам корректирующего регулятора, узел обнаружения выхода клапана тонкой регулировки из установленного диапазона, соединенный с формироватбшем управляющих импульсов, последовательно подключенного к первому узлу запоминания, узлу интегрирования, ко второму узлу запоминания, связаннсму с регулятором соотношения расходов аммиака и кислоты, узел вычитания, соединенный с выходом первого узла запоминания, входом узла интегрирования, подключенного ко второму узлу запоминания, и выходом апериодического звена, связанного с измерителем общего расхода кислоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 412594, кл, G 05 В 11/06, 1972. 2,Сб, Автоматизация химических производств, вып. 2, 1971, с. ,

pacmtop gH селитры

Г