Способ определения модификационного перехода в процессе охлаждения гранулированной аммиачной селитры Советский патент 1981 года по МПК C05C1/02 

Изобретение относится к области производства азотных удобрений и может быть использовано для регулирования процесса охлаждения в аппарата с кипящим слоем. Известно, что качество гранулированной аммиачной .селитры, в частности слеживаемость и прочность гранул, зависят от.того, какие модификационные превращения претерпела селитра при ее охлаждении. Известен способ в котором переход второй кристаллической формы в четве тую может осуществляться не только путем последовательного ряда превращения II - III - IV, но при определенных условиях и минуя третью форму т.е. непосредственно II - IV. Установлен- е условий стабилизации перехода И - IV в процессе охлаждения гранул является важным условием повы шения качества готового продукта СП В настоящее время существует множество способов стабилизации перехода II - IV, например изменением режима охлаждения, применением различных добавок и др. Однако отсутствуют применимые в условиях промышленного производства способы контроля за происходящими , в процессе охлаждения модификационными превращениями. Известен также способ контроля температуры охлаждения проб аммиачной селитры в лабораторных условиях с помощью самописцев, которые фиксируют выделение тепла модификационного превращения. В зависимости от того, при какой температуре произошел скачок температурной кривой, определяют тип модификационного перехода 2. Недостатком известного способа является невозможность его использования в промышленных условиях, где необходима автоматизация контроля типа модификационного перехода в трехсекционном кипящем слое. Цель изобретения - автоматизация контроля типа модификационного перехода Е трехсекционном кипящем слое. Поставленная цель достигается тем что в способе определения модификаци онного перехода в процессе о)}лаждени гранулированной аммиачной селитры пу тем контроля температуры охлаждаемого продукта, измеряют температуру ох лаждаемого продукта и охлаждающего воздуха на входе и выходе каждой сек ции, расход охлаждающего воздуха на выходе каждой секции и по соотношению измеренных параметров определяют тип перехода с помощью вычислительно го устройства по следующему выражению: Г сИ МЬг JKзьык 6 II - I I I , иначе - I I- IV, то пеоеход где G°, G расход воздуха на втотретьейсекциях соответственно, Р.-та г«х е««х Чбх Ь«ых тёмпература воздуха на входе и выходе второй и третьей секции соответственно, .Tf jf Гп 4.ГР ш гвнх jBx t,ji,j - температура гранул на входе и выходе второй и третьей секций соответственно. Возможность реализации способа обусловлена следующим. Известно, что процесс охлаждения аммиачной селитры характеризуется рядом модификационных превращений, в результате которых присходит перестройка кристаллической структуры. Существует несколько кристаллических модификаций аммиачной селитры -нитрата-аммония. Для пяти из них известен диапазон температур и теплота мо дификационных переходов. Параметры модификационных превращений приведены в таблице. Т а б л и ц а 1 НОИ селитры в трехсекционном кипящем слое предусматривает выполнение следующих операций: -измеряют ; температуру охлаждаемо го продукта на входе и выходе каждой секции; -измеряют температуру охлаждающего потрка воздуха на входе и выход каждой секции; -измеряют расход охлаждающего по тока воздуха, например, на входе каж дой секции; -вычисляют оценки расхода гранулированного продукта для каждой секции по уравнению (1); -по значительному отклонению одной из оценок относительно остальных определяют место модификационного пе рехода ; -по диапазону температур на секц определяют тип модификационного пере хода . Конкретный- пример осуществления способа поясняется чертежом. Гранулированный продукт подают в аппарат с кипящим слоем, состоящий, например, из трех секций, соответственно 1,2 и 3- В кипящем слое происходит охлаждение гранул с IZOC до iBC. При этом распределение темпера тур гранул по секциям следующее: 1секция120-85°С 2секция85-60 С 3секция60-45 С На входе и выходе каждой секции датчиками и 5 фиксируют температур охлаждаемого продукта, датчиками 6 и 7 - температуру и датчиками 8 - ра ход охлаждающего потока воздуха. С помощью вычислительного устройства 9 определяют оценки расхода гра нулированного продукта для каждой се ции по выражению (1), разрешенному о носительно Gj ; при этом если г ff - t- } г дцц-гм вх вы;( ТО имеет место переход 11 I I I , если наоборот - имеет место переход II . Поскольку модификационный переход при указанньЛ выше значениях температур по секциям может произойт только 8 одной секции - второй или третьей, то две оценки расхода из трех будут близкими, а третья - отли чаться от них на 30-80% за счет тепл одификационного перехода. Зная диапаон температур в секции, в которой произошел модификационный переход, однозначно судят о его типе. Пример 1 . Датчиками А , 5, 6 и 7 зафиксированы следующие значения параметров: . г 52,,t,, М, .« г-1 I.O 1 ж.а М,8Ч; t(BK 7П°Г t - tff - ги t, IZU L, t;,g 85° C; t tfwr 60С; t, 45C; G ct GJ 100000 . i , Расчеты no формуле {1) дали следующие оценки расхода гранул через секции: гр 100000 . 0,31 (52.4-20) 0, (120-85) 63700 кг/ч, „п- 100000 . 0,31 (41 ,4-20) 0,45 . (Й5-60) 58900 кг/ч, -ГР 100000 . 0,31(43,8-20) 10000 . г 0,45 (60-Т«57 109000 кг/ч Здесь С„ теплоемкость возду 0,45 - теплоемкость гранул аммиачной селитры, ккал кг.С Анализ полученных оценок позволяет сделать следующие выводы: а)оценка расхода гранул по параметрам секции № 3 на 80 отличается от средней оценки по парэметрам двух других секций, откуда следует, что модификационный переход произошел в диапазоне температур гранул 6045 С;б)поскольку при охлаждении гранул модификационный переход произошел в диапазоне температур 60-45 С, то это указывает на переход типа i . Пример 2. Датчиками 4, 5, 6 и 7 температуры зафиксированы следующие знамения параметров: - tLx 50,4С; tf,,., 49, tfewx 34, tA. t 204; tS, 120С; t,, .N eWJt 854; . бО-С; t;,,, G, G| G| 100000 . 7 Расчеты по формуле (1) дали следующие оценки расхода гранул через секции: г ДООООО 0,31(50.-20) 1 0,45(120-85) 58200 кг/ч у „гр 100000 ; 0,31(9,6-20) « . 0,t.5(85-60) 81500 кг/ч, Т00000 0,31(ЗМ-20) 0,5(В5-60) 65000 кг/ч. Анализ полученных оценок позволя сделать следующие выводы: а)оценка расхода, полученная по параметрам секции № 2 значительно (на 30-35) отличается от этой оцен ки по параметрам двух других секций откуда следует, что модификационный переход произошел в диапазоне температур 85-бО С; б)поскольку при охлаждении гранул модификационный переход произо шел в диапазоне температур гранул 85-60 С, то это указывает на перех типа I I . Постоянная информация о типе мо фицированного перехода, фактически имеющем место при охлаждении грану аммиачной селитры, позволяет опера тивно управлять hpoцeccoм охлажден гранул с тем, чтобы обеспечивалась предпочтительная форма кристаллиза ции продукта. Формула изобретения Способ определения модИфикацион ного перехода в процессе охлаждени гранулированной аммиачной селитры тем контроля температуры охлаждаемого продукта, отличающийся тем, что, с целью автоматизации контроля типа модификационного перехода в трехсекционном кипящем слое, измеряют температуру охлаждаемого продукта и охлаждающего воздуха на входе и выходе каждой секции, расход охлаждающего воздуха на выходе каждой секции и по соотношению измеренных параметров определяют тип перехода с помощью вычислительного устройства по следующему выражению: ytjw - ff jeiijr то переход II I I 1, иначе -- I I - IV, где 5 ,9/ - расход воздуха на второй и третьей секциях соответственно;хВ . температура воздуха .8Х 2БЫХ ЭВХ авЫХ на входе и выходе второй и третьей секций соответственно; lBbtx X Sbiy -температура гранул на входе и выходе второй и третьей секций соответственно. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Технология аммиачной селитры. од ред. Олевского В.М. М., Химия, 1978, с. 16. 2.Казакова Е.А.,-Людковская Б.Г. др. МодиФикационные превращения ранулированной аммиачной селитры ри -охлаждении в кипящем слое. - Хиическая промышленность. 1967, № Ю, с. 23 (прототип).