Способ управления процессом получения кормового преципитата Советский патент 1982 года по МПК C01B25/26 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации производства кормовых фосфатов ,на основе ортофосфорной кислоты и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ автоматического регулирования процесса нейтрализации фосфорной кислоты путем изменения расхода фосфорной кислоты в зависимости от величины рН среды в реакторе и стабилизации температуры в нем ll ,

Известен также способ регулирования процесса нейтрализации фосфорной кислоты путем-регулирования расхода фбсфорной кислоты в смеситель в зависимости от соотношения расходов мела, кальцита и фосЛорной кислоты с коррекцией по плотности фосфорной кислоты 2 .

Однако известные способы не обеспечивают высокой точности регулирования расхода реагентов, что при- водит к повышенному удельному расходу

сырья. Параметры регулирования расхода реагентов на входе в смеситель могут характеризовать лишь качество промежуточного продукта , но не готового продукта, так как его пока-,, затели зависят и от других параметров процесса, например фазового состава и времени пребывания продукта в дозревателе,режима сушки и др.В связи с этим трудно добиться стабильных ка10чественных показателей в готовом продукте в случае отклонения от заданных и соответственно невозможно максимально приблизить реальные расходные коэффициенты к оптималь15ным. Плотность фоскислоты зависит от температуры , поэтому требуется обеспечить контроль за ней, а так как время пребывания реагентов в смесителе меньше, чем инерционность этого

30 параметра, то точность измере.ния плотности может быть недостаточной. Кроме того, такое управление процессом получения кормового преципитата не обеспечивает повышения производительности процесса, так как изменяется расход всех реагентов, что может привести к колебательному процессу.

Цель изобретения - снижение удельного расхода сырья за счет повышения точности регулирования рас-хода реагентов.

Поставленная цель достигается тем,что в способе дополнительно измеряют концентрацию дикальцийфоссйата и монокальцийфосфата в смесителе и изменяют время пребывания промежуточного продукта в дозревателе в зависимости от концентрации монокальцийфосфата, а расход реагентов регулируют в зависимости от Концентрации дикальцийфосфата и соотношении расходов кальцита и фосфорной кислоты.

На чертеже представлена схема реализации данного способа.

На выходе смесителя .1 установлены блок 2 определения соотношения расходов мела и фосфорной кислоты (СаО : ) и блоки 3 и 4 измерения концентрации,соответственно, дикальцийфосфата (ДКФ) и монокальцийфосфата (МКФ) , выходы которых через, блоки и 7 сравнения связаны с фазочувствительными усилителями 8,9 и 10. Выход усилителя 8 подключен к дозат«)ру 11 фосфорной кислоты, выход усилителя 9 связан с устройством 12 изменения времени пребывания промежуточного продукта в дозревателе, выход усилителя 10 соединен через блок 13 задерх ки и блок lA запрета с дозатором 15 мела.

Способ осуществля1§т следующим образом. I

Ретур и мел из специальных бункеров дозируют на ленточные весы, а затем конвейером, в котором происходит предварительное смешение рету-1 ра и мела, подаются в смеситель 1. Сюда же из напорного, бака посту. пает термическая фосфорная кислота. В смесителе реагенты интенсивно перемешиваются в течение определенного времени. При взаимодействии фоскислоты с мелом образуется дикаль цийфосфат (ДКФ) , монокальцийфосфат (МКФ) и остается некоторое количество непрореагировнчиего мела.

Расход мела и кислоты должен соответствовать стехиометрической норме, по,этому периодически контролируют в смесителе соотношение СаО : PpOj(no регламентным нормам оно должно находиться в пределах 0,77-0,82). Соотношение СаО : определяется блоком 2. Одновременно блоками 3 и t измеряется текущее значение концентрации ДКФ и МКФ. В блоках 5,6 и 7 происходит

сравнение текущих значений измеряемых параметров с заданными, являющимися оптимальными. .В качестве оптимальных приняты следующие значения: соотношение СаО : равное 0,79

(среднее значение регламентного диапазона), а концентрация ДКФ и МКФ 70 и 9 соответственно. Эти значения установлены эмпирическим путем на основании проведенных исследоваНИИ, Если на выходе cooтвefcтвyюего блока сравнения 5 и 7 появляется сигнал дисбаланса, превышающий зону срабатывания фазочувствительных усилителей 8 и 10, при этом в

зависимости от знака дисбаланса изменяется расход только фосфорной кислоты или фосфорной кислоти и мела, в зависимости от соотношения СаО : .PjOj и концентрации ДКФ.

Если же сигнал дисбаланса появляется на.выходе блока сравнения 6, то он усиливается усилителем 9 и поступает в дозреватель для изменения времени пребывания промежуточного продукта в дозревателе, после дозревателя кормовой преципитат поступает на сушку, и дальнейшую обработку. асть готового продукта в качестве ретура возвращается в процесс, причем расход ретура поддерживается постоянным.

В процессе управления процессом получения кормового преципитата могут возникнуть различные ситуации.

Приме р 1 .Пусть продукт невыходе из смесителя 1 имеет следующие параметры: СаО: Рд ,79, концентрация ДКФ 70,5 , а концентрация МКФ 8,5. Так как эти значения

очень близки к оптимальным значениям (СаО; Pj05 79; Ср, 70 , 9 ), ТО на выходе блоков сравнения 5,6 и 7 величины Дисбаланса будет недостаточно для срабатывания фазочувстви тельных усилителей 8,9 и 10 и р эсход реагентов (кислоты и мела) м изменится, В этом случае ре.чим нооцессл является оптимальным. П р и м е р 2 . Пусть продукт на выходе из смесителя 1 имеет следую щие параметры : СаО : ,8l3; SbKF этом случае н выходе блоков сравнения .и 7 появятся сигналы на изменение тех нологического режима. Tak как соотношение СаО : PJ Oj и концентрация ДКФ выше оптимального значения, то сигнал дисбаланса с выхода блока сравнения 5 усиленный усилителем 8, поступает на дозатор 11 и в соот ветствии со знаком дисбаланса выдает команду на увеличение расхода те мической фосфорной кислоты. Одновре менно с выхода блока 5 сравнения на один из выходов блока 1 запрета по ступает сигнал запрета на увеличе ние расхода мела. Сигнал дисбаланса с выхода блока 7 сравнения, усиленный Фазочувствительным усилителем 10, поступает на вход блока 13 задержки,а затем через время t- , на дозатор 15. Сдвиг по времени необходим для того, что основным регу лирующим воздействием является изме нение расхода фоскислоты , а измене ние расхода мела является корректирующим воздействием , возможно, что за время t технологический режим восстановится и тогда корректировка непотребуется. В этом случае имеет ся сигнал запрета f на увеличение расхода мела, который поступает с выхода блока сравнения 5- В данном случае запрет на увеличение расхода мела позволяет быстрее достигнуть оптимального соотношения СаО : Pj05только за счет изменения расхода кислоты, в противном случае расходные коэффициенты сырья на единицу продукции возросли бы. I Так как концентрация МКФ меньше оптимального значения, то на выходе блока 6 сравнения также имеется сигнал дисбаланса, который усиливается Фазочувствительным усилителем 9 и поступает в схему контроля времени пребывания продукта в дозревателе, В соответствии с этим сигналом время дозревания нейт рализованного продукта уменьшается, а производительность процесса несколько увеличивается. П р и м е р 3. Пусть продукт на выходе из смесителя 1 имеет следующие значения измеряемых параметров: СаО : Pj 05 0,76; С цфбБ %; i/tKtf °° ЭТОМ случае на выходе всех блоков 5,6 и 7 сравнения появ ляются сигналы дисбаланса, которые усиливаются фазочувствительными усилителями 8,9 и 10 и будут выданы управляющие воздействия на изменение технологического режима . Регулирование осуществляется следующим образом: так как соотношение СаО : Р Oj и концентрация ДКФ ниже оптимального значения, то сигналы с выхода фазочувствительных усилителей 8 и 10 поступают на дозаторы 11 и 15 на изменение расхода фоскислоты и мела, причем соответственно на уменьшение первого и увеличение второго реагента. На втором входе блока I запрета в- этом случае запрещающего сигнала f нет (так как соотношение СаО : РрОз |1оптимального). В этом случае соотношение СаО : быстрее достигает оптимального значения , следует только учесть, что основным управляющим воздействием является изменение расхода фоскислоты, а изменение расхода мела является корректирующи(,т.е. должно обеспечиваться уменьшение расхода фоскислоты в большей степени, а увеличение расхода мела в меньшей степени.. Так как концентрация уКФ ;больше оптимального значения , то сигнал дисбаланса с выхода блока сравнения 6, усиленный Фазочувствительным усилителем 9, поступает в схему контроля времени пребывания нейтрализованного продукта в дозревателе. Время дозревания увеличено. I П р и м е р 4. Пусть продукт на выходе из смесителя 1 имеет следующие значения : СаО : Рг 05 0,815; , 66 %; (:„.,.., 13 I. В этом случае на выходе всех блоков сравнения появляются сигналы дисбаланса, которые усиливаются фазочувствительными усилителями. Регулирование происходит еледующим образом. Так как концентрация МКФ больше оптимального значения, то время дозревания промежуточного продукта в дозревателе увеличено( аналогично примеру З). Так как соотношение СаО : Р Oi оптимального, а концентрация ДКФ оптимального, то изменение расходов этих реагентов происходит следующим образом. Сигнал на увеличение расхода фоскислоты поступает на дозатор 11, сигнал же на увеличение расхода мела не поступа7ет на дозатор 15, так как на втором входе блока Н запрета имеется сигнал запрета с выхода блока 5 сра внения, В данном случае для ускорения отработки дисбаланса по параметру соотношения СаО : Р Оу можно несколько уменьшить расход мела, но в меньшей степени,чем увеличение ра хдда кислоты. На практике это можно реализовать за смет сдвига этих сигналов по времени, т.е. корректирующий сигнал на изменение расхода мела поступит на дозатор 15 через блок 13 задержки. Преимуществом данного способа управления производством кормового преципитата перед известными является повышение точности регулирования, так как процесс в основном управляется путем изменения расхода фосфорной кислоты, расход ретура поддерживается постоянным,а расход мела изменяется незначительно, так как в основном этот параметр исполь зуется для точной Корректировки. Кроме того, такое управление позволяет снизить расходные коэффициенты сырья за счет приближения их к сте.хиометрическим и соответственно уве личить выход и качество готового продукта. Все это позволяет улучшить технико-экономические показате 7 ли процесса получения кормового преципитата. Формула изобретения Способ управления процессом получения кормового преципитата путем регулирования расхода фосфорной кислоты в смеситель в зависимости от соотношения расходов кальцита и фосфорной кислоты, отличающийся тем, что, с целью снижения удель- ного расхода сырья за счет повышения точности регулирования расхода реагентов, дополнительно измеряют концентрацию дикальцийфосфата и монокальцийфосфата в смесителе и изменяют время пребывания промежуточного про дукта в дозревателе в за&исимости от концентрации монокальцийфосфата, а расход реагентов регулируют в зависимости от концентрации дикальцийфосфата и соотношения расходов кальцита и фосфорной кислоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 673606, кл. С 01 В 25/163, 19752.Авторское свидетельство СССР № 605789, кл. С 01 В 25/32, 1976,