• Готовые работы
• Схемы автоматизации
• Теплообменное оборудование

Аппарат ИТН (использователь теплоты нейтрализации) в производстве слабой азотной кислоты. Функциональная схема автоматизации

Образование плава аммиачной селитры происходит на следующем участке технологической схемы установки АС-72.

Слабая азотная кислота вместе с жидким аммиаком подается вниз аппарата ИТН, где идет реакция нейтрализации азотной кислоты аммиаком. Аммиак подается в избытке, поэтому количество образовавшегося плава определяется расходом азотной кислоты.

В процессе нейтрализации выделяется большое количество теплоты, что вызывает испарение воды с образованием сокового пара и одновременным увеличением концентрации плава аммиачной селитры до 70-90%.

Соковый пар отбирается сверху аппарата и направляется в сепаратор, где сконденсировавшаяся часть возвращается в аппарат ИТН, а пар – в греющую камеру выпарного аппарата.

Отбираемый плав аммиачной селитры направляется в буферную емкость, а из нее – в выпарной аппарат для получения упаренного раствора аммселитры. Греющая камера выпарного аппарата обогревается соковым паром из аппарата ИТН. Избыток пара отводится из технологической схемы.

Показателем эффективности процесса образования плава аммиачной селитры из азотной кислоты и аммиака является концентрация раствора, покидающего выпарной аппарат. Снижение концентрации вызывает ухудшение качества конечного продукта, а увеличение сверх расчетного может вызвать поломку оборудования ввиду значительной вязкости высококонцентрированного раствора.

Основными возмущающими воздействиями для рассмотренного участка технологической схемы является изменение расхода аммиака и азотной кислоты.

Производство аммиачной селитры относится к категории А (взрывоопасные производства, в которых применяются горючие газы и легковоспламеняющиеся жидкости), поэтому выбираем пневматическую систему передачи сигнала на расстояние. Схема автоматизации реализована с помощью стандартных приборов.

Для эффективного протекания процесса нейтрализации и последующего выпаривания необходимо поддерживать постоянными следующие параметры схемы:

• температура в сепараторе аппарата ИТН, регулируется за счет изменения расхода азотной кислоты в аппарат (аммиак подается в избытком);
• концентрация упаренного раствора из выпарного аппарата, регулируется расходом исходного раствора, направляемым в выпарной аппарат;
• давление в сепараторе выпарного аппарата, регулируется расходом вто-ричного пара из выпарного аппарата;
• температура в греющей камере выпарного аппарата, регулируется расходом сокового пара из аппарата ИТН.

Продолжительность процесса выпаривания может изменяться в зависимости от концентрации раствора, полученного в аппарате ИТН, поэтому необходимо регулировать расход раствора из буферной емкости в аппарат в зависимости от концентрации уходящего раствора. Если концентрация раствора на выходе снижается (например, из-за ухудшения качества синтезированного раствора), то через регулирующий контур подается команда на снижение расхода исходного раствора в греющую камеру.

Уровень в аппарате регулируется расходом упаренного раствора. Если контур регулирования концентрации упаренного раствора подает команду на снижение расхода исходной смеси, то соответственно контур регулирования уровня в греющей камере сократит расход раствора из аппарата. Следствием этого станет большая длительность пребывания раствора в аппарате, что увеличит концентрацию упаренного раствора.

Давление в выпарном аппарате регулируется расходом вторичного пара, а температура в греющей камере – расходом вторичного пара из ИТН в греющую камеру выпарного аппарата.

Таким образом, одновременная работа контуров управления расходом азотной кислоты, уровнем раствора в аппарате, давлением в сепараторе выпарного аппарата и температурой в аппарате ИТН обеспечивает получение продукта заданной концентрации.