• Готовые работы
• Схемы автоматизации
• Теплообменное оборудование

Котел-утилизатор в производстве азотной кислоты. Функциональная схема автоматизации

В качестве объекта управления процессом конверсии аммиака (синтеза нитрозных газов) принята установка, состоящая из контактного аппарата, двух подогревателей, смесителя, окислителя и котла-утилизатора.

Показателем эффективности процесса является концентрация оксида азота в нижней части контактного аппарата, а целью управления - достижение определенного значения этой концентрации.

Аммиак, после подогрева в теплообменнике Т, смешивается с воздухом, поступающим из компрессорной установки, и направляется в контактный аппарат. После реакции на платиновом катализаторе, образуется компонент целевого продукта оксид азота.

Основными возмущениями для рассматриваемого процесса является изменение нагрузки контактного аппарата, изменение пропорции между подачей аммиака и воздуха в смеситель, а также изменение температуры исходных реагентов.

Так как концентрация оксида азота зависит от соотношения расходов аммиака, поступающего на подогреватель Т, и воздуха, поступающего от компрессора, то целесообразно поддерживать соотношение этих расходов постоянным, путем стабилизации расхода аммиака. Изменять расход воздуха с целью регулирования показателя эффективности нецелесообразно, так как при этом падает коэффициент использования компрессорной установки, обычно с номинальной, нерегулируемой производительностью.

Так как процесс конверсии аммиака является экзотермическим, и протекает при температуре 910 °С, то для использования выделившейся энергии нитрозные газы проходят через котел – утилизатор, где охлаждаются до 230 °С за счет испарения воды.

Температура исходной смеси, поступающей в контактный аппарат из смесителя, регулируется температурой аммиака, подаваемой в смеситель. Для управления температурой аммиака используется контур регулирования расхода греющего пара в теплообменник Т.

Температура нитрозных газов после котла-утилизатора регулируется расходом воды в котел.

Процесс синтеза нитрозных газов протекает с большим выделением тепла, поэтому предусмотрен контроль и сигнализация превышения температуры сверх допустимого передела в контактном аппарате. Снижение температуры также не допустимо, так как в этом случае уменьшается эффективность сеток.

В качестве дополнительных параметров, которые необходимо контролировать следует выбрать состав нитрозных газов и давление в контактном аппарате.