• Готовые работы
• Схемы автоматизации
• Теплообменное оборудование

Кристаллизатор карбамида. Функциональная схема автоматизации

В качестве объекта управления при автоматизации процесса кристаллизации раствора карбамида примем следующие аппараты: 1) подогреватель; 2) емкость для хранения исходного раствора карбамида; 3) вакуум-насос; 4) кристаллизатор карбамида.

Показателем эффективности процесса выпаривания является концентрация раствора карбамида, покидающего аппарат. Снижение концентрации вызывает ухудшение качества конечного продукта, а увеличение сверх расчетного может вызвать поломку оборудования ввиду значительной вязкости высококонцентрированного раствора карбамида. Также параметром контроля является давление в кристаллизаторе.

Основными возмущающими воздействиями для проектируемого кристаллизатора является изменение состава, температуры и расхода исходного раствора.

Производство карбамида относится к пожаровзрывоопасным. Использование электрической схемы передачи сигнала допускается, если использовать приборы взрывозащищенного исполнения.

Для эффективного протекания процесса кристаллизации необходимо поддерживать постоянной температуру исходного раствора (70 °С). В соответствии с технологической схемой, на линии ввода исходного раствора в кристаллизатор установлен подогреватель, обогреваемый горячей водой (90 °С). Следовательно, изменяя расход воды, можно управлять температурой сырья.

Так как продолжительность процесса кристаллизации может изменяться в зависимости от концентрации исходного раствора, то необходимо регулировать расход исходного раствора в аппарат в зависимости от концентрации уходящего раствора. Если концентрация плава на выходе снижается (например, из-за ухудшения качества синтезированного раствора), то через регулирующий контур подается команда на снижение расхода исходного раствора в кристаллизатор.

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

Аппарат работает под вакуумом, поэтому давление в аппарате регулируется оборотами привода вакуум-насоса.

Таким образом, одновременная работа контуров управления расходом исходного раствора, уровнем раствора в аппарате, давлением сокового пара и температурой исходного раствора обеспечивает получение продукта заданной концентрации.

При отводе плава из аппарата по его концентрации материальный баланс установки поддерживают, сохраняя равенство между количеством растворенного вещества, уходящим из установки, и количеством вещества, поступающего с исходным раствором. Это обеспечивается поддержанием постоянства уровня раствора в кристаллизаторе путем воздействия на клапаны, установленные на трубопроводах по­дачи раствора в соответствующий аппарат. При возрастании расхода концентрированного раствора уровень в аппарате понижается, что вызывает увеличение подачи раствора в аппарат.

Тепловой баланс процесса при небольших колебаниях расхода исходного раствора обеспечивают регулятором расхода на трубопроводе подачи греющей воды подогреватель. Нормальный тепловой режим работы кристаллизатора возможен только при подаче исходного раствора с постоянной температурой, определенной в технологическом расчете (70 °С). Для достижения этого устанавливают регулятор температуры исходного раствора, выходной сигнал которого воздействует на клапан, изменяющий расход теплоносителя в подогреватель.