Курсовая работа: Автоматизация установки получения диамоний-фосфата

В течении ряда десятилетий под автоматикой понималось прежде всего выполнение без участия человека некоторых действий, однозначно связывающих причину и следствие.

Сущность современного этапа развития автоматизации можно было бы кратко охарактеризовать как переход от автоматизации «действий» к автоматизации «принятия решений». То есть, переход от так называемой цикловой (обеспечивающей выполнение чисто повторных действий) автоматики и автоматической стабилизации технологических режимов к использованию средств, обеспечивающих оптимизацию процессов, к осуществлению органической связи основного производственного оборудования с автоматикой.

В каждом производственном процессе, наряду с «вещественными потоками», существуют совершенно другие потоки, которые можно назвать «информационными». Они представляют собой некоторую первичную информацию о ходе производственного процесса и необходимы для контроля и управления. Эта информация передается на соответствующие пункты управления (например, в операторную, диспетчерскую и т. п.), где подвергается обработке и используется для принятия решений при управлении процессом.

Автоматическое регулирование технологических процессов на различных предприятиях позволяет получить высокую производительность при наименьших производственных затратах и высоком качестве продуктов. Однако системы автоматического регулирования оказываются не достаточно эффективными, если они спроектированы только на основании общих положений теорем автоматического регулирования. Для наиболее эффективной работы таких систем их необходимо проектировать с учетом особенностей технологических процессов, для которых они предназначены.

Довольно часто системы автоматики, разработанные непосредственно на предприятиях, работают вполне удовлетворительно. Это указывает с одной стороны, на то, что заводские инженеры в состоянии справится с решением таких задач, а с другой стороны – на то, что успешное проектирование систем автоматики иногда может быть выполнено без применения очень сложного математического аппарата. Такое положение объясняется наличием простых правил установки и наладки автоматических регуляторов.

В настоящее время рядом ученых в различных лабораториях и университетах созданы более прогрессивные принципы проектирования систем автоматического регулирования. Однако прелагаемые ими методы обычно не реализуются полностью, если в разработке систем не участвуют люди, которые должны их эксплуатировать. Проблемы, связанные с автоматическим регулированием технологических процессов, как правило, возникают на заводе, поэтому должны решаться на самом предприятии. До тех пор, пока проектировщики систем автоматического регулирования и эксплуатационники не будут связанны между собой, их общие проблемы остаются нерешенными. Несмотря на то, что решение задач автоматического регулирования возможно математическими методами, эти же задачи приближенно могут быть решены путем довольно не сложных приемов. Таким образом, уравнение высокого порядка и быстродействующие вычислительные машины целесообразно применять лишь там, где более простыми методами решить задачи не удается.

Блестяще разработанные общие положения о системах автоматического регулирования, а также математическое описание процесса регулирования сами по себе никакой ценности не представляют. Системы автоматического регулирования должны учитывать свойства технологического процесса с целью обеспечения оптимального протекания процесса.

Без глубокого знания технологического процесса, система регулирования не может быть спроектирована квалифицированно. Для автоматического регулирования необходимо максимально знать требования, предъявляемые к химико-технологическим процессам.

Организационно-технологическая часть

Описание технологического процесса.

Диаммонийфосфат - многокомпонентная система, полученная нейтрализацией экстракционной фосфорной кислоты аммиаком и состоящая в основном из фосфатов аммония сульфатов аммония, фосфатов железа, алюминия и др.

Стандартный ДАФ имеет состав 18-46-0. Это основной «товарный» сорт. В продукте с меньшим показателем N или Р205 основным веществом являются другие соли аммония и продукт не может считаться диаммонийфосфатом

Составы чистых солей - моноаммоний фосфата (МАФ) и ДАФ предоставлены ниже в таблице 1.

Таблица 1. Содержание питательных веществ чистых фосфатов аммония

Производство диаммоний фосфата основано на двух стадийной нейтрализацией экстракционной фосфорной кислоты аммиаком с последующей грануляцией и сушкой аммонизированной пульпы.

Основные реакции нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком экзотермические и протекают с выделение большого количества тепла. Взаимодействие аммиака с фосфорной кислотой на первой стадии нейтрализации идет по основной реакции:

NH3 + H3PO4 = NH4H2P04 + Q

Для получения диаммонийфосфатной пульпы проводят вторую стадию нейтрализации кислоты:

NH4H2P04 + NH3 = (NH4 )2НР04 + Q

Образованный двух замещенный фосфат аммония позволяет увеличить содержание азота в продукте до требуемой величины.

Степень нейтрализации фосфорной кислоты на первой стадии определяется ее концентрацией и технологической схемой производства.

Присутствующие в фосфорной кислоте растворимые примеси (Mg, Са, Fe, Al, SO4, F) образуют следующие соединения:

MgO + Н3Р04 + 2Н20 = MgHP04 3H20 + Q

СаО + Н3Р04 + Н20 = СаНР04 2Н20 + Q

Дикальцийфосфат и димагнийфосфат являются водонерастворимыми соединениями. Их образование приводит к снижению содержания усвояемых форм Р2О5 в продукте.

Соединения Fe и А1 образуют сложные комплексные соли с фосфорной кислотой, из которых соединения А1+3 находятся в продукте в усвояемой форме.

При нейтрализации сульфатов и фторидов образуются (NH4)2S04, (NH4 )2SiF6, которые являются основными носителями азота в удобрении.

Суммарная теплота реакций нейтрализации имеет такой же порядок, какой требуется для выпаривания воды из фосфорной кислоты.

МАФ и ДАФ обычно имеют очень хорошие физические характеристики, когда они производятся из экстракционной кислоты. Для обоих удобрений особенности хранения и особенности грануляции зависят от содержания примесей в кислоте. Гелеобразная структура некоторых примесей, способствуют грануляции, и служит в качестве кондиционера для предотвращения слеживания, даже при высоком содержании влаги в готовом продукте (примерно 3%). К этим примесям относятся в основном фосфаты алюминия. Добавление примесей, особенно соединений, содержащих алюминий, могут улучшить грануляцию и качество продукта, если в исходной кислоте их недостаточно. Добавление небольшого количества фосфоритов к фосфорной кислоте перед аммонизацией так же может улучшить грануляцию.

Одновременное влияние соединений алюминия, железа и магния имеет совокупный характер, Если одна примесь улучшает процесс, то этот эффект может компенсироваться отрицательным влиянием других примесей. На содержание лимоно-растворимых форм Р2О5 кроме содержания железа, алюминия, и магния большее влияние оказывают технологические параметры производства.

Для производства сорта 18-46-0 в качестве примеси улучшающей процесс может использоваться серная кислота в количестве примерно 50 кг/тонну. Без серной кислоты ДАФ с показателями 18.4%-18.8% N и 47.2%-47.5% усвояемого Р2О5 может быть получен, используя только очищенную фосфорную кислоту. Когда используется неочищенная кислота, полученная из некоторых низко сортных фосфоритов, то получить ДАФ сорта 18-46-0, может быть тяжело. Пример технологического режима производства ДАФ из Алжирских фосфоритов марки «В» приведен в таблице 2.

Упаривание пульпы после первой стадии является обязательной стадией производства. При упаривании пульпы теряется основная масса воды и на вторую стадию нейтрализации пульпа должна поступать с минимальной влажностью. Для предотвращения загустевания пульпы во время ее упаривания первую стадию нейтрализации следует вести до мольного отношения, при котором существует максимальная растворимость образующихся фосфатов аммония. На рис.1 показана зависимость растворимости фосфатов аммония от мольного отношения. Наибольшая растворимость фосфатов при мольном отношении 1.4, 1.5.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11