Станислав Горобченко - Курс «Современный ТРИЗ». Модуль «Алгоритм решения инжиниринговых задач АРИнЗ»

Титр молока регулируют расходом воды, подаваемой на гашение. Концентрация Са(ОН)2 измеряется каждые 30 мин.

Конечная температура молока (85–95%) в значительной степени зависит от температуры, поступающей на гашение воды, которая подогревается за счет тепла конденсации водяных паров, выходящих из гасителя. Для гашения используют подогретую воду из холодильников газа содовых печей или газа дистилляции.

Сложности для арматуры.

– Налипание и кристаллизация осадка.

– Сложная среда с большим количеством хлор-ионов, вызывающих значительную коррозию даже при высокой щелочности среды (рН 8–11,4).

– Истирание затворов и значительные трудности при страгивании затвора.

– Зарастание трубопроводов и, как следствие, уменьшение проходного сечения, что приводит к изменению пропускной способности и возможной потере линейности регулирования. Желательна регулирующая арматура с более широким диапазоном регулирования.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЧИСТКА СЫРОГО РАССОЛА

Технологическая схема очистки основана на осаждении с предварительной каустификацией содового раствора. Основной задачей регулирования является поддержание стабильности нагрузки по очищенному рассолу. Необходимая степень очистки рассола достигается стабилизацией концентрации рассола и дозирования осадительных реагентов в зависимости от нагрузки и постоянства температурного режима.

Участки регулирования

– Регулирование подачи содового раствора из декарбонизатора

– Разбавление очищенным рассолом известкового молока

– Регулирование подачи содового раствора и известкового молока в каустификатор.

– Регулирование узла отвода шлама

– Регулирование подачи реагентов и сырого рассола

Сложности работы арматуры:

– Инкрустация поверхностей при кристаллизации Ca(CO)3 и Mg (OH)2.

АММОНИЗАЦИЯ (АБСОРБЦИЯ) ОЧИЩЕННОГО РАССОЛА

Технологическая схема процесса абсорбции состоит из участка напора (напорный бак), промывателя воздуха фильтров, промывателя газов колонн, промывателей газа абсорбции, собственно абсорберов, холодильника газов дистилляции, холодильника аммонизированного рассола, сборника конденсата и сборника аммонизированного рассола.

Опыт эксплуатации показывает, что более 50% возмущений режима отделения карбонизации является следствием изменения качества аммонизированного рассола.

Задачами развития технологической схемы участка абсорбции являются повышение уровня регулирования процесса, в частности, за счет реализации схем воздействия на расход рассола, т.к. продолжительность и амплитуды переходных процессов в такой схеме значительно меньше по сравнению со схемой, в которой производится воздействие на нагрузку дистилляции.

Поскольку отделения аммиачного цикла в содовом производстве взаимосвязаны, то важно, чтобы нагрузки были согласованы в динамическом режиме регулирования.

Регулирование процесса

Задачей регулирования является получение аммонизированного рассола постоянного заданного состава путем поглощения всего поступившего на абсорбцию аммиака.

Участки регулирования

– Узел регулирования очистки отходящих газов от аммиака, включая промывку газов свежим рассолом, получения рассола с минимальным содержанием аммиака, охлаждения и отвода тепла при растворении NH3 и СО2 в рассоле и конденсации водяных паров.

– Регулирование температуры рассола на выходе из абсорбера

– Регулирование температуры рассола на входе в абсорбционную колонну

– Регулирование температуры на выходе из промывателя газа

– Регулирование вспомогательных контуров

– Регулирование давления и температуры для стабилизации состава парогазовой смеси, поступающей из отделения дистилляции на абсорбцию через регулирование подачи охлаждающей воды, и степень открытия заслонки на газопроводе, отводящем газ к вакуум насосам.

– Регуляторы температуры рассола

– Регуляторы температуры воды в холодильники

– Регулятор уровня рассола в напорном баке

Какое разнообразие!

КАРБОНИЗАЦИЯ

Является ведущим отделением содового производства. Технологическая схема состоит из колонны предварительной карбонизации, промывателя газа колонн, осадительной карбонизационной колонны, холодильника, трубопровода подачи смешанного газа, подачи газа известковых печей.

Ведущим потоком отделения карбонизации принимается поток диоксида углерода, поступающего из отделения кальцинации.

Регулирование

Решаются задачи поддержания стабильных и оптимальных параметров технологического процесса. Обеспечивается соответствие между количествами подаваемого диоксида углерода и аммонизированного рассола.

Узлы регулирования

– Регулирование постоянного уровня жидкости в колонне

– Регулирование расхода и давления, температуры жидкости на входе, газа на входе,

– Регулирование расхода, давления и температуры жидкости на выходе, газа на выходе

– Регулирование подачи охлаждающей воды и воды на выходе из холодильников.

– Регулирование разбавления и поддержания стабильной концентрации ионов Cl-.

– Регулирование выдуваемого аммиака

– Регулирование параметров вакуум фильтров

– Регулирование уровня

– Регулирование вспомогательных участков

Клапаны систем выпуска газов в атмосферу в связи с наличием экспанзерного газа, содержащего H2, H2S, CO.

Сложности при регулировании

– Множество взаимосвязанных узлов.

– Барботажные узлы, приводящие к повышенной вибрации.

Сложности для арматуры

Основной проблемой является кристаллизация и инкрустация поверхностей гидрокарбонатом натрия, кристаллизующегося из раствора с образованием отложений кристаллической массы. В процессе рабочего пробега колонны происходит зарастание ее внутренней поверхности и поверхностей холодильных трубок отложениями бикарбоната натрия, что приводит к изменению условий пребывания жидкости в колонне, условий охлаждения и, как следствие, условий абсорбции СО2 жидкостью. Карбонизационные колонны каждой серии последовательно, по мере окончания рабочего цикла переключаются на промывку.

Таким образом, частые остановы с целью промывки отложений и повышенная цикличность работы арматуры является особенностью процесса. Так без промывки колонна работает не более 3х-4х суток. Промывка может длиться 16–20 ч. Количество колонн для обеспечения непрерывности процесса составляет не менее 4-х ед.

При расчете арматуры необходимо использовать данные по цикличности работы арматуры в связи с частыми отключениями каскада колонн для промывки.

КАЛЬЦИНАЦИЯ

Технологическая схема процесса кальцинации состоит из следующих узлов: смесителя, питателя, вакуум-фильтра, скребкового транспортера, бункера, шнековых транспортеров, транспортных труб, циклона, коллектора газа содовых печей, холодильника газов содовых печей, промывателя газов содовых печей, сборника слабой жидкости, элеватора, выгружного шнека, газоходов, содовой печи и топки.