一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统的制作方法

专利检索2022-05-10  154



1.本实用新型涉及焦化行业硫酸配制技术领域,尤其涉及一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统。


背景技术:

2.冶金焦化行业中,焦油蒸馏系统酚盐分解单元常用的稀硫酸浓度为50%~75%,而稀硫酸一般都是通过浓度为93%~98%的浓硫酸加水稀释而得到的,浓硫酸加水配制稀硫酸的过程即为硫酸配制过程或称配酸过程。
3.现有的硫酸配制工艺及设备非常简单,通常采用一个卧式贮槽作为配酸槽,底部设有蛇形管换热器,顶部设有浓硫酸入口和工业水入口,配制前根据计算先加好配酸需要的水,然后再缓慢加入浓硫酸。由于配酸过程是放热反应过程,所以蛇形管换热器要同时通入循环水进行冷却,外部由循环泵打循环,起到搅拌的作用。硫酸配制到所需浓度以后,通过循环泵把稀硫酸抽出,然后再配下一槽,属间歇式作业。
4.上述硫酸配制工艺及设备虽然简单易用,但缺点也是很明显的;由于硫酸配制工艺的特点就是腐蚀和放热,浓硫酸在稀释的过程中,要放出大量的热,需要的换热器非常大,如果不能及时排出热量,稀硫酸的温度升高到超过设计温度,硫酸的腐蚀性会急剧增加,后果不堪设想。而蛇形管换热器设于配酸槽内部,换热面积有限,热量不能及时排出,为了降低操作温度,浓硫酸的注入速度极慢,配制一个槽的稀酸往往需要1~2天的时间,效率非常低。如果控制不好加酸量,导致操作温度过热,则配酸槽的腐蚀就会加快。由于蛇形管换热器设置在配酸槽内部,配酸槽不好做内衬,且维修不便;另外,浓硫酸注入采用常规方式,容易产生酸雾,并易于从放散口流出,危害人身安全,污染环境。
5.申请号为cn201910025885.3的中国专利申请公开了“一种焦化行业用硫酸连续配制工艺及装置”,通过向若干个喷射混合器连续同时通入工业水和预先配制的硫酸,在提高管路总流量的同时,使整个管路的温度变化梯度趋于合理,解决了硫酸配制工艺的放热问题,可实现硫酸配制的连续操作。但其要实现全自动控制,还需要对整个配酸过程进行控制衔接,并依据控制手段进行工艺的局部修改。


技术实现要素:

6.本实用新型提供了一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统,能够实现硫酸连续配制工艺系统的全自动控制,结构简单,操作方便,能够大幅提高劳动生产率。
7.为了达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案实现:
8.一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统,所述硫酸连续配制工艺系统包括配酸槽、循环泵、1#喷射混合器、2#喷射混合器、3#喷射混合器、1#管道混合器、2#管道混合器、3#管道混合器、1#循环冷却器、2#循环冷却器、浓硫酸槽及浓硫酸泵;配酸槽的循环液出口与循环液入口通过循环液管道相连,沿循环液流动方向,循环液管道上依次设循环泵、1#喷射混合器、1#管道混合器、2#喷射混合器、2#管道混合器、1#循环冷却器、3#喷射混合器、3#管
道混合器及2#循环冷却器;配酸槽的工业水入口连接工业水管道;工业水管道另外连接1#喷射混合器及循环液管道;配酸槽的稀硫酸出口连接稀硫酸管道;所述浓硫酸槽的浓硫酸出口通过浓硫酸管道连接2#喷射混合器及3#喷射混合器,浓硫酸管道上设浓硫酸泵;所述控制系统包括1#电磁阀、2#电磁阀、3#电磁阀、4#电磁阀、1#调节阀、2#调节阀、3#调节阀、4#调节阀、5#调节阀、1#节流孔板、2#节流孔板、1#流量记录调节仪表、2#流量记录调节仪表、3#流量记录调节仪表、4#流量记录调节仪表、1#流量记录累积仪表、2#流量记录累积仪表及液位记录调节仪表;其中:
9.1#调节阀及1#流量记录调节仪表设于1#喷射混合器上游的循环液管道上,并且1#调节阀与1#流量记录调节仪表联锁控制;
10.2#调节阀及2#流量记录调节仪表设于1#喷射混合器上游的工业水管道上,并且2#调节阀与2#流量记录调节仪表联锁控制;
11.3#调节阀及3#流量记录调节仪表设于2#喷射混合器上游的工业水管道上,并且3#调节阀与3#流量记录调节仪表联锁控制;
12.4#调节阀及4#流量记录调节仪表设于3#喷射混合器上游的工业水管道上,并且4#调节阀与4#流量记录调节仪表联锁控制;
13.5#调节阀设于稀硫酸管道上,并且与设于配酸槽上的液位记录调节仪表联锁控制;
14.配酸槽上游的工业水管道上设1#电磁阀及1#流量记录累积仪表,1#电磁阀、1#流量记录累积仪表、浓硫酸泵的马达、循环泵的马达之间联锁控制;
15.工业水管道与1#喷射混合器相连的分支管道上设2#电磁阀,工业水管道与循环液管道相连的分支管道上设3#电磁阀,浓硫酸泵下游的浓硫酸管道上设4#电磁阀和2#流量记录累积仪表,2#电磁阀、3#电磁阀、4#电磁阀、2#流量记录累积仪表之间联锁控制。
16.所述配酸槽上设回流液入口,通过回流液管道一连接稀硫酸管道下游的循环液管道,回流液管道一上设1#节流孔板。
17.所述浓硫酸槽上设回流液入口,通过回流液管道二连接浓硫酸泵下游的浓硫酸管道,回流液管道二上设2#节流孔板。
18.与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
19.1)能够实现硫酸连续配制工艺系统的全自动控制,结构简单,操作方便,能够大幅提高劳动生产率。
20.2)可实现硫酸连续配制工艺系统的暂停功能。
附图说明
21.图1是本实用新型所述一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统的结构示意图。
22.图中:1.配酸槽 2.循环泵 3.1#喷射混合器 4.2#喷射混合器 5.3#喷射混合器 6.1#管道混合器 7.1#循环冷却器 8.2#循环冷却器 9.浓硫酸槽 10.浓硫酸泵 11.1#电磁阀 12.2#电磁阀 13.3#电磁阀 14.4#电磁阀 15.1#调节阀 16.2#调节阀 17.3#调节阀 18.4#调节阀 19.5#调节阀 20.1#节流孔板 21.2#节流孔板 22.2#管道混合器 23.3#管道混合器 frc01.1#流量记录调节仪表 frc02.2#流量记录调节仪表 frc03.3#流量记录调节仪表 frc04.4#流量记录调节仪表 frq01.1#流量记录累积仪表 frq02.2#流量记录累积仪
表 lrc01.液位记录调节仪表 m.马达
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明:
24.如图1所示,本实用新型所述一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统,所述硫酸连续配制工艺系统包括配酸槽1、循环泵2、1#喷射混合器3、2#喷射混合器4、3#喷射混合器5、1#管道混合器6、2#管道混合器22、3#管道混合器23、1#循环冷却器7、2#循环冷却器8、浓硫酸槽9及浓硫酸泵10;配酸槽1的循环液出口与循环液入口通过循环液管道相连,沿循环液流动方向,循环液管道上依次设循环泵2、1#喷射混合器3、1#管道混合器6、2#喷射混合器4、2#管道混合器22、1#循环冷却器7、3#喷射混合器5、3#管道混合器23及2#循环冷却器8;配酸槽1的工业水入口连接工业水管道;工业水管道另外连接1#喷射混合器3及循环液管道;配酸槽1的稀硫酸出口连接稀硫酸管道;所述浓硫酸槽9的浓硫酸出口通过浓硫酸管道连接2#喷射混合器4及3#喷射混合器5,浓硫酸管道上设浓硫酸泵10;所述控制系统包括1#电磁阀11、2#电磁阀12、3#电磁阀13、4#电磁阀14、1#调节阀15、2#调节阀16、3#调节阀17、4#调节阀18、5#调节阀19、1#节流孔板20、2#节流孔板21、1#流量记录调节仪表frc01、2#流量记录调节仪表frc02、3#流量记录调节仪表frc03、4#流量记录调节仪表frc04、1#流量记录累积仪表frq01、2#流量记录累积仪表frq02及液位记录调节仪表lrc01;其中:
25.1#调节阀15及1#流量记录调节仪表frc01设于1#喷射混合器3上游的循环液管道上,并且1#调节阀15与1#流量记录调节仪表frc01联锁控制;
26.2#调节阀16及2#流量记录调节仪表frc02设于1#喷射混合器3上游的工业水管道上,并且2#调节阀16与2#流量记录调节仪表frc02联锁控制;
27.3#调节阀17及3#流量记录调节仪表frc03设于2#喷射混合器4上游的工业水管道上,并且3#调节阀17与3#流量记录调节仪表frc03联锁控制;
28.4#调节阀18及4#流量记录调节仪表frc04设于3#喷射混合器5上游的工业水管道上,并且4#调节阀18与4#流量记录调节仪表frc04联锁控制;
29.5#调节阀19设于稀硫酸管道上,并且与设于配酸槽1上的液位记录调节仪表lrc01联锁控制;
30.配酸槽1上游的工业水管道上设1#电磁阀11及1#流量记录累积仪表frq01,1#电磁阀11、1#流量记录累积仪表frq01、浓硫酸泵10的马达m、循环泵2的马达m之间联锁控制;
31.工业水管道与1#喷射混合器3相连的分支管道上设2#电磁阀12,工业水管道与循环液管道相连的分支管道上设3#电磁阀13,浓硫酸泵10下游的浓硫酸管道上设4#电磁阀14和2#流量记录累积仪表frq02,2#电磁阀12、3#电磁阀13、4#电磁阀14、2#流量记录累积仪表frq02之间联锁控制。
32.所述配酸槽1上设回流液入口,通过回流液管道一连接稀硫酸管道下游的循环液管道,回流液管道一上设1#节流孔板20。
33.所述浓硫酸槽9上设回流液入口,通过回流液管道二连接浓硫酸泵10下游的浓硫酸管道,回流液管道二上设2#节流孔板21。
34.本实用新型所述一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统的控制方法如下:
35.1)手动向1#循环冷却器7、2#循环冷却器8中通入循环冷却水,达到预设流量;
36.2)启动配酸程序;
37.3)开启1#电磁阀11,开始向配酸槽1中加水,1#流量记录累积仪表frq01开始记录,当达到间歇配置的设定值后,关闭1#电磁阀11,联锁启动循环泵2,开启3#电磁阀13;
38.4)2#调节阀16依据2#流量记录调节仪表frc02的显示调节流量,设定值为连续配酸用工业水体积流量;
39.5)1#调节阀15依据1#流量记录调节仪表frc01的显示调节流量,设定值为连续配酸用工业水体积流量的2~10倍;
40.6)循环泵2启动形成有效循环后,启动浓硫酸泵10,2#流量记录累积仪表frc02开始记录;
41.7)3#调节阀17依据3#流量记录调节仪表frc03的显示调节流量,设定值为连续配酸用浓硫酸流量的0.4~0.6倍;
42.8)4#调节阀18依据4#流量记录调节仪表frc04的显示调节流量,设定值为连续配酸用浓硫酸流量的0.4~0.6倍;
43.9)2#流量记录累积仪表frq02达到间歇配制的设定值后,间歇配置完成;关闭3#电磁阀13,开启2#电磁阀12,向1#喷射混合器3中通入工业水,开始进行连续配酸;
44.10)随着连续配酸的进行,液位记录调节仪表lrc01的液位开始上升,当达到设定液位值后,开始送出稀硫酸,5#调节阀19依据液位记录调节仪表lrc01显示的液位调节送出量恒定。
45.所述控制系统设有控制面板;当需要暂停连续配酸时,在控制面板上按暂停键,关闭2#电磁阀12、4#电磁阀14;暂停解除时,再次按暂停键,重新开启2#电磁阀12、4#电磁阀14。
46.连续配酸过程中,配酸槽1和浓硫酸槽9分别打回流;其中1#节流孔板20通过的流量为循环泵2的最小流量,2#节流孔板21通过的流量为浓硫酸泵10的最小流量。
47.本实用新型所述一种硫酸连续配制工艺系统,采取预先间歇的配酸方式,等配酸槽内的稀硫酸达到设定量的时候,再采取连续配酸连续输出的方式生产。由于配酸槽具有预先配置的一定量的稀酸,浓酸连续稀释的过程中,可以提高管路的总流量,减少整个管路的温度变化梯度,防止腐蚀的发生。本实用新型所述控制系统根据上述原理进行集成设计。
48.以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
49.【实施例】
50.如图1所示,本实施例中,配酸槽1的规格为dn2600 l=6500vn30m3;采用浓度为93%的浓硫酸(密度为1.828t/m3),预先配制50%浓度的硫酸(密度为1.395t/m3)15m3,20.925t,然后连续配制50%浓度的稀硫酸,流量为1m3/h;具体控制过程包括如下步骤:
51.1)1#循环冷却器7、2#循环冷却器8手动通入循环冷却水,达到预设流量5m3/h;
52.2)启动配酸程序;
53.3)打开1#电磁阀11,开始往配酸槽1内加入工业水,1#流量记录累积仪表frq01开始记录,当达到间歇配置的设定值9.675m3后,关闭1#电磁阀11,联锁启动循环泵2,打开3#电磁阀13;
54.4)2#调节阀16依据2#流量记录调节仪表frc02的显示调节流量,设定值为连续配酸用工业水体积流量0.645m3/h;
55.5)1#调节阀15依据1#流量记录调节仪表frc01的显示调节流量,设定值为连续配酸用工业水体积流量的5倍;
56.6)循环泵2启动2分钟后形成有效循环,启动浓硫酸泵10,2#流量记录累积仪表frq02开始记录;
57.7)3#调节阀17依据3#流量记录调节仪表frc03的显示调节流量,设定值为连续配酸用浓硫酸总流量0.75t/h的一半;
58.8)4#调节阀18依据4#流量记录调节仪表frc04的显示调节流量,设定值为连续配酸用浓硫酸总流量0.75t/h的一半;
59.9)2#流量记录累积仪表frq02达到间歇配制的设定值11.250t后(约15h),间歇配制完成,关闭3#电磁阀13,打开2#电磁阀12,通入工业水,工业水体积流量为0.645m3/h,开始进行连续配酸;
60.10)随着连续配酸的进行,液位记录调节仪表lrc01的液位开始上升,当达到设定值1.7m后,开始送出稀硫酸,通过5#调节阀19依据液位记录调节仪表lrc01的液位恒定调节送出量。
61.如果需要暂停连续配酸,只需按暂停键,关闭2#电磁阀12、4#电磁阀14;如果需要解除暂停,只需再次按暂停键,再次打开2#电磁阀12、4#电磁阀14即可。
62.1#节流孔板20、2#节流孔板21通过的流量为对应循环泵2或浓硫酸泵10的最小流量,可以保证离心泵在出口流量大幅减少情况下的连续运行。
63.停止配酸时,应按正常停工顺序手动停车。
64.以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
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