一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统及方法

摘要

本发明涉及一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统及方法，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；本发明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。

说明书

技术领域

本发明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及方法。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明提供了一种硫酸连续配制工艺系统的控制系统及方法，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。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

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：

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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。

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。

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。

一种硫酸连续配制工艺系统的控制方法，包括如下步骤：

1)手动向1#循环冷却器、2#循环冷却器中通入循环冷却水，达到预设流量；

2)启动配酸程序；

3)开启1#电磁阀，开始向配酸槽中加水，1#流量记录累积仪表开始记录，当达到间歇配置的设定值后，关闭1#电磁阀，联锁启动循环泵，开启3#电磁阀；

4)2#调节阀依据2#流量记录调节仪表的显示调节流量，设定值为连续配酸用工业水体积流量；

5)1#调节阀依据1#流量记录调节仪表的显示调节流量，设定值为连续配酸用工业水体积流量的2～10倍；

6)循环泵启动形成有效循环后，启动浓硫酸泵，2#流量记录累积仪表开始记录；

7)3#调节阀依据3#流量记录调节仪表的显示调节流量，设定值为连续配酸用浓硫酸流量的0.4～0.6倍；

8)4#调节阀依据4#流量记录调节仪表的显示调节流量，设定值为连续配酸用浓硫酸流量的0.4～0.6倍；

9)2#流量记录累积仪表达到间歇配制的设定值后，间歇配置完成；关闭3#电磁阀，开启2#电磁阀，向1#喷射混合器中通入工业水，开始进行连续配酸；

10)随着连续配酸的进行，液位记录调节仪表的液位开始上升，当达到设定液位值后，开始送出稀硫酸，5#调节阀依据液位记录调节仪表显示的液位调节送出量恒定。

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、4#电磁阀；暂停解除时，再次按暂停键，重新开启2#电磁阀、4#电磁阀。

连续配酸过程中，配酸槽和浓硫酸槽分别打回流；其中1#节流孔板通过的流量为循环泵的最小流量，2#节流孔板通过的流量为浓硫酸泵的最小流量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

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。

2)可实现硫酸连续配制工艺系统的暂停功能。

附图说明

图1是本发明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。

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

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明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：

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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。

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。

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。

一种硫酸连续配制工艺系统的控制方法，包括如下步骤：

11)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；

12)启动配酸程序；

13)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；

14)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；

15)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；

16)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；

17)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；

18)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；

19)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；

20)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。

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。

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。

本发明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。本发明所述控制系统根据上述原理进行集成设计。

以下实施例在以本发明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，但本发明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。

【实施例】

如图1所示，本实施例中，配酸槽1的规格为DN2600 L＝6500VN30m

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5m

2)启动配酸程序；

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9.675m

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0.645m

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；

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；

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；

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；

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0.645m

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。

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。

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。

停止配酸时，应按正常停工顺序手动停车。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。