Система непрерывного контроля содержания серной кислоты

Система контроля концентрации серной кислоты дает:

• возможность непрерывно количественно измерять содержание серной кислоты в диапазоне 5-230 г/л непосредственно в технологических растворах (в аппаратах и трубопроводах);
• долговечность и надежность (устойчивость к загрязнениям) датчиков системы;
• простота обслуживания и калибровки в промышленных условиях.

Кроме того, использование системы дает возможность:

• наглядно представлять информацию о процессе;
• автоматизировать поддержание концентрации серной кислоты на заданном уровне;
• оптимизировать процесс синтеза.

Недостатки существующего аналитического контроля концентрации серной кислоты

• периодичность и субъективность лабораторных анализов;
• трудозатраты на проведение анализов;
• вредное воздействие промышленных растворов на здоровье обслуживающего персонала;
• исчезновение катализатора из раствора (человеческий фактор).

Исполнение

Система непрерывного контроля содержания серной кислоты в процессе синтеза гидроксиламинсульфата (для одного канала измерения концентрации) состоит из:

• датчика концентрации;
• блока искрозащиты;
• потенциостатического устройства;
• промышленного компьютера с платами ввода-вывода.

Принцип работы системы

В основу работы системы положена зависимость токов восстановления на поляризуемом в потенциодинамическом режиме электроде от содержания серной кислоты.

• По сигналу с компьютера потенциостатическим устройством подается разность потенциалов на датчик концентрации;
• Токовый сигнал с датчика концентрации через блок искрозащиты измеряется потенциостатическим устройством, преобразуется в напряжение и подается на плату АЦП компьютера;
• Компьютер по величине сигнала вычисляет концентрацию серной кислоты.

На базе системы контроля может быть реализована система регулирования содержания серной кислоты. При этом компьютер сравнивает измеренное значение концентрации серной кислоты с заданным, вычисляет управляющее воздействие, которое с платы ЦАП поступает на клапан через преобразующее устройство.

Программное обеспечение

• управляет работой системы;
• отображает измеренные параметры процесса в виде трендов и числовых значений;
• позволяет просматривать историю процесса.

Лабораторные испытания

• Система апробирована на модельных средах производства гидроксиламисульфата в лабораторных условиях.
• Установлено, что в пределах от 5 до 230 г/л H2SO4 возможен надежный контроль содержания кислоты.
• Показания системы по H2SO4 практически не зависят от температуры и содержания в растворе гидроксиламинсульфата, сульфата аммония.
• Кроме того, система может быть использована для измерения концентрации гидроксиламисульфата в диапазоне 0-12 г/л.

Промышленные испытания

• Система апробирована в промышленных условиях синтеза гидроксиламинсульфата в цехе К-5 на Черкасском ОАО «Азот».
• В течение всего срока испытаний система выполняла непрерывное определение массовой доли свободной серной кислоты и отражала динамику ее изменения.
• Параллельные анализы массовой доли свободной серной кислоты с помощью лабораторной методики показали сходимость с результатами измерений системы.

Экономический эффект

Экономический эффект может быть достигнут за счет:

• оптимизации процесса синтеза гидроксиламинсульфата;
• сокращения количества отборов анализов, снижения трудозатрат, уменьшения вредного воздействия на здоровье обслуживающего персонала;
• устранения причины исчезновения катализатора из раствора (человеческий фактор).

Работы по внедрению системы

• обследование производства, выдачу рабочей документации на узлы ввода датчиков;
• комплектация системы;
• авторский надзор за монтажом узлов ввода датчиков;
• монтаж датчиков, приборной части системы;
• наладка системы;
• выдача технического описания и инструкции по эксплуатации;
• обучение обслуживающего персонала;
• проведение гарантийных испытаний, сдачу системы в эксплуатацию.

Монтаж узлов ввода датчиков и прокладка кабельных трасс выполняется Заказчиком. Предлагаемая система внедряется в течение 4-х месяцев.

Результаты лабораторных испытаний системы