Месяц: Сентябрь 2019

Система контроля процесса приготовления магнезиальной добавки для производства аммиачной селитры представляет собой комплекс устройств, обеспечивающий автоматический контроль процесса нейтрализации азотной кислоты магнезиальной добавкой.

Целью настоящей разработки является создание системы непрерывного и постоянного контроля (индикации) избыточной азотной кислоты и магнезиальной добавки в технологическом растворе следующего состава:

• – азотная кислота – 0-35%;
• – нитрат магния – 0-45%;
• – вода – остальное.

Система предназначена для контроля содержания избыточной азотной кислоты, определения точки окончания нейтрализациии и образования и выпадения в осадок гидроокиси железа с целью оптимизации процесса приготовления магнезиальной добавки

Использование системы даёт возможность контролировать процесс приготовления магнезиальной добавки, наглядно представлять информацию о процессе, сохранять и просматривать историю процесса.

Изготовление и монтаж узлов ввода датчиков, монтаж приборной части системы, прокладка кабельных трасс выполняется Заказчиком.

Гарантийный срок эксплуатации системы предприятием-изготовителем 1 год с момента ввода в эксплуатацию.

В течение гарантийного срока Исполнитель осуществляет бесплатный ремонт системы и поставляет новые версии программного обеспечения.

Система непрерывного контроля массовой доли воды в плаве аммиачной селитры (для одного канала измерения концентрации) состоит из:

• датчика концентрации;
• блока искрозащиты;
• модуля нормализации сигнала;
• клапана подачи хладагента;
• промышленного компьютера с платами ввода-вывода.

Принцип работы системы:

• Подаче хладагента в датчик концентрации и измерении температуры внутри датчика при охлаждении и кристаллизации раствора (плава);
• Анализе измеренной зависимости температура – время в режиме «скользящего окна», определении температуры кристаллизации;;
• расчете по ней массовой доли воды в растворе (плаве) карбамида.

После определения температуры кристаллизации подача хладагента прекращается, среда внутри датчика концентрации обновляется и цикл повторяется.

Время цикла составляет порядка 10 минут

Система непрерывного контроля массовой доли воды в растворе карбамида (для одного канала измерения концентрации) состоит из:

• датчика концентрации;
• блока искрозащиты;
• модуля нормализации сигнала;
• клапана подачи хладагента;
• промышленного компьютера с платами ввода-вывода.

Принцип работы системы:

• Подаче хладагента в датчик концентрации и измерении температуры внутри датчика при охлаждении и кристаллизации раствора (плава);
• Анализе измеренной зависимости температура – время в режиме «скользящего окна», определении температуры кристаллизации;;
• расчете по ней массовой доли воды в растворе (плаве) карбамида.

После определения температуры кристаллизации подача хладагента прекращается, среда внутри датчика концентрации обновляется и цикл повторяется.

Время цикла составляет порядка 10 минут

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.

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

Принцип работы системы:

• 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.

Преимущества предлагаемой системы контроля концентрации серной кислоты :

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

В настоящее время контроль (мониторинг) коррозионного состояния и регулирование скорости коррозии аппаратов и трубопроводов, контактирующих с агрессивными средами, по степени важности приобретают такое же значение, как контроль и регулирование основных параметров технологических процессов.

Активная форма коррозионного контроля предусматривает проведение на основе получаемой информации технологических и антикоррозионных мероприятий, позволяющих снизить скорость коррозии до допустимых значений. С помощью систем коррозионного контроля удалось эффективно решить проблемы контроля и защиты от коррозии промышленного оборудования в сернокислых, фосфорнокислых, солянокислых, хлоридсодержащих, аммиачных средах, а также оборотной воде, растворах удобрений и растворах очистки газов от СО2. Было установлено, в частности, что в агрегатах синтеза аммиака среды очистки газов от СО2 имеют высокую коррозионную активность по отношению к углеродистым сталям. Так, в 25%-ном растворе K2CO3, насыщенном СО2, скорость коррозии углеродистой стали при повышенных температурах (около 100оС) может достигать 10 мм/год. В горячих насыщенных СО2 растворах моноэтаноламина (МЭА) скорость коррозии углеродистой стали составляла 0,3 мм/год, однако при этом срок службы оборудования не превышал 2,5 года из-за локальных коррозионных разрушений. Для снижения скорости коррозии оборудования в горячих поташных растворах в качестве ингибитора используется пятиокись ванадия. Однако ингибирующая (критическая) концентрация V+5 -ионов зависит от ряда условий – как технологических (температура, содержание СО2 и т.д.), так и коррозионных (состояние поверхности стали, ее потенциал). В настоящее время контроль содержания ингибитора и коррозии оборудования в растворе «Карсол» осуществляют по результатам лабораторных анализов ионов ванадия и ионов железа. Основными недостатками лабораторного метода определения ионов ванадия и железа являются периодичность анализа (один раз в сутки), а также его трудоемкость и субъективность. Недостатком определения скорости коррозии коррозионно-электрохимическими методами в лабораторных условиях является сложность моделирования условий промышленного аппарата (давление до 28 атм, температура выше 100оС, орошение поверхности, насыщение СО2 и пр.).

Исследования показали, что наиболее эффективным способом определения и поддержания пассивного состояния оборудования является контроль коррозионного состояния по потенциалу. Существует однозначная зависимость скорости коррозии углеродистой стали в поташных растворах от значения потенциала коррозии.

Поэтому потенциал поверхности оборудования наиболее объективно отражает его коррозионное состояние. Резкое повышение скорости коррозии оборудования является следствием нарушения пассивного состояния. При этом для снижения скорости коррозии оборудования до допустимых величин требуется повышенная концентрация пятивалентного ванадия, а для поддержания пассивного состояния концентрация V+5 -ионов может быть снижена в несколько раз.

Программно-технический комплекс, состоящий из потенциостатического устройства (потенциостата) ПИ-2МК-10А, платы ввода-вывода и программного обеспечения Powergraph (в дальнейшем ПТК)- предназначен для проведения широкого спектра научных исследований в различных областях химии и физики. В частности, для исследования электрохимических процессов, протекающих в системе электродэлектролит.

ПТК собран на современной элементной базе, что позволяет обеспечить высокую точность, надежность, быстродействие и стабильность его работы.

Работа ПТК осуществляется под управлением современного, ведущего в области научных исследований, программного обеспечения, что позволяет осуществлять управление работой ПТК и выполнять сбор и обработку данных в режиме реального времени.

Отличительными особенностями ПТК являются:

1. Возможность работы на заземленных объектах (в т.ч. в промышленных условиях, в средах, находящихся непосредственно внутри работающих аппаратов).

2. Возможность одновременного независимого исследования двух электродных систем по двум каналам в одном растворе (позволяет производить одновременные исследования разных материалов в одном растворе в абсолютно одинаковых условиях).

3. Возможность формирования сигнала поляризации сложной формы.

4. Возможность формирования токов величиной до 5 Ампер.

ПТК позволяет:

1. Поддерживать заданный потенциал рабочего электрода.

2. Изменять потенциал рабочего электрода в соответствии с заданной функцией (линейно, ступенчато, синусоидально и т.д.) с различными скоростями.

3. Поддерживать заданный ток поляризации рабочего электрода.

4. Изменять ток поляризации рабочего электрода линейно и ступенчато с различными скоростями.

5. Измерять и регистрировать ток поляризации рабочего электрода.

6. Измерять и регистрировать потенциалы рабочего и вспомогательного электродов относительно электрода сравнения.

7. Работать в режиме измерителя потенциалов электродов (потенциометра).

8. Выполнять коррозионно-электрохимические измерения.

9. Измерять концентрации веществ потенциометрическим методом.

10. Измерять концентрации веществ вольтамперометрическим методом.

11. Формировать зарегистрированные данные для последующей компьютерной обработки.