Технологический процесс растворения гидроксида натрия

№122-1,

технические науки

Данный проект посвящен проектированию автоматизированной системы управления технологическим процессом растворения гидроксида натрия. В статье приведено описание и анализ технологического процесса. Так же представлены средства автоматизации и регулирования и их краткие технические характеристики.

Похожие материалы

Гидроксид натрия (лат. Nátrii hydroxídum; другие названия — каустическая сода, едкий натр) — самая распространённая щёлочь, химическая формула NaOH. В год в мире производится и потребляется около 57 миллионов тонн едкого натра. Гидроксид натрия применяется во многих промышленных сферах. Процесс растворения гидроксида натрия в воде происходит с большим выделением тепла. Например, при растворении 25 кг едкого натра в 29,3л воды (для получения 46% раствора) температура раствора поднимается с 15 0С до 2410С.

Процесс растворения гидроксида натрия
Рисунок 1. Процесс растворения гидроксида натрия

Технологический процесс проходит в емкости растворения, которая предназначена для получения раствора гидроксида натрия, получаемого путем растворения в воде.

Процесс растворения состоит из:

  1. Загрузка сырья в емкость (вода и гранулы гидроксида натрия)
  2. Растворения гидроксида натрия с помощью перемешивания
  3. Охлаждение раствора и передача его в емкость хранения.

Установка состоит из 3 емкостей и 2 теплообменников.

В емкость растворения (поз.1) заливается необходимое количество холодной воды после чего аппаратчик засыпает гранулы гидроксида натрия.

Включает установку и начинается процесс растворения в ходе реакции выделяется тепло и раствор нагревается до 90-95 0С. Раствор необходимо охлаждать, через клапан (3д) и насос (3г) раствор прокачивается через теплообменник (поз.2). В ходе теплообмена температура раствора уменьшается, а температура воды служащей хладагентом увеличивается. Вода после теплообменника поступает в емкость хранения обратной воды (поз.3). Где разбавляется водой из второго контура охлаждения. Вода в емкости (поз.3) распределяется между контуром 1 и 2, для охлаждения, вода контура 2 поступает в теплообменник (поз.2). Где передает свое тепло холодной воде подоваемой из системы водоснабжения, а она используется потребителями в качестве горячей воды и отопления. Отработанная и остатки воды 2 и 3 контура сливаются в накопительную емкость (поз.4) после чего сливаются в канализацию.

Функциональная схема установки по растворению гидроксида натрия
Рисунок 2. Функциональная схема установки по растворению гидроксида натрия

Регулирование температуры осуществляется за счет изменения скорости вращения насоса. Для построения САР и получения представлений о свойствах объекта, был осуществлен метод эксперимента, с помощью которого возможно достаточно точно определить свойства объекта. С этой целью емкость оснащают аппаратурой для внесения входных типовых возмущений и определения ее ответной реакции во времени.

Функциональная схема теплообменника
Рисунок 3. Функциональная схема теплообменника

Для снятия временных характеристик достигается постоянство скорости нагнетания, затем вносится на вход возмущающее воздействие — ступенчатое увеличение температуры. Реакция объекта на то возмущение, кривая разгона, регистрируется в координатах: выходная величина — температура, преобразованная в относительные координаты, изменяющиеся в диапазоне от 0 до 100%, и время. Изменение входной величины регистрируется до тех пор, пока объект управления не примет значение 950С.