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 нейтрализации 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.

В 2004 г. система контроля приготовления магнезиальной добавки внедрена на ОАО «Азот» (г.Черкассы).

Принцип работы

Расчеты и лабораторные исследования показали, что при нейтрализации 35%-ной азотной кислоты магнезиальной добавкой выпадение Fe(OH)3 в осадок происходит в результате смещения pH раствора от 2 до 6.3, причем практически 100%-е выпадение Fe(OH)3 в осадок происходит при pH более 6,0 (рис.1). При этом наблюдается зависимость тока окисления-восстановления от количества избыточной азотной кислоты в растворе, а также происходит скачок потенциала при окончании нейтрализации и выпадении осадка (рис.2), что позволяет осуществлять контроль процесса.

Комплектация

Поставка системы для двух аппаратов приготовления магнезиальной добавки включает:

комплектацию системы одноплатным промышленным компьютером с платой ввода-вывода,
двумя двухканальными потенциостатами и четырьмя датчиками концентрации (включая резервные);
выдачу рабочей документации на узлы ввода датчиков;
авторский надзор за монтажом узлов ввода датчиков;
установку датчиков для системы, наладка системы;
передачу технической документации на систему;
выдачу инструкции по эксплуатации;
обучение обслуживающего персонала;
проведение гарантийных испытаний системы и сдача в эксплуатацию.

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

Гарантийные условия

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. Исполнитель обязуется осуществлять послегарантийное обслуживание системы. Предлагаемая система внедряется в течение 4 месяцев.

Правила эксплуатации

Процесс приготовления магнезиальной добавки:

Заливка воды в нейтрализатор («потенциал» устанавливается порядка 50%, «концентрация кислоты» около 0%);
Добавление кислоты в нейтрализатор («потенциал» устанавливается порядка 85- 95%, «концентрация кислоты» около 20%);
Добавление первой добавки реагента, начало процесса нейтрализации («потенциал» остается неизменным, показания «концентрации кислоты» увеличиваются до 40- 50% вследствие повышения температуры раствора до 80оС);
При дальнейших добавках реагента «потенциал» изменяется мало, показания «концентрации кислоты» пропорционально уменьшаются;
При приближении «концентрации кислоты» к нулю показания «потенциала» начинают уменьшаться. При этом количество добавки следует уменьшать;
В области стехиометрического соотношения «концентрация кислоты» стремится к нулю, а небольшая добавка (10-50 кг) приводит к резкому скачку «потенциала»;
Вследствие того, что в области стехиометрического соотношения была добавлена слишком большая добавка (500 кг), полученный раствор нейтрализовали кислотой, при этом «потенциал» вырос с 30 до 40%.

Индикация концентрации кислоты позволяет грубо судить о ходе процесса нейтрализации, а индикация потенциала позволяет точно установить момент достижения стехиометрического равновесия. При подходе к области стехиометрического равновесия добавку реагента следует уменьшать. Так, если для проведения процесса нейтрализации в целом необходимо около 4- х тонн магнезиальной добавки, то для перехода через стехиометрическое равновесие достаточно 10 - 50 кг магнезиальной добавки, при этом рН составляет 6,5- 6,8. Изменение потенциала на 10% соответствует примерно 1 ед. рН.