CN103246297A - 一种真空制盐效体浓度自动建立方法 - Google Patents

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薛孟
王孝伟
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Abstract

本发明公开了一种真空制盐效体浓度自动建立方法，从影响结晶过程的溶液过饱和度入手，在无需增加额外设备的前提下，实现溶液过饱和度在不同效体的差异性的在线建立和自动控制，解决真空制盐行业在粒度控制方面的缺陷。本发明实现了无外加设备的前提下的效体浓度在线测量，根据效体外界环境变化计算效体结晶的最佳浓度值及所有过程的自动控制，从而使得结晶过程更加快速、粒度更加均匀、降低了劳动成本、减少了人工操作误差、提高了效率。

Description

一种真空制盐效体浓度自动建立方法
技术领域
本发明涉及一种真空制盐工艺，更具体的说，本发明是一种真空制盐效体浓度自动建立方法，属于制盐工业领域。
背景技术
盐的粒度作为衡量盐质量的重要指标之一， 其粒度的大小和均匀性，直接影响到产品的质量、性能和销售价格。平均粒度大且均匀的产品易过滤，干燥过程能耗低，盐质较高。同时粒度大且均匀的产品在贮存或运输的过程中结块的倾向小，即使发生了结块现象，由于单位接触点少，结块也易破碎。然而，在我国制盐生产中所使用的流程和设备结构在很多情况下是以提高产品产量和降低能耗的角度而设计，而对怎样提供较好的结晶环境和如何控制产品的粒度考虑不多。尤其是在多效蒸发***，如何控制产品的粒度技术更是少见。
溶液结晶是溶质从溶液中析出形成晶体的过程，结晶过程的产量取决于结晶物质的溶解度。溶液的浓度恰好等于溶质的溶解度时，称为饱和溶液；溶液含有超过溶解度的溶质含量时，则称为过饱和溶液。溶质含量超过饱和溶液的部分用过饱和度表示。过饱和度是结晶过程的主要推动力。在结晶过程中，溶液的过饱和度对结晶过程有很大影响，它决定着结晶过程所发生的不同过程及其不同过程的速率，因而直接影响到产品的粒度与粒度分布。
根据大量实验研究证实，溶液的过饱和度与结晶存在特定关系。溶解度曲线和过溶解度曲线将溶液浓度-温度图分割为稳定区、介稳区和不稳定区三个区域。在稳定区内，溶液未达到饱和，因而没有结晶的可能。在介稳区内，不会自发的产生晶核，但若加入晶种，这些晶种就会长大。在不稳定区域内，溶液能自发的产生晶核，越深入不稳定区，自发产生的晶核也多。因此在工业结晶过程中，控制溶液的过饱和度是控制结晶过程的关键参数。工业结晶过程只有尽量控制在介稳区内，才能避免自发成核，得到平均粒度大的结晶产品。
现阶段常用的方式就是在现场安装在线测试仪表，对现场实际的浓度进行测量，然后根据运行人员的经验确定各效体的浓度运行范围。这样不仅增加了投资，而且由于效体浓度确定及控制都是人工操作，从而存在很大的人为误差，大幅增加劳动强度。
发明内容
本发明旨在解决真空制盐行业在粒度控制方面的缺陷，主要从影响结晶过程的溶液过饱和度入手，在无需增加额外设备的前提下，实现溶液过饱和度在不同效体的差异性的在线建立和自动控制，即提供一种真空制盐效体浓度自动建立方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
进料量F、进料浓度X0、完成液浓度Xm作为预处理模块1的输入变量，经处理后，输出作为各效体实际浓度估计器的输入，各效体实际浓度估计器按下式计算得到各校体实际浓度值
Figure 36740DEST_PATH_IMAGE001
  
为第i效体实际浓度值，m为该制盐工艺的效体数目。
根据温度Ti、压力Pi结合溶解度人工分析值对应表，通过预处理模块2处理后，输出作为各效体目标浓度分析器的输入，各效体目标浓度分析器计算得到各效体目标浓度值。
各效体目标浓度分析器的输出作为PID控制器的设定值，各效体实际浓度估计器的输出作为控制器的测量值，通过PID控制器进行控制，输出作为控制幅度分配器的输入；各效体液位设定值和实际测量值作为效体液位解耦控制器的输入，采用PID控制算法进行控制；效体液位解耦控制器输出与控制幅度分配器输出叠加共同作用于效体补料阀和效体过料阀，达到调节效体浓度的目的。
本发明具有以下优点：本发明在无需外加设备的前提下，能够实现效体浓度的在线测量，可以节省设备购置等费用；能够通过效体外界环境的变化，计算出效体结晶所需的最佳浓度值，使得结晶过程更加的快速，粒度更加均匀；能够实现所有过程的自动控制，降低了劳动成本，减少了人工操作误差，提高了效率。
附图说明
附图1为溶液浓度-温度示意图。
附图2为真空制盐m效体浓度自动建立流程框图。
具体实施方式
某真空制盐装置采用四效顺流方式，下面对二效体浓度建立进行如下说明。
进料量F为100 Kg/小时，进料浓度X0为24 Kg/m3，完成液浓度Xm为20 Kg/m3，将它们的信号通过预处理模块1处理后作为效体浓度估计器的输入，通过计算得到二效体实际浓度为22.9 Kg/m3；二效体温度Ti为110℃，压力Pi为0.4 Mpa，再结合溶解度人工分析值对应表，通过效体目标浓度分析器计算得到二效体目标浓度为23.5 Kg/m3，通过控制器2运算之后，输出作为控制幅度分配器的输入，控制器2采用PID算法进行控制，其中比例P取值范围为100～120，积分时间I取值范围为150～200，微分时间D取值范围为10～20；控制器2的输出通过控制幅度分配器后，给效体补料阀FV2的数值为K12，给效体过料阀XV2的数值为K22。
二效体液位设定值和实际测量值作为效体液位解耦控制器的输入，采用PID控制算法进行控制，其中主控制器的比例P取值范围为100～120，积分时间I取值范围为150～200，微分时间D取值范围为10～20，副控制器比例P取值范围为150～200，积分时间I取值范围为200～250，微分时间D取值范围为10～20；效体液位解耦控制器输出给效体补料阀FV2的数值为K32，给效体过料阀XV2的数值为K42。
最终，效体补料阀FV2和效体过料阀XV2为控制幅度分配器输出与效体液位解耦控制器输出共同叠加的结果，使得二效体实际浓度向目标浓度23.5 Kg/m3接近。

Claims (2)

1.一种真空制盐效体浓度自动建立方法，其特征在于进料量、进料浓度、完成液浓度经过预处理后，通过各效体实际浓度估计器计算出效体实际浓度；各效体温度Ti、压力Pi和溶解度人工分析值对应表经过预处理后，通过各效体目标浓度估计器计算出效体目标浓度；效体目标浓度和效体实际浓度分别作为控制器的设定值和测量值，采用PID算法实现控制。
2.根据权利要求1所述一种真空制盐效体浓度自动建立方法，其特征在于效体液位设定值和实际测量值作为效体液位解耦控制器的输入，采用PID控制算法进行控制；效体液位解耦控制器输出与控制幅度分配器输出叠加共同作用于效体补料阀和效体过料阀，对效体浓度进行调节。
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