Ознакомление с технологическим процессом охлаждения кристаллизатором

1. Описание технологического процесса с обоснованием контролируемых и регулируемых параметров.

Принцип действия кристаллизатора чем – то напоминает холодильник. Оба эти устройства призваны понижать температуру (т.е. охлаждать).

1.  Контролируемые параметры.

а) В кристаллизатор поступает водный раствор NaOH , а в холодильник, соответственно, мы ставим продукты. Продукты не должны быть слишком горячие ( если они все – таки горячие, то предварительно мы их должны их остудить, примерно, до комнатной температуры), поэтому что бы знать не горячие ли они мы должны знать температуру. Аналогично и с кристаллизатором. На входе в кристаллизатор мы должны фиксировать температуру раствора NaOH, которая по технологии должна быть 90⁰С.

б) После охлаждения из кристаллизатора выходит маточный раствор при температуре 40⁰С которую мы должны контролировать. Этот параметр контролируется для того, чтобы направить маточный раствор на последующую стадию уже с известной температурой для дальнейшего использования.

в)  В отличие от холодильника в кристаллизаторе охлаждение происходит за счет того, что тепло отдается хладоносителю. Температура хладоносителя на входе должна быть 15⁰С, а на выходе 20⁰С.

г) Чтобы температура хладоносителя была именно такая нужно, чтобы поддерживался его расход.  Он должен быть – 22 т/ч.

д) Число оборотов мешалки ( 60 об/мин ) нужно знать для того, чтобы кристаллизация происходила по всему объему одинаково.

2.  Регулируемые параметры

а) Для того, чтобы продукты в холодильнике дольше сохранились и не портились, нужно поддерживать определенную температуру в холодильнике. Аналогично, и с кристаллизатором. В кристаллизаторе должна быть 65⁰С. Регулирование температуры осуществляется за счет расхода хладоносителя. При уменьшении расхода происходит увеличение температуры в агрегате, потому, что меньше тепла отдается хладоносителю. Соответственно при  увеличении расхода наоборот.

б) В кристаллизаторе мы должны регулировать уровень (2500мм), постоянство которого обеспечивается расходом раствора на кристаллизацию (5000 кг/ч).     

3.  Для удобства работы с кристаллизатором предусмотрена сигнализация отклонения температуры в агрегате от заданной ( -/+ 5⁰С ).

2. Выбор и обоснование средств автоматизации

На функциональной схеме изображены все средства автоматизации, необходимые для контроля и регулирования параметров которые в свою очередь обеспечивают стабильность работы кристаллизатора. Наиболее важными параметрами в нашей схеме является:

а) Температура в агрегате. Для ее регулирования необходимы следующие средства автоматизации: 

Датчик (поз.      ) Существуют 2 основных метода измерения температуры: контактный  - термометры и бесконтактный – пирометры. К контактному относятся:

термометр расширения, манометрические термометры, электрические термометры расширения, термоэлектрические термометры ( термопары ). К бесконтактному (пирометры ) относят :пирометрические, радиационные, цветовые, фотоэлектрические.

В нашей схеме мы выбираем контактный метод измерения температуры. В качестве датчика выбираем термоэлектрический преобразователь, т.к. у него есть выходной сигнал, который воспринимает вторичный прибор и ему не требуется нормирующего преобразователя. Чувствительный элемент термопары представляет собой два термо­электрода, сваренных между собой на рабочем конце в термопару (спай) и изолированных по всей длине при помощи одно- или двухканальных трубок и бус из пиро­метрического фарфора и окиси алюминия. Чувствитель­ный элемент помещается в защитную арматуру, в комплект которой входит водозащищенная головка с колод­кой зажимов. Двойные термометры имеют два электри­ческих изолированных чувствительных элемента. Спай поверхностного термоэлектрического термометра электри­чески соединен с защитной арматурой. Свободные концы термометра через колодку зажимов присоединяются к вторичному прибору или преобразо­вателю.  Существует множество видов термопар: хромель – копелевая, платина – родиевая, хромель – алюмелевая, вольфрам – рениевая и т.д. Мы выбираем хромель – копелевую термопару ТХК 0515 , она является  виброустойчивая