过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统及控制方法。它包括DCS控制系统、过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置；DCS控制系统包括主控制器、交换器、操作站；主控制器用于过硫酸钠、过硫酸钾生产装置的实时控制；在过硫酸钠、过硫酸钾生产装置设置有现场I/O站，现场各设备的PLC控制器与现场I/O站连接；各现场I/O站分别通过DP总线与DCS控制系统的主控制器连接。本发明专利技术由于DCS自控系统的应用，使得过硫酸钠和过硫酸钾生产过程中对各大型的蒸发、结晶设备的使用和稳定生产的目的完全可实现，从而使过硫酸钠和过硫酸钾的生产装置达到了高度自动化、大型化和现代化。

【技术实现步骤摘要】
过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统及控制方法
本专利技术属于化工生产
，涉及一种过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统及控制方法。
技术介绍
过硫酸钠、过硫酸钾是重要的化工助剂。可以广泛用于高档电子工业线路板生产的专用助剂、乙烯基单体聚合专用引发剂、高档纺织印染处理剂、土壤修复剂、环保水处理剂、分析试剂等。过硫酸钠的生产工艺有：采用电解硫酸钠、硫酸铵和硫酸混合液的电解法工艺，或采用过硫酸铵与氢氧化钠反应获得过硫酸钠的化学合成法。采用电解法获得过硫酸钠的工艺复杂、技术要求高，废水多，但产品质量高。采用化学合成法获得过硫酸钠的工艺技术简单，配合以良好的脱氨和氨回收系统，也可得到高质量的过硫酸钠产品。因此，一般采用化学合成法制取过硫酸钠。过硫酸钾的生产工艺有：采用过硫酸铵与硫酸钾进行复分解反应后重结晶的方法，或采用过硫酸铵与氢氧化钾反应获得过硫酸钾的化学合成法。重结晶的方法工艺复杂、技术要求高。采用化学合成法获得过硫酸钾的工艺技术简单，配合以良好的脱氨和氨回收系统，可得到高质量的过硫酸钾产品。因此，一般采用化学合成法制取过硫酸钾。化学合成法生产过硫酸钠、过硫酸钾产品的生产工艺如下：(1)过硫酸钠产品生产工艺(化学合成法)一定比例的过硫酸铵和液体氢氧化钠在常温下可反应生成含氨的过硫酸钠溶液，经过脱氨单元操作脱氨，氨回收用于过硫酸铵车间加氨调节PH值。在减压接近真空状态下，过硫酸钠溶液经加热蒸发结晶，离心分离得到含湿过硫酸钠结晶，经过干燥为过硫酸钠成品。过硫酸钠产品生产工艺如图2所示。(2)过硫酸钾产品生产工艺(化学合成法)一定比例的过硫酸铵和液体氢氧化钾在常温下可反应生成含氨的过硫酸钾溶液，经过脱氨单元操作脱氨。在减压接近真空状态下过硫酸钾溶液经加热蒸发结晶，离心分离得到含湿过硫酸钾结晶，经过干燥为过硫酸钾成品。过硫酸钾产品生产工艺如图3所示。目前，过硫酸钠和过硫酸钾生产行业尚未采用大规模的DCS控制系统(即分布式控制系统、集散控制系统)来对生产装置进行自动化的控制。由于该行业的特殊性，甚至连仪表自动化控制用的也不多，很多工厂都还处在作坊式的生产模式，劳动生产率低下，产品质量低，不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用DCS控制系统对过硫酸钠和过硫酸钾生产系统进行自动控制的过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统及控制方法。本专利技术的技术方案如下：本专利技术一种过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统，它包括DCS控制系统、过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置；DCS控制系统包括主控制器、交换器、操作站；主控制器通过交换器与操作站连接；主控制器用于过硫酸钠、过硫酸钾生产装置的实时控制；交换器用于主控制器与操作站之间的操作信息、状态信息通讯，操作人员通过操作站将操作指令发送给主控制器，主控制器则将实时状态发送到操作站，完成实时通讯、操作、控制；在过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置的现场设置有现场I/O站，现场各台带PLC控制器的设备的PLC控制器与现场I/O站连接；各现场I/O站分别通过DP总线与DCS控制系统的主控制器连接。进一步地，主控制器下拖两个I/O控制柜，每个I/O控制柜分别与过硫酸钠生产装置、过硫酸钾生产装置现场的所有AI、AO、DI、DO点连接，负责过硫酸钠、过硫酸钾生产装置现场所有AI、AO、DI、DO点的实时监控，并与现场所有带PLC控制器的设备的PLC控制器连接，进行实时通讯。进一步地，在过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置的现场各设置1个现场I/O站(即在过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置各设有1个I/O控制柜)，现场I/O站的输入/输出设备通过profibus_DP总线与第二主控制器连接和通讯；现场I/O站将生产现场包括过硫酸铵溶液配置系统、过硫酸钠或者过硫酸钾合成反应系统、氨气吸收系统、蒸发结晶系统、离心分离系统、干燥系统、母液处理系统、冷却水循环系统、尾气处理系统在内的各系统各现场运行设备的运行信息,尾气中含氨和含尘(颗粒物)气体的检测信息及环保处理设施的运行信息，以及所有带PLC控制器的设备包括离心机、物料输送设备的运行信息，通过DP总线传送到DCS控制系统的中央控制室的操作站，同时操作站的操作员发出的所有操作指令将通过DP总线进入各台I/O设备以及与各台I/O设备相连的各台现场运行设备的PLC控制器；通过DCS控制系统监控排放尾气的氨吸收塔中吸收液的PH值和尾气含氨浓度，监控蒸发结晶系统和母液处理系统的温度和液位，监控离心机的运行情况，监控各槽罐的液位和各动设备的运行情况及其它各个生产子系统的运行情况。进一步地，过硫酸钠生产装置包括顺序连接的过硫酸铵溶液配置系统、过硫酸钠合成反应系统、氨气吸收系统、蒸发结晶系统、离心分离系统、干燥系统，还包括与蒸发结晶系统连接的冷却水循环系统，还包括与离心分离系统连接的母液处理系统，还包括与氨气吸收系统连接的尾气处理系统；过硫酸铵溶液配置系统包括水计量槽、过硫酸铵溶液配置槽及物料输送设备；过硫酸钠合成反应系统包括过硫酸钠合成反应釜、过硫酸钠反应液中间槽；氨气吸收系统包括氨吸收塔；蒸发结晶系统包括过硫酸钠冷冻釜和蒸发结晶釜；离心分离系统包括离心机；干燥系统包括干燥机、螺旋输送机、产品储槽；冷却水循环系统包括水冷器、水箱及其循环泵；母液处理系统包括浓缩液冷冻釜、母液水储罐、母液蒸发釜、母液蒸发冷凝器；尾气处理系统包括尾气吸收塔；其中，水计量槽、过硫酸铵溶液配置槽、过硫酸钠合成反应釜、过硫酸钠冷冻釜、蒸发结晶釜、氨吸收塔、干燥机这些设备带PLC控制器；在过硫酸钠生产装置的现场设置有1个现场I/O站，现场各台带PLC控制器的设备的PLC控制器与现场I/O站即I/O控制柜连接，现场I/O站通过DP总线与DCS控制系统的11#主控制器连接。进一步地，上述过硫酸钠生产装置的DCS控制方法如下：过硫酸钠生产工艺包括：过硫酸铵溶液配置过程、过硫酸钠合成反应过程、氨气吸收过程、蒸发结晶过程、离心干燥过程、尾气处理过程；在过硫酸铵溶液配置过程中，通过DCS控制系统控制水计量槽液位在75～80％，加温至65～70℃；控制过硫酸钠生产用过硫酸铵溶液配料，配方为：过硫酸铵干料每500kg，加氢氧化钠540kg，加水量225kg；配置后温度，夏季不超过35℃，冬季不能超过29℃；在过硫酸钠合成反应过程中，通过DCS控制系统控制过硫酸钠合成反应釜中反应温度在50-55℃，液位保持在75～80％；在氨气吸收过程中，通过DCS控制系统控制：氨吸收塔中吸收液的PH值在5-7，排放的尾气中的含氨浓度在小于22mg/m3；在蒸发结晶过程中，通过DCS控制系统控制：蒸发温度在27～45℃；系统真空度在0.095MPa以上；蒸发釜内PH值在8～10；在母液处理系统中，通过DCS控制系统控制：浓缩液冷冻釜中冷冻温度8～12℃；液位在50-60％；在离心干燥过程中，通过DCS控制系统控制：过硫酸钠干燥床物料温度70～80℃；干燥床体料层高度10～12cm；在尾气处理过程中，通过DCS控制系统控制：经尾气吸收塔处理后的尾气即含尘气体中颗粒物浓度小于22.5mg/m3。进一步地，过硫酸钾生产装置包括顺序连接的过硫酸铵溶液配置系统、过硫酸钾合成反应系统、氨气吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统，其特征在于，它包括DCS控制系统、过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置；DCS控制系统包括主控制器、交换器、操作站；主控制器通过交换器与操作站连接；主控制器用于过硫酸钠、过硫酸钾生产装置的实时控制；交换器用于主控制器与操作站之间的操作信息、状态信息通讯，操作人员通过操作站将操作指令发送给主控制器，主控制器则将实时状态发送到操作站，完成实时通讯、操作、控制；在过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置的现场设置有现场I/O站，现场各台带PLC控制器的设备的PLC控制器与现场I/O站连接；各现场I/O站分别通过DP总线与DCS控制系统的主控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统，其特征在于，它包括DCS控制系统、过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置；DCS控制系统包括主控制器、交换器、操作站；主控制器通过交换器与操作站连接；主控制器用于过硫酸钠、过硫酸钾生产装置的实时控制；交换器用于主控制器与操作站之间的操作信息、状态信息通讯，操作人员通过操作站将操作指令发送给主控制器，主控制器则将实时状态发送到操作站，完成实时通讯、操作、控制；在过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置的现场设置有现场I/O站，现场各台带PLC控制器的设备的PLC控制器与现场I/O站连接；各现场I/O站分别通过DP总线与DCS控制系统的主控制器连接。2.如权利要求1所述的过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统，其特征在于，主控制器下拖两个I/O控制柜，每个I/O控制柜分别与过硫酸钠生产装置、过硫酸钾生产装置现场的所有AI、AO、DI、DO点连接，负责过硫酸钠、过硫酸钾生产装置现场所有AI、AO、DI、DO点的实时监控，并与现场所有带PLC控制器的设备的PLC控制器连接，进行实时通讯。3.如权利要求1所述的过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统，其特征在于，在过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置的现场各设置1个现场I/O站,即在过硫酸钠生产装置和过硫酸钾生产装置各设有1个I/O控制柜，现场I/O站的输入/输出设备通过profibus_DP总线与主控制器连接和通讯；现场I/O站将生产现场包括过硫酸铵溶液配置系统、过硫酸钠或者过硫酸钾合成反应系统、氨气吸收系统、蒸发结晶系统、离心分离系统、干燥系统、母液处理系统、冷却水循环系统、尾气处理系统在内的各系统各现场运行设备的运行信息,尾气中含氨和含尘气体的检测信息及环保处理设施的运行信息，以及所有带PLC控制器的设备包括离心机、物料输送设备的运行信息，通过DP总线传送到DCS控制系统的中央控制室的操作站，同时操作站的操作员发出的所有操作指令将通过DP总线进入各台I/O设备以及与各台I/O设备相连的各台现场运行设备的PLC控制器；通过DCS控制系统监控排放尾气的氨吸收塔中吸收液的PH值和尾气含氨浓度，监控蒸发结晶系统和母液处理系统的温度和液位，监控离心机的运行情况，监控各槽罐的液位和各动设备的运行情况及其它各个生产子系统的运行情况。4.如权利要求1所述的过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统，其特征在于，过硫酸钠生产装置包括顺序连接的过硫酸铵溶液配置系统、过硫酸钠合成反应系统、氨气吸收系统、蒸发结晶系统、离心分离系统、干燥系统，还包括与蒸发结晶系统连接的冷却水循环系统，还包括与离心分离系统连接的母液处理系统，还包括与氨气吸收系统连接的尾气处理系统；过硫酸铵溶液配置系统包括水计量槽、过硫酸铵溶液配置槽及物料输送设备；过硫酸钠合成反应系统包括过硫酸钠合成反应釜、过硫酸钠反应液中间槽；氨气吸收系统包括氨吸收塔；蒸发结晶系统包括过硫酸钠冷冻釜、蒸发结晶釜；母液处理系统包括浓缩液冷冻釜、母液水储罐、母液蒸发釜、母液蒸发冷凝器；离心分离系统包括离心机；冷却水循环系统包括水冷器、水箱及其循环泵；干燥系统包括干燥机、螺旋输送机、产品储槽；尾气处理系统包括尾气吸收塔；其中，水计量槽、过硫酸铵溶液配置槽、过硫酸钠冷冻釜、蒸发结晶釜、氨吸收塔、离心机、干燥机这些设备带PLC控制器；在过硫酸钠生产装置的现场设置有1个现场I/O站，现场各台带PLC控制器的设备的PLC控制器与现场I/O站即I/O控制柜连接，现场I/O站通过DP总线与DCS控制系统的11#主控制器连接。5.如权利要求1所述的过硫酸钠和过硫酸钾生产装置DCS控制系统，其特征在于，过硫酸钾生产装置包括顺序连接的过硫酸铵溶液配置系统、过硫酸钾合成反应系统、氨气吸收系统、蒸发结晶系统、离心分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天峰，傅瑞芳，
申请(专利权)人：上海天坛助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31