过硫酸铵生产装置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铵生产装置DCS控制系统及控制方法。它包括DCS控制系统、过硫酸铵生产装置；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铵生产装置的实时控制；在过硫酸铵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，使得过硫酸铵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，从而使过硫酸铵的生产装置达到了高度自动化、大型化和现代化。该装置通过DCS控制系统自动控制，可获得高纯度的过硫酸铵产品，还能使电解效率达到最好。

【技术实现步骤摘要】
过硫酸铵生产装置DCS控制系统及控制方法
本专利技术属于化工生产
，涉及一种过硫酸铵生产装置DCS控制系统及控制方法。
技术介绍
过硫酸铵是一种重要的化工助剂，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。过硫酸铵可作为生产过硫酸钠、过硫酸钾的原料。过硫酸铵一般以硫酸铵和硫酸为原料采用电解法生产制得。电解法生产过硫酸铵产品的生产工艺如下：硫酸铵溶液和硫酸溶液在一定温度条件下，经电解后的溶液，阳极出料中含有高浓度的过硫酸铵，经过加氨调节PH值，过滤去除杂质，过硫酸铵以冷冻结晶法离心分离出来，母液水循环使用，作为阳极料。电解槽流出的阴极料经补充浓硫酸，达到一定的密度和酸度要求后，补充阴极料循环使用。经离心分离得到的含湿过硫酸铵，一部分作为原料生产过硫酸钠、过硫酸钾，一部分经过干燥为过硫酸铵成品。过硫酸铵产品生产工艺如图2所示。目前，过硫酸铵产品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控制系统对过硫酸铵生产系统进行自动控制的过硫酸铵生产装置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铵生产装置DCS控制系统，它包括DCS控制系统、过硫酸铵生产装置；DCS控制系统包括主控制器、交换器、多个操作站；主控制器通过交换器与操作站连接；主控制器用于过硫酸铵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；在过硫酸铵生产装置现场设置有现场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；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3个I/O控制柜，3个I/O控制柜与过硫酸铵生产装置现场的所有AI、AO、DI、DO点连接，负责过硫酸铵生产装置现场所有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，过硫酸铵生产装置现场设置三个现场I/O站即设有三台I/O设备，现场I/O站的输入/输出设备通过profibus_DP总线与第一主控制器连接和通讯；三个现场I/O站将生产现场包括原料配置及投料系统、电解整流系统、电解反应系统、通氨系统、冷冻结晶系统、离心分离系统、过硫酸铵蒸发回收系统、冷却水循环系统、干燥系统、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控制器的设备包括四套电解整流设备、离心机、冷冻机、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总线进入此三台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控制系统监控通氨系统和排放尾气的氨吸收塔中吸收液的PH值，监控冷冻结晶系统的温度和液位，监控电解整流系统整流器的电压和电流、电解反应系统的物料浓度和流量，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，过硫酸铵生产装置包括顺序连接的原料配置及投料系统、电解反应系统、通氨系统、冷冻结晶系统、离心分离系统、干燥系统，还包括与电解反应系统连接的电解整流系统、与冷冻结晶系统连接的冷却水循环系统、与电解反应系统连接的过硫酸铵蒸发回收系统，还包括与电解反应系统、干燥系统连接的尾气处理系统；原料配置及投料系统包括顺序连接的硫酸配制槽、阴极料高位槽、阴极料缓冲罐，顺序连接的阳极料高位槽、阳极料缓冲罐，以及物料输送泵；电解整流系统包括整流器和控制器；电解反应系统包括电解槽及其相连的物料进出管道；阴极料缓冲罐、阳极料缓冲罐分别与电解槽的阴极进料口、阳极进料口连接；通氨系统包括与电解槽的阳极出料口顺序连接的硫酸铵投料罐、通氨釜；冷冻结晶系统包括冷冻结晶釜和冷冻机；离心分离系统包括离心机；通氨釜、冷冻结晶釜、离心机顺序连接；过硫酸铵蒸发回收系统包括与电解槽的阴极出料口连接的蒸发釜；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；尾气处理系统包括旋风分离器即除尘器、风机、水幕除尘系统；其中，电解槽、冷冻结晶釜、冷冻机、蒸发釜、离心机、干燥机、阴极料高位槽、阳极料高位槽、阴极料缓冲罐、阳极料缓冲罐、硫酸铵投料罐、通氨釜这些设备带PLC控制器；在过硫酸铵生产装置的现场设置有3个现场I/O站，现场各台带PLC控制器的设备的PLC控制器与3个现场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，上述过硫酸铵生产装置的DCS控制方法如下：过硫酸铵生产工艺包括：原料配置及输送(含投料)过程、电解整流过程、电解反应过程、通氨过程、冷冻结晶过程、离心分离过程、过硫酸铵蒸发回收过程、冷却水循环过程、干燥过程、尾气处理(即除尘)过程；在电解整流过程中，通过DCS控制系统控制整流器电流在5650～5950A；电解槽单槽电压＜5.5V；在原料配置及输送过程中，通过DCS控制系统控制阴极料高位槽、阳极料高位槽中的液位在30-70％；控制阳极料进料酸度≥0.2mol/L；阴极料进料酸度1.0～1.8mol/L；阳极料密度为29～31Be°；在电解反应过程中，通过DCS控制系统控制从阴极料缓冲罐、阳极料缓冲罐出来的物料流量，使阳极料进料流量(单槽)80～120L/h、阴极料进料流量(单槽)300～600L/h；控制阳极出料中高浓度过硫酸铵的含量保持在230～280g/L；阴极料出料酸度在0.3-0.48mol/L；控制阳极料温度30-40℃(冬季)，30-45℃(夏季)；在通氨过程中，通过DCS控制系统控制通氨釜中通氨后阳极料PH值在7.0～7.5；通氨后料液温度32～38℃；并且，控制与通氨釜入口连接的硫酸铵投料罐中过硫酸铵含量≥210g/L；投料后阳极料密度29～31Be°；在冷冻结晶、离心分离、干燥过程中，通过DCS控制系统控制冷冻结晶釜内温度在0～-5℃；干燥床物料温度60～75℃；干燥床体料层高度10～12cm；干燥后成品的含水量低于0.1％；在尾气处理(即除尘)过程中，通过DCS控制系统控制经旋风分离器(除尘器)除尘，再经水幕除尘系统再次除尘后的尾气即含尘气体中颗粒物浓度小于3.3mg/m3。本专利技术的有益效果：本专利技术的过硫酸铵生产装置DCS控制系统，可以大幅度地提高劳动生产率，提高产品质量、提高原材料的利用率改善环保。由于DCS自控系统的应用，使得过硫酸铵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，从而使过硫酸铵的生产装置达到了高度自动化、大型化和现代化。采用DCS控制系统对过硫酸铵生产系统进行自动控制，有极大的经济效益和社会效益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过硫酸铵生产装置DCS控制系统，其特征在于，它包括DCS控制系统、过硫酸铵生产装置；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铵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；在过硫酸铵生产装置现场设置有现场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；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】
1.一种过硫酸铵生产装置DCS控制系统，其特征在于，它包括DCS控制系统、过硫酸铵生产装置；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铵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；在过硫酸铵生产装置现场设置有现场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；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所述的过硫酸铵生产装置DCS控制系统，其特征在于，主控制器下拖3个I/O控制柜，3个I/O控制柜与过硫酸铵生产装置现场的所有AI、AO、DI、DO点连接，负责过硫酸铵生产装置现场所有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所述的过硫酸铵生产装置DCS控制系统，其特征在于，过硫酸铵生产装置现场设置三个现场I/O站即设有三台I/O设备，现场I/O站的输入/输出设备通过profibus_DP总线与第一主控制器连接和通讯；三个现场I/O站将生产现场包括原料配置及投料系统、电解整流系统、电解反应系统、通氨系统、冷冻结晶系统、离心分离系统、过硫酸铵蒸发回收系统、冷却水循环系统、干燥系统、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控制器的设备包括四套电解整流设备、离心机、冷冻机、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总线进入此三台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控制系统监控通氨系统和排放尾气的氨吸收塔中吸收液的PH值，监控冷冻结晶系统的温度和液位，监控电解整流系统整流器的电压和电流、电解反应系统的物料浓度和流量，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所述的过硫酸铵生产装置DCS控制系统，其特征在于，过硫酸铵生产装置包括顺序连接的原料配置及投料系统、电解反应系统、通氨系统、冷冻结晶系统、离心分离系统、干燥系统，还包括与电解反应系统连接的电解整流系统、与冷冻结晶系统连接的冷却水循环系统、与电解反应系统连接的过硫酸铵蒸发回收系统，还包括与电解反应系统、干燥系统连接的尾气处理系统；原料配置及投料系统包括顺序连接的硫酸配制槽、阴极料高位槽、阴极料缓冲罐，顺序连接的阳极料高位槽、阳极料缓冲罐，以及物料输送泵；电解整流系统包括整流器和控制器；电解反应系统包括电解槽及其相连的物料进出管道；阴极料缓冲罐、阳极料缓冲罐分别与电解槽的阴极进料口、阳极进料口连接...

【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