[發(fā)明專利]一種用于磷酸漿料冷卻的模糊控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310371556.7
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103399595A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍祖強(qiáng);張滿紅
• 申請（專利權(quán)）人: 衡陽師范學(xué)院
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;G05B13/02;C01B25/222
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到磷酸生產(chǎn)的控制設(shè)備領(lǐng)域，特指一種適用于磷酸漿料冷卻的模糊控制器。

背景技術(shù)

磷酸作為一種重要化工原料，在我國化工行業(yè)有著舉足輕重的地位。工業(yè)用磷酸通常使用硫酸萃取磷礦石的方法來獲取，并生成副產(chǎn)品硫酸鈣（俗稱磷石膏）。二水硫酸鈣具備結(jié)晶顆粒粗大、便于過濾分離的優(yōu)點，所以磷酸生產(chǎn)企業(yè)一般采用二水物工藝。萃取磷酸的過程是一個放熱過程，如果生產(chǎn)過程中不對磷酸資料進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，萃取槽的溫度可達(dá)到130℃，從而導(dǎo)致工藝指標(biāo)不合格和車間停車。生產(chǎn)實踐表明，二水物工藝的磷酸萃取槽的可行溫度范圍為[75℃，80℃]，最佳溫度為78℃。萃取磷酸期間產(chǎn)生的熱量主要來源以下兩個方面：一、硫酸萃取磷酸化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量；二、硫酸稀釋過程產(chǎn)生的熱量。為了磷酸萃取槽的溫度保持在78℃，就需要不斷地對磷酸漿料進(jìn)行冷卻。目前常用的冷卻方法有兩種：一、使用鼓風(fēng)機(jī)直接對漿料進(jìn)行風(fēng)冷；二、使用閃蒸冷凝器進(jìn)行冷凝，即把磷酸料漿置于一定的真空容器中，使其中的水分快速蒸發(fā)，通過調(diào)節(jié)真空度就可以調(diào)節(jié)水分的蒸發(fā)速度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。第一種方法簡單易行，但存在能耗高、廢氣量大、環(huán)境污染嚴(yán)重，受外界氣溫影響的缺點。第二種方法克服了第一類方法存在的缺陷，因此，國內(nèi)外大多數(shù)磷酸生產(chǎn)企業(yè)采用這種方法。但是，這種方法也存在一些不足。盡管磷酸漿料溫度的穩(wěn)定主要取決于真空度的穩(wěn)定，它還是會受到一些其它因素的影響。例如，在保持真空度不變的情況下，漿料中的水分蒸發(fā)效果受工況（如磷礦石的品位的變化和雜質(zhì)含量的變化）影響。磷礦石的品位影響磷酸濃度，磷酸濃度影響漿料粘度，漿料粘度影響水分蒸發(fā)速度。磷礦石的雜質(zhì)的變化會影響化學(xué)反應(yīng)熱量增減，同時也會影響漿料泡沫的多少，化學(xué)反應(yīng)熱量的增減和漿料泡沫的多少亦會影響水分的蒸發(fā)速度。水分蒸發(fā)的快慢最終影響萃取槽的溫度。這種情況下，就需要調(diào)節(jié)真空度，以改變水分的蒸發(fā)速度，從而達(dá)到保持萃取槽的溫度穩(wěn)定。另外，大氣壓力的變化、電網(wǎng)電壓的波動、真空管道的漏氣等故障均可引起真空度的變化，從而影響水分的蒸發(fā)速度，最終也會造成萃取槽的溫度的波動。在這種情況下，調(diào)節(jié)真空度的目的是為了穩(wěn)定真空度，以抵消外部因素造成的真空度波動。歸納起來，調(diào)節(jié)真空度的原因來自以下兩個方面：其一，萃取槽溫度的變化；其二，閃蒸冷凝器真空度本身的變化。

目前，磷酸生產(chǎn)企業(yè)一般采用人工方式調(diào)節(jié)閃蒸冷凝器的真空度以實現(xiàn)萃取槽溫度的穩(wěn)定。然而這種人工調(diào)節(jié)方式要求操作工人有豐富的調(diào)節(jié)經(jīng)驗，同時要求操作工人在整個調(diào)節(jié)過程中（一般為2-6小時）必須密切監(jiān)視調(diào)節(jié)指標(biāo)的變化，稍有疏忽容易造成調(diào)節(jié)失敗。在生產(chǎn)現(xiàn)場，這種調(diào)節(jié)方式有較大的操作難度，容易造成工藝指標(biāo)的波動，給產(chǎn)品質(zhì)量控制的帶來不利影響。因此，非常有必要開發(fā)一種自動調(diào)節(jié)閃蒸冷凝器真空度的控制器，以保持萃取槽溫度穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自動化程度高、使用方便、能夠提高生產(chǎn)工藝指標(biāo)的穩(wěn)定性、最終提高成品質(zhì)量的用于磷酸漿料冷卻的模糊控制器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于磷酸漿料冷卻的模糊控制器，包括溫度傳感器、真空度傳感器、模糊信息處理單元、輸出信號處理單元和真空度調(diào)節(jié)單元，所述溫度傳感器用來檢測磷酸萃取槽內(nèi)漿料的實時溫度，所述真空度傳感器用來檢測閃蒸冷凝器內(nèi)的實時真空度，所述模糊信息處理單元接收到溫度傳感器、真空度傳感器的溫度信號和真空度信號后進(jìn)行模糊化處理并進(jìn)行模糊推理，所述輸出信號處理單元用來接收模糊信息處理單元的輸出結(jié)果并轉(zhuǎn)換為電流信號，所述真空度調(diào)節(jié)單元根據(jù)輸出信號處理單元的電流信號調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥門的泄氣量。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述溫度傳感器與溫度信號處理單元相連并將溫度傳感器的檢測信號轉(zhuǎn)換為模糊信息處理單元的輸入信號。

所述真空度傳感器與真空度信號處理單元相連并將真空度傳感器的檢測信號轉(zhuǎn)換為模糊信息處理單元的輸入信號。

本發(fā)明還包括聲光報警單元，所述聲光報警單元與模糊信息處理單元相連并接收模糊信息處理單元的控制指令，且當(dāng)溫度信號或者真空度信號超過生產(chǎn)工藝設(shè)定的允許值時在模糊信息處理單元的控制下產(chǎn)生聲光報警信號。

所述模糊信息處理單元包括溫度信號模糊化單元、真空度信號模糊化單元和模糊推理單元，所述溫度模糊化單元采用三角形隸屬度函數(shù)進(jìn)行模糊化處理，所述真空度模糊化單元采用三角形隸屬度函數(shù)進(jìn)行模糊化處理，所述模糊推理單元的推理結(jié)果為模糊單值隸屬度函數(shù)、并根據(jù)中心平均解模糊方法和模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理。