[發明專利]過硫酸鹽生產裝置DCS控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201810298966.6
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108279658A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 張天峰;傅瑞芳
• 申請（專利權）人: 上海天壇助劑有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 肖愛華

本發明公開了一種過硫酸鹽生產裝置DCS控制系統及控制方法。它包括DCS控制系統、過硫酸銨生產裝置、過硫酸鈉生產裝置和過硫酸鉀生產裝置；DCS控制系統包括兩個主控制器、兩個交換器、多個操作站；兩個主控制器分別用于過硫酸銨生產裝置和過硫酸鈉、過硫酸鉀生產裝置的實時控制；在過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀生產裝置設置有現場I/O站，現場各設備的PLC控制器與現場I/O站連接；各現場I/O站分別通過DP總線與DCS控制系統的主控制器連接。本發明由于DCS自控系統的應用，使得過硫酸鹽生產過程中對各大型的蒸發、結晶設備的使用和穩定生產的目的完全可實現，從而使過硫酸鹽的生產裝置達到了高度自動化、大型化和現代化。

技術領域

本發明屬于化工生產技術領域，涉及一種過硫酸鹽生產裝置DCS控制系統及控制方法。

背景技術

過硫酸鹽包括過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀等，是重要的化工助劑。過硫酸銨可作為生產過硫酸鈉、過硫酸鉀的原料。過硫酸鹽可以廣泛用于高檔電子工業線路板生產的專用助劑、乙烯基單體聚合專用引發劑、高檔紡織印染處理劑、土壤修復劑、環保水處理劑、分析試劑等。

過硫酸銨一般以硫酸銨和硫酸為原料采用電解法生產制得。

過硫酸鈉的生產工藝有：采用電解硫酸鈉、硫酸銨和硫酸混合液的電解法工藝，或采用過硫酸銨與氫氧化鈉反應獲得過硫酸鈉的化學合成法。采用電解法獲得過硫酸鈉的工藝復雜、技術要求高，廢水多，但產品質量高。采用化學合成法獲得過硫酸鈉的工藝技術簡單，配合以良好的脫氨和氨回收系統，也可得到高質量的過硫酸鈉產品。因此，一般采用化學合成法制取過硫酸鈉。

過硫酸鉀的生產工藝有：采用過硫酸銨與硫酸鉀進行復分解反應后重結晶的方法，或采用過硫酸銨與氫氧化鉀反應獲得過硫酸鉀的化學合成法。重結晶的方法工藝復雜、技術要求高。采用化學合成法獲得過硫酸鉀的工藝技術簡單，配合以良好的脫氨和氨回收系統，可得到高質量的過硫酸鉀產品。因此，一般采用化學合成法制取過硫酸鉀。

電解法生產過硫酸銨，化學合成法生產過硫酸鈉、過硫酸鉀產品的生產工藝如下：

(1)過硫酸銨產品生產工藝(電解法)

硫酸銨溶液和硫酸溶液在一定溫度條件下，經電解后的溶液，陽極出料中含有高濃度的過硫酸銨，經過加氨調節PH值，過濾去除雜質，過硫酸銨以冷凍結晶法離心分離出來，母液水循環使用，作為陽極料。電解槽流出的陰極料經補充濃硫酸，達到一定的密度和酸度要求后，補充陰極料循環使用。經離心分離得到的含濕過硫酸銨，一部分作為原料生產過硫酸鈉、過硫酸鉀，一部分經過干燥為過硫酸銨成品。過硫酸銨產品生產工藝如圖2所示。

(2)過硫酸鈉產品生產工藝(化學合成法)

一定比例的過硫酸銨和液體氫氧化鈉在常溫下可反應生成含氨的過硫酸鈉溶液，經過脫氨單元操作脫氨，氨回收用于過硫酸銨車間加氨調節PH值。在減壓接近真空狀態下，過硫酸鈉溶液經加熱蒸發結晶，離心分離得到含濕過硫酸鈉結晶，經過干燥為過硫酸鈉成品。過硫酸鈉產品生產工藝如圖3所示。

(3)過硫酸鉀產品生產工藝(化學合成法)

一定比例的過硫酸銨和液體氫氧化鉀在常溫下可反應生成含氨的過硫酸鉀溶液，經過脫氨單元操作脫氨。在減壓接近真空狀態下過硫酸鉀溶液經加熱蒸發結晶，離心分離得到含濕過硫酸鉀結晶，經過干燥為過硫酸鉀成品。過硫酸鉀產品生產工藝如圖4所示。

目前，過硫酸鹽生產行業尚未采用大規模的DCS控制系統(即分布式控制系統、集散控制系統)來對生產裝置進行自動化的控制。由于該行業的特殊性，甚至連儀表自動化控制用的也不多，很多工廠都還處在作坊式的生產模式，勞動生產率低下，產品質量低，不穩定。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種采用DCS控制系統對過硫酸鹽生產系統進行自動控制的過硫酸鹽生產裝置DCS控制系統及控制方法。