Способ определения модификационного перехода в процессе охлаждения гранулированной аммиачной селитры

 

О П И С А Н И Е (ii>882976

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соыетскик

Социалнстичесиик

Рес ублнк (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 03.05 79 (21) 2788428/23-26 (51)М. Кл.

С 05 С 1/02 с присоединением заявки М (23) П риоритет

3ЬеудератеенныН квинтет

СССР не делен. нзебретенкй н еткрытнй

Опубликовано 23. 1) . 81 Бюллетень М 43 (53) УДК631. . 842. 4 (088. 8) Дата опубликования описания 25 I 1 (72) Авторы изобретения

А.Д. Дорфман и Я.И. Дубинский (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДИФИКАЦИОННОГО ПЕРЕХОДА

В ПРОЦЕССЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОЙ

АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ

Изобретение относится к областипроиэводства азотных удобрений и может быть использовано для регулирования процесса охлаждения в аппаратах с кипящим слоем.

Известно, что качество гранулированной аммиачной .селитры, в частности слеживаемость и прочность гранул, зависят от того, какие модификацион- ные превращения претерпела селитра при ее охлаждении.

t0

Известен способ в котором переход второй кристаллической формы в четвер- . тую может осуществляться не только путем последовательного ряда превра15 щения II -э III — IV, но при определенных условиях и минуя третью форму, т.е. непосредственно Il - IV. Установлен.е условий стабилизации перехода (I IV в процессе охлаждения

20 гранул является важным условием повышения качества готового продукта (1).

В настоящее время сущест вует множество способов стабилизации перехода 1(- IV, например изменением режима охлаждения, применением различных добавок и др. Однако отсутствуют применимые в условиях промышленного производства способы контроля за происходящими, в процессе охлаждения модификационными превращениями.

Известен также способ контроля температуры охлаждения проб аммиачной селитры в лабораторных условиях с помощью самописцев, которые фиксируют выделение тепла модификационного превращения. В зависимости от того, при какой температуре произошел скачок температурной кривой, определяют тип модификационного перехода .1.2).

Недостатком известного способа является невозможность его использования в промыШленных условиях, где необходима автоматизация контроля типа модификационного перехода в трехсекционном кипящем слое.

882976 то пе еход II — э III, иначе - II - IV, где G,,G3 — расход воздуха на вто6 рой и третьей секциях соответственно, ф

" к» з х I:3g„„ тура воздуха на входе и выходе второй и третьей секции соответственно, гв ГР rP A

"ввх рвах звх звык темпера тура гранул на входе и выходе второй и третьей секций соответственно. Воз1р можность реализации способа обусловлена следующим.

Известно, что процесс охлаждения аммиачной селитры характеризуется рядом модификационных превращений, в результате которых присходит перестройка кристаллической структуры.

Существует несколько кристаллических модификаций аммиачной селитры — нитрата аммония. Для пяти из них известен диапазон температур и теплота модификационных переходов. Параметры модификационных превращений приведены в таблице. если йвх в вых

3ВЫК

Таблица 1

Температура, С

Р и/и

Теплота превращения, ккал/кг

Превращение

1 Распвав

16,2

169,6

125,8

84,1

13,2

4,0 — 111

32,3

5,1

1,4

-17 п v

50,8

5,55

С С

Р р

Для определения типа модификационного перехода в предлагаемом способе используют оба параметра модификационных превращений: теплоту и температуру °

Как известна, охлаждение гранул сопровождается нагреванием охлаждающе.го агента — воздуха, причем в отсутствии модификационного перехода соблюдается соотношение, выражающее ба- 5в ланс тепла:

G С

I(P в в

= GÄC

ГР где G<

Цель изобретения - автоматизация контроля типа модификационного перехода е трехсекционном кипящем слое.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения модификационного перехода в процессе охлаждения гранулированной аммиачной селитры путем контроля температуры охлаждаемого продукта, измеряют температуру охлаждаемого продукта и охлаждающего воздуха на входе и выходе каждой сек" ции, расход охлаждающего воздуха на выходе каждой секции и по соотношению измеренных параметров определяют тип перехода с помощью вычислительного устройства по следующему выражению:

r& r9 (ькв» t вь к )

0 — соответственно расход

"к гранул и расход воздух» на к-той секции; соответственно теплоемкость гранул и теплоемкость воздуха;

rp ге температура гранул на входе и выходе к-той секции; — температура воздуха на

41 квх кварк входе и выходе к-той секции.

8 результате выделения тепла модификационного превращения тепловой баланс по уравнению (1) нарушается, :то позволяет судить о наличии модификационного перехода, а температура, при которой он произошел — о его типе.

Предлагаемый способ определения модификационного перехода в процессе охлаждения гранулированной аммиач8829 нои селитры в трехсекционном кипящем слое предусматривает выполнение следующих операций: измеряют температуру охлаждаемого продукта на входе и выходе каждой секции; измеряют температуру охлаждающего потрка воздуха на входе и выходе каждой секции; измеряют расход охлаждающего по- 10 тока воздуха, например, на входе каждой секции; вычисляют оценки расхода гранулированного продукта для каждой секции по уравнению (1);

IS по значительному отклонению одной из оценок относительно остальных определяют место модификационного перехода; по диапазону температур на секции 0 определяют тип модификационного перехода.

Конкретный- пример осуществления способа поясняется чертежом.

Гранулированный продукт подают в аппарат с кипящим слоем, состоящий, например, из трех секций, соответственно 1,2 и 3. В кипящем слое происходит охлаждение гранул с 120 С до

Ю

45 С. При этом распределение температур гранул по секциям следующее:

1 секция 120-85 С

2 секция 85-60 С

3 секция 60-45 С

На входе и выходе каждой секции

35 датчиками 4 и 5 фиксируют температуру охлаждаемого продукта, датчиками 6 и 7- — температуру и датчиками 8 — расход охлаждающего потока воздуха.

С помощью вычислительного устрой- 40 ства 9 определяют оценки расхода гранулированного продукта для каждой секции по выражению (1), разрешенному относительно 6„ ; при этом если г .

45 двг tasux

6 6

03 (tssau звх

ИГР

Звм ввья то имеет место переход il lll если наоборот - имеет место переход

II -+ й. Поскольку модификационный переход при указанньФ выше значениях температур по секциям может произойти только в одной секции - второй или третьей, то две оценки расхода из трех будут близкими, а третья — отличаться от них на 30-803 за счет тепла

76 6 модификационного перехода. Зная диапазон температур в секции, в которой гроизошел модификационнйй переход, однозначно судят о его типе. т

Пример 1. Датчиками 4, 5, 6 и 7 зафиксированы следующие значения параметров: с

3 — 20.С; вк = 120.С в вк. = вм

= 45 С; 6 = Св = Сз = l 00000 нм /ч. . 3.

Расчеты по формуле (1) дали следующие оценки расхода гранул через секции: гр

= 63700 кг/ч, rp 100000 ° 0,31(41 4-20)

5 5 0

= 58900 кг/ч, гр 100000 0,31(43,8-20)

О, 5 0- 5

109000 кг/ч, 6

Здесь С = 0,31 — теплоемкость воздуР ккал ха, — ттт I

ft нм

С = 0,45 — теплоемкость гранул аммиачной селитры, ккал кг. С

Анализ полученных оценок позволяет сделать следующие выводы: а) оценка расхода гранул по параметрам оекции II 3 на 80 в отличается от средней оценки по параметрам двух других секций, откуда следует, что модификационный переход произошел в диапазоне температур гранул 60 45 С; б) поскольку при охлаждении гранул модификационный переход произошел в диапазоне температур 60-45 С, то это указывает на переход типа il -s IV.

fl р и и е р 2. Датчиками 4, 5, 6 и 7 температуры зафиксированы следующие значения параметров: 4вцх 50 " с - выл = 49,6 с; о, 9 . В в свих — 34 1 С; 4в, — tsss — 4у

rI

20 С вк = 120 С1 трех = ts ври

= Gs = G s = 100000 нное/ч.

Расчеты по формуле (1) дали следующие оценки расхода гранул через секции: гр 100000 0,31(50,4-20)

О, 5 120- 5

= 58200 кг/ч > гр 1 00000 0,31 (49,6-20)

О, 5 85-60

= 81500 кг/ч> г 100000 0,31(34,1-20)

Г з

= 65000 кг/ч.

882976 тем контроля температуры охлаждаемого продукта, отличающийся тем, что, с целью автоматизации контроля типа модификационного перехода в трехсекционном кипящем слое, измеряют температуру охлаждаемого продукта и охлаждающего воздуха на входе и выходе каждой секции, расход охлаждающего воздуха на выходе каждой секto ции и по соотношению измеренных параметров определяют тип перехода с помощью вычислительного устройства по следующему выражению: ф(в в

- 15 tro Анализ полученных оценок позволяет сделать следующие выводы: а) оценка расхода, полученная по параметрам секции !! 2 значительно (на 30-353) отличается от этой оценки по параметрам двух других секций, откуда следует, что модификационный переход произошел в диапазоне температур 85-60 С; б) поскольку при охлаждении гранул модификационный переход произошел.в диапазоне температур гранул

85-60 С, то это указывает на переход типа Il - 111.

Постоянная информация о типе модиФицированного перехода, фактически имеющем место при охлаждении гранул аммиачной селитры, позволяет оперативно управлять процессом охлаждения гранул с тем, чтобы обеспечивалась предпочтительная форма кристаллизации продукта.

Формула изобретения

Способ определения модификационного перехода в процессе охлаждения гранулированной аммиачной селитры пуахи ив«ю

-6 (t „-.t )

tre t re

1 зьх зван то переход 11 - 111 иначе -- 11 -э IV, 20 где <,, - расход воздуха на второй и третьей секциях соответст" венно;

2Вь х ЪВх ЪВыА температура воздуха

25 : на входе и выходе второй и третьей секций соответственгг но; температура гранул ВХ Hbl% Ъ|Х ЗВЫХ.

30 на входе и выходе второй и третьей секций соответственно.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Технология аммиачной селитры.

Под ред. Олевского В.М. И., "Химия", 1978, с. 16.

2. Казакова Е.А., Людковская Б.Г. и др. Модификационные превращения гранулированной аммиачной селитры при охлаждении в кипящем слое. - "Химическая промышленность". 1967, 11 10, с. 23 (прототип).

88291

Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Заказ 1.0108/28 филиал П101 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Докшина

Редактор В. Данко Техред Н.Рейвес Корректор M. Коста