烧碱蒸发过程的解藕控制

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1、第25卷第4期增刊仪器仪表学报2004年8月烧碱蒸发过程的解藕控制张光新周泽魁(浙江大学控制科学与工程系杭州310027)摘要主要介绍了烧碱蒸发过程的生产工艺，分析了烧碱蒸发过程各效蒸发器液位的祸合及其控制问题，并对结盐及洗罐等若干问题进行了探讨。关键词烧孽发，咫解祸控制DecouplingControlforCausticSodaEvaporationProcessZhangGuangxinZhouZekui(DepartmentofControlScience&Engineering,ZhejiangUniversity,H

2、angzhou310027,China)AbstractItbrieflyintroducestheproductiontechnicsofcausticsodaevaporationprocess.Theproblemsaboutthecouplinglevelinevaporatorsanditsdecouplingcontrolareanalyzed.KeywordsCausticsodaevaporationprocessCouplingDecouplingcontrol碱，后两种工艺生产42碱。1引言图1是三效顺流烧碱

3、蒸发工艺流程。电解液由加料泵打人预热器预热，然后进人一效蒸发器，蒸到一定蒸发是将溶液加热至沸腾，使其中的部分溶剂汽浓度后利用前后压差过料到二效蒸发器。在二效蒸发化并被移除，以提高溶液中溶质浓度的操作，目的是为器蒸到一定浓度后，由二效出料泵打人二效旋液分离了获得浓度高的溶液或制取溶剂，是化工等工业生产器进行盐碱分离，一部分清料直接过料到三效蒸发器，上常用的物理单元操作过程。另一部分回流到二效蒸发器继续蒸发。在三效蒸发器蒸发操作按二次蒸汽利用的情况可分为单效蒸发中浓度达到要求后，用三效出料泵打人三效旋液分离和多效蒸发，按加热蒸汽和被

4、加热物料的流向又可分器进行再一次盐碱分离，最后送人成品槽，或者回流到为顺流蒸发和逆流蒸发，蒸发工段的工艺流程和操作三效蒸发器继续蒸发。去喷射2基于物料平衡的解祸控制藕合是三效顺流烧碱蒸发系统的一个重要特点，如图2所示。图中，GC3'"GC3分别为1-3效液位控制器，GC4为3效浓度出料控制器;Got^'Go3分别为1-3效液位被控对象，Go。为3效出料浓度被控对象;Gv，一Gv3分别为1-3效进料阀,Gv2,Gv。同时也是1,2效出料阀，Gv‘为3效出料阀。G21IG32,G34,G43分别为各回路图1三效顺流烧碱蒸发工艺流程之

5、间的关联。控制指标在很大程度上取决于最终产品的规格。在我下面以二效和三效液位控制回路之间的解祸为例国的氯碱企业主要采用双效顺流、三效顺流、三效逆流来说明各效液位控制的藕合问题。由于三效液位的控和三效四体等蒸发流程，一般采用前两种工艺生产30制变量(三效进料量)就是二效出料量，也就是二效液_户哪自卜678仪器仪表学报第25卷制回路对浓度出料控制回路的影响。1效液位3蒸发器结盐问题分析3.1蒸发器结盐问题蒸发器结盐的现象是影响了蒸发生产正常运行的严重问题。对于隔膜电解法生产烧碱，即在电解槽中电解饱和食盐水进行如下反应:2NaC1+2

6、H20=2NaOH+C12个+H2个反应后生成的烧碱溶液中氢氧化钠的含量只有10%左右，而且还含有大量的未饱和盐杂质。在蒸发过图2三顺烧碱蒸发各控制回路藕合示意图程中，随着溶液中NaOH浓度不断提高，这些盐类的位最主要的干扰变量，应该说将三效的进料量前馈到溶解度急剧下降，并不断结晶析出，如果不将析盐及时二效的控制回路中来可以预先抵消这种干扰。但要实采出，不仅会大大降低产品碱的质量，而且还会因盐附现上述解祸思想，需知道二效液位对象、二效进料阀等着在蒸发器内壁上从而影响蒸发生产的正常进行，轻对二效液位影响的传递函数，这需要做大量辨识

7、工作则增加蒸汽消耗量和设备磨损，重则会堵塞管道，损坏来得出上述三个传递函数。事实上，三效进料量对二效设备。液位的影响是一个纯积分环节，二效进料量对二效液在三效顺流烧碱蒸发控制系统的设计时，应充分位的影响也是一个纯积分环节，二者之比在解藕环节考虑蒸发过程中盐类析出对烧碱蒸发过程的影响，需可以用一个比例环节来代替。同样方法也可实现一效定期洗罐来去除器壁上的结盐，以保证生产的长期稳液位控制回路和二效液位控制回路之间的解藕，以及定运行。三效浓度出料控制回路和三效液位控制回路的部分解3.2洗罐周期的判断问题藕。为了使蒸发系统长期稳定的运行

8、，定期洗罐是必此外，三效液位控制回路也对三效浓度有影响，如不可少的。然而何时需要洗罐却是一个值得仔细考虑何抵消三效液位控制回路对三效蒸发器浓度的影响的问题。在蒸发过程中判断是否应该洗罐，可以依靠以呢?先对三效顺流烧碱蒸发系统作溶质稳态物料衡算下几种方法:(1)生