濕法磷酸自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磷酸生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是一種濕法磷酸自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磷酸作為一種重要化工原料，在我國(guó)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(lái)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(guò)濾分離的優(yōu)點(diǎn)，所以磷酸生產(chǎn)企業(yè)一般采用二水濕法磷酸萃取工藝。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中大型磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)，受技術(shù)限制，缺少自動(dòng)化的監(jiān)控設(shè)施，往往都是人與人之間傳遞指令并執(zhí)行這些指令，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大且信息發(fā)現(xiàn)、反饋和執(zhí)行往往滯后，工藝調(diào)整困難，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)量波動(dòng)大。
[0004]尤其是現(xiàn)有的磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)，在生產(chǎn)過(guò)程中配料不準(zhǔn)確，當(dāng)磷礦石與硫酸配比的不準(zhǔn)確，造成輸出礦漿的余硫酸含量指標(biāo)在大范圍內(nèi)波動(dòng)，從而影響磷石膏結(jié)晶與過(guò)濾的效果，也會(huì)影響成品磷酸的質(zhì)量和造成環(huán)境污染。
[0005]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN104310367A公開(kāi)了一種用于二水濕法磷酸萃取工藝的硫酸流量控制方法，記載了通過(guò)檢測(cè)礦漿的CaO質(zhì)量濃度，將CaO質(zhì)量濃度折算為CaO所需的硫酸消耗量；并將雜質(zhì)含量經(jīng)過(guò)復(fù)雜運(yùn)算獲取硫酸消耗量；將上述的消耗量累加獲得硫酸總消耗量；然后實(shí)現(xiàn)礦漿與硫酸的準(zhǔn)確配比。由此方法，使硫酸消耗量與礦漿量相適應(yīng)，以提高磷酸質(zhì)量，減少環(huán)境污染。但是，該方案較為復(fù)雜，需要在線檢測(cè)輸入礦漿的CaO質(zhì)量濃度，否則隨著礦漿配比的變化，礦漿的CaO質(zhì)量濃度相應(yīng)變化，則難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確配比。而在線檢測(cè)輸入礦漿的CaO質(zhì)量濃度在工業(yè)應(yīng)用中是難以實(shí)現(xiàn)的。而且采用閥門開(kāi)度控制進(jìn)行物料精確配比，控制難度也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種濕法磷酸自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)礦漿與硫酸的精確配比，提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高成品質(zhì)量，減少硫酸消耗和降低環(huán)境污染，并適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種濕法磷酸自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括礦漿槽，礦漿槽上方設(shè)有進(jìn)料裝置和供水裝置，礦漿槽通過(guò)礦漿輸送裝置與萃取槽連接，萃取槽上設(shè)有硫酸輸送裝置，在進(jìn)料裝置設(shè)有稱重裝置，在供水裝置設(shè)有供水流量計(jì)，在礦漿輸送裝置設(shè)有礦漿流量計(jì)，在硫酸輸送裝置設(shè)有第一稀硫酸流量計(jì)；
稱重裝置、供水流量計(jì)、礦漿流量計(jì)和第一稀硫酸流量計(jì)與控制系統(tǒng)連接。
[0008]在供水裝置還設(shè)有供水水栗，供水水栗與供水變頻電機(jī)連接，供水變頻電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。
[0009]礦漿輸送裝置還設(shè)有礦漿栗，礦漿栗與礦漿變頻電機(jī)連接，礦漿變頻電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。
[0010]硫酸輸送裝置還設(shè)有第一稀硫酸栗，第一稀硫酸栗與第一稀硫酸變頻電機(jī)連接，第一稀硫酸變頻電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。
[0011 ] 所述的硫酸輸送裝置中，稀硫酸儲(chǔ)罐通過(guò)第二稀硫酸栗和第二稀硫酸流量計(jì)與混合器連接，第二稀硫酸栗與第二稀硫酸變頻電機(jī)連接；
還設(shè)有濃硫酸管路，濃硫酸管路與混合器連接，濃硫酸管路上設(shè)有濃硫酸栗和濃硫酸流量計(jì)，濃硫酸栗與濃硫酸變頻電機(jī)連接；
還設(shè)有配水管路，配水管路與混合器連接，配水管路上設(shè)有配水栗和配水流量計(jì)，配水栗與配水變頻電機(jī)連接；
混合器與中儲(chǔ)罐連接，中儲(chǔ)罐通過(guò)第一稀硫酸栗和第一稀硫酸流量計(jì)與萃取槽連接；第一稀硫酸流量計(jì)、第二稀硫酸流量計(jì)、濃硫酸流量計(jì)、配水流量計(jì)、第一稀硫酸變頻電機(jī)、第二稀硫酸變頻電機(jī)、濃硫酸變頻電機(jī)和配水變頻電機(jī)均與控制系統(tǒng)連接。
[0012]所述的進(jìn)料裝置為皮帶輸送機(jī)，皮帶輸送機(jī)上設(shè)有皮帶秤。
[0013]所述的進(jìn)料裝置為皮帶輸送機(jī)，皮帶輸送機(jī)的出料端設(shè)有料斗，料斗內(nèi)設(shè)有分料器，在分料器下方設(shè)有至少兩個(gè)稱重料斗，稱重料斗分別支承在稱重傳感器上，在稱重料斗上設(shè)有傾斜布置的閘板，閘板通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與閘板電機(jī)連接；
稱重傳感器和閘板電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。
[0014]所述的分料器為置于料斗之內(nèi)由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)往復(fù)旋轉(zhuǎn)的柱形元件，柱形元件的外壁與料斗的內(nèi)壁形成密封，柱形元件內(nèi)沿徑向設(shè)有第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板將柱形元件的內(nèi)腔分成通過(guò)部和隔離部，第一隔板和第二隔板之間的隔板夾角在91° -170°區(qū)間的范圍為隔離部，其余部分為通過(guò)部。
[0015]在稱重料斗的側(cè)壁設(shè)有脈沖噴氣裝置，脈沖噴氣裝置與空壓機(jī)連接，脈沖噴氣裝置上設(shè)有電磁閥，電磁閥與控制系統(tǒng)連接。
[0016]礦漿槽底部通過(guò)管路與高壓氣輸送裝置連接。
[0017]本發(fā)明提供的一種濕法磷酸自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，通過(guò)將整個(gè)自動(dòng)控制部分前移，SP從球磨機(jī)出來(lái)的礦粉處即開(kāi)始實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化配料，從而使礦漿的CaO及雜質(zhì)含量基本保持恒定。因此僅需采用離線檢測(cè)即可實(shí)現(xiàn)物料即礦粉、水和硫酸的準(zhǔn)確配比。其中離線檢測(cè)可以僅檢測(cè)同批次磷礦的CaO及雜質(zhì)含量數(shù)據(jù)即可。在現(xiàn)有技術(shù)提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高成品質(zhì)量，減少硫酸消耗和降低環(huán)境污染的基礎(chǔ)上，并簡(jiǎn)化了控制方式，適于較大規(guī)模的磷酸工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)。優(yōu)選的方案中，通過(guò)采用雙稱重料斗的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了礦粉進(jìn)料數(shù)據(jù)的精確度，從而通過(guò)降低誤差來(lái)實(shí)現(xiàn)礦漿與硫酸的精確配比。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明中硫酸輸送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明優(yōu)選方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明另一優(yōu)選方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明中優(yōu)選的進(jìn)料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:進(jìn)料裝置1，皮帶秤101，料斗102，分料器103，第一隔板1031，第二隔板1032，隔板夾角a，第一稱重料斗104，第二稱重料斗105，稱重傳感器106，脈沖噴氣裝置107，溜筒108，齒輪109，減速器110，閘板電機(jī)111，閘板112，供水裝置2，供水流量計(jì)201，供水水栗202，供水變頻電機(jī)203，供水電磁閥204，供水高位水槽205，攪拌葉3，礦漿槽4，礦漿輸送裝置5，礦漿栗501，礦漿變頻電機(jī)502，礦漿流量計(jì)503，萃取槽6，磷酸出口 601，礦渣出口 602，硫酸輸送裝置7，第一稀硫酸流量計(jì)701，第一稀硫酸栗702，第一稀硫酸變頻電機(jī)703，稀硫酸儲(chǔ)罐704，第二稀硫酸流量計(jì)705，濃硫酸流量計(jì)706，配水流量計(jì)707，第二稀硫酸栗708，第二稀硫酸變頻電機(jī)709，濃硫酸栗710，濃硫酸變頻電機(jī)711，配水栗712，配水變頻電機(jī)713，混合器714，中儲(chǔ)罐715，高壓氣輸送裝置8。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1、3、4中，一種濕法磷酸自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括礦漿槽4，礦漿槽4上方設(shè)有進(jìn)料裝置1和供水裝置2，礦漿槽4通過(guò)礦漿輸送裝置5與萃取槽6連接，萃取槽6上設(shè)有硫酸輸送裝置7，在進(jìn)料裝置1設(shè)有稱重裝置，在供水裝置2設(shè)有供水流量計(jì)201，在礦漿輸送裝置5設(shè)有礦漿流量計(jì)503，在硫酸輸送裝置7設(shè)有第一稀硫酸流量計(jì)701 ;
稱重裝置、供水流量計(jì)201、礦漿流量計(jì)503和第一稀硫酸流量計(jì)701與控制系統(tǒng)連接。本例中的控制系統(tǒng)優(yōu)選采用DCS控制系統(tǒng)，即分布式控制系統(tǒng)，一個(gè)功能模塊，例如進(jìn)料裝置的控制部分由一個(gè)PLC或工控機(jī)完成，并作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，然后多個(gè)功能模塊之間通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的集成到一起，并由位于操作室內(nèi)的控制臺(tái)完成全部的控制操作?；蛘卟糠志嚯x較遠(yuǎn)或不易布線的傳感器采用自組網(wǎng)傳感器，將數(shù)據(jù)傳輸至較近的PLC或工控機(jī)，然后再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集成。
[0025]控制系統(tǒng)的控制方案有兩種，其一是在控制系統(tǒng)的PLC中設(shè)置進(jìn)料裝置1礦粉的重量、設(shè)置水流量、礦漿流量和稀硫酸流量，根據(jù)稱重裝置和各個(gè)流量計(jì)的反饋實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本方案將自動(dòng)控制前移，確保礦漿的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)物料之間的準(zhǔn)確配比。但是該方案對(duì)于系統(tǒng)誤差的容錯(cuò)性較弱，即當(dāng)系統(tǒng)中，例如，用于供料的栗發(fā)生較大波動(dòng)，則可能造成配料的不準(zhǔn)確。
[0026]其二是以礦粉的重量作為基礎(chǔ)參數(shù)，其余水流量、礦漿流量和稀硫酸流量以礦粉的重量乘以設(shè)定的配比作為隨動(dòng)參數(shù)，即根據(jù)礦粉的重量的作為基準(zhǔn)，進(jìn)一步提高了配料的精度。具體的步驟為，根據(jù)礦粉重量，添加水，當(dāng)水的添加量發(fā)生較大波動(dòng)，根據(jù)波動(dòng)后的數(shù)據(jù)修正礦漿的輸送流量，并根據(jù)礦漿流量修正稀硫酸的流量，由此方案提高了自動(dòng)控制系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。本例中采用該控制方案。
[0027]當(dāng)進(jìn)料裝置1在單位時(shí)間內(nèi)輸入為700公斤礦粉，則水的輸送量則隨動(dòng)設(shè)定為300公斤，此處將流量轉(zhuǎn)換為重量，混合后的礦漿輸入為650公斤，相應(yīng)的稀硫酸輸入為350公斤。當(dāng)水的輸送量發(fā)生波動(dòng)，則礦漿被稀釋，此時(shí)相應(yīng)降低稀硫酸的輸入量。具體計(jì)算方式參見(jiàn)中國(guó)專利文獻(xiàn)CN104310367A中的公式一，為現(xiàn)有技術(shù)的記載，此處不再贅述。
[0028]要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的配比，在礦漿槽4內(nèi)的充分混合也較為重要，如圖1中，在礦漿槽4內(nèi)設(shè)有攪拌葉3，通過(guò)攪拌葉3的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)礦粉與水的均勻混合。
[0029]優(yōu)選的方案如圖3、4中，礦漿槽4底部通過(guò)管路與高壓氣輸送裝置8連接。本例中采用1.2兆帕的空壓機(jī)給礦漿槽4供氣，通過(guò)氣泡的上浮和破裂，實(shí)現(xiàn)礦漿的充分混合，該攪拌方式的礦漿均勻程度優(yōu)于攪拌葉的方案，且相對(duì)能耗較低。也可以與攪拌葉3同時(shí)使用。
[0030]優(yōu)選的方案如圖1、3中，在供水裝置還設(shè)有供水水栗202，供水水栗202與供水變頻電機(jī)203連接，供水變頻電機(jī)203與控制系統(tǒng)連接。通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)供水變頻電機(jī)203的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)精確的供水量控制。該方案適于較大規(guī)模的生產(chǎn)工況。
[0031]或者如圖4中，供水裝置為供水高位水槽205，供水高