山东东明石化集团 274500
摘 要 介绍了一种自动控制高纯盐酸浓度的方法：采用在线分析盐酸浓度计，该盐酸浓度计能精确测出一定浓度范围内的盐酸浓度，转化为固定温度时的盐酸浓度值显示，并将所测得的浓度转变为电流电信号输出到PID调节器。并将该调节器的设定值设为目标浓度，PID调节器接受到盐酸浓度计输出的电信号后与设定值进行对比运算，再将差值转换为电流电信号输出到气动调节阀。通过气动调节阀开度自动控制纯水的加入量，从而调节中间槽往成品库输送高纯盐酸的浓度，最终稳定控制高纯盐酸浓度。
关键词 高纯盐酸；浓度；自动控制
0 引言
乳源东阳光电化厂（以下简称“东阳光电化厂”）坐落在风景秀丽的广东省韶关乳源瑶族自治县民族化工基地，是广东省重点扶持发展的三大电化厂之一。该公司2005年5月正式建成投产的20万吨离子膜碱项目，采用了目前最先进的烧碱生产工艺装置。其高纯盐酸产量为30万t/a，采用南通星球石墨设备有限公司的专利产品——副产蒸汽合成炉，氯化氢通过两段降膜吸收器，吸收成浓度≧31.0%的成品高纯盐酸。该公司根据企业的现状，投入了一定的人力、物力，建立了1套全自动在线控制高纯盐酸浓度的装置，对高纯盐酸浓度进行精确的调节。
1 高纯盐酸系统简介
1.1 高纯盐酸工序工艺简述
东阳光电化厂现有的副产蒸汽合成炉为二合一石墨合成炉，该工艺的该工艺的特点是合成、冷却在炉体内进行，吸收在炉体外进行。该工艺流程为：Cl2与H2按1：（1.05～1.10）的摩尔比进入二合一炉底部的石英灯头内燃烧，生成氯化氢气体，火焰中心区温度达到2500℃以上，利用此高温热能副产蒸汽。氯化氢气体进入石墨冷却器冷却至45℃以下，经一级降膜吸收器被稀酸吸收成成品高纯盐酸，送到盐酸中间槽，再由盐酸泵打往成品盐酸罐。未被吸收的HC1等气体再经二级降膜吸收器进一步吸收，尾气经尾气吸收塔放空。
1.2 高纯盐酸浓度控制情况
高纯盐酸浓度目前的控制方法主要有两种：1）调节吸收水流量，控制盐酸浓度。氯气和氢气流量一定时，可通过调节吸收水流量控制盐酸浓度，增加吸收水可降低盐酸浓度，降低吸收水既可提高盐酸浓度；2）调节氯气和氢气流量，控制盐酸浓度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆吸收水流量一定时，可通过调节氯气和氢气流量控制盐酸浓度，增加氯气和氢气流量可提高盐酸浓度，降低氯气和氢气流量既可降低盐酸浓度；但以上两种方法只能将盐酸浓度控制在（31.0～32.0）%，无法将盐酸浓度有效控制在（31.0～31.4）%。
2 自动控制高纯盐酸浓度技改方案
2.1 自动控制高纯盐酸浓度原理
根据高纯盐酸的物理和化学特性，并考虑盐酸温度对浓度的补偿计算后，采用日本DKK在线分析盐酸浓度计，该盐酸浓度计能精确测出（30～70）℃的盐酸浓度转化为25℃时的盐酸浓度值显示，并将所测得的浓度转变为（4～20）mA电信号输出到PID调节器。该PID调节器选用了日本岛电SR90系列，并将该调节器的设定值设为浓度31.0% ，PID调节器接受到盐酸浓度计输出的电信号后与设定值进行对比运算，再将差值转换为（4～20）mA电信号输出到气动调节阀。通过气动调节阀开度自动控制纯水的加入量，从而控制中间槽往成品库送盐酸的浓度值，最终控制高纯盐酸的浓度。
2.2 自动控制高纯盐酸浓度系统安装
利用盐酸浓度计测量出高纯盐酸浓度后提供电信号给PID调节器，PID调节器依据盐酸浓度计输出的电信号计算出气动调节阀的开度，气动调节阀通过PID调节器反馈的电信号进行自动调节，最终将高纯盐酸浓度控制在设定值。气动调节阀和盐酸浓度计通过PID调节器有机结合，自动调节盐酸浓度。
工艺流程图中，设置玻璃转子流量计，可以用肉眼明确的看出气动调节阀的运作情况。盐酸浓度计前的取样口可以定时取样分析盐酸浓度，利用国家标准方法分析盐酸浓度，定时较准盐酸浓度计。
3 现场采集数据及其分析
从以上曲线图可知，改进前六个的高纯盐酸浓度比较高，在31.66%左右，方差和标准偏差也波动大。改进后高纯盐酸的浓度比较低，接近31.10%，同时方差和标准偏差小，即改进后高纯盐酸浓度波动小，更趋稳定。
4 结论
该系统改造后，能有效控制高纯盐酸浓度。合成炉生产的高纯盐酸浓度为（31.0～32.0）%，经过该系统输送到成品盐酸罐的盐酸浓度为（31.0～31.3）%，同量氯化氢所生产更高的高纯盐酸产量，为公司增加一定的经济效益。经过改进，能将高纯盐酸浓度控制在更小的范围内，且能稳定控制，提高高纯盐酸浓度的控制技术。同理，可将此技术运行到其它溶液浓度的控制，使之控制得更精准。
参考文献
[1]陈亮.高纯盐酸合成工艺.辽宁化工，2011（5）.
[2]刘冰，王晓春，马润波，黄军政.苯乙烯尾气压缩机典型控制的实现.自动化技术与应用，2011（12）.
[3]梅晓红.高纯盐酸浓度的有效控制.氯碱工业，2008（5）.复制全文文秘咨询
论文作者:王巍巍
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第06期
论文发表时间:2019/6/21
标签：盐酸论文; 浓度论文; 高纯论文; 调节器论文; 电信号论文; 自动控制论文; 氯气论文; 《城镇建设》2019年第06期论文;