«КАЗФОСФАТ» ЖШС ЗАУЫТЫНДАҒЫ КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫ ӨНДІРІСІНІҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІН АВТОМАТТАНДЫРУЫН ЖЕТІЛДІРУ

Қазіргі таңда ел экономикасының қалыптасуы металл өндіруді арттыру, оның сапасын жоғарылату, өнім түрлерін кеңейтуді талап етеді. Соңғы жылдары ыстық металды тиеу, түсіру және тасымалдау бойынша көптеген операцияларды механикаландыру және автоматтандыру кеңінен енгізілуде. Температуралық, шикізат тұтыну, пештің атмосфералық (орта) құрамы, қысым мен тағы да басқа металлургиялық үрдістердің параметрлерін оңтайландыру - технологиялық және жылу техникалық үрдістерді бақылайтын, қазіргі заманғы құралдарының көмегімен жүзеге асырылады[1, с. 68].

Күкірт қышқылы - бұл стратегиялық химиялық өнім, оның өндіріс көлемі химия өнеркәсібінің жағдайын, тұтастай алғанда мемлекет экономикасының дамуын анықтайды.

Күкірт қышқылы ең мықты және арзан қышқыл болып табылады. Химия өнеркәсібінің минералды қышқылдары арасында күкірт қышқылы өндіріс пен тұтыну бойынша бірінші орында тұр.

Мақаланың өзектілігі - еліміздегі күкірт қышқылы өндірісінің алдыңғы қатарда тұруына және барлық өндіріс салаларында қолданылуына байланысты болып табылады. Күкірт қышқылы өндірісінің технологиялық үрдісін автоматтандырылған басқару жүйесін орнату мен жетілдіру, адам өміріне қауіп төндіруінің алдын – алу және атқарылатын жұмысты азайту мақсатында өте маңызды.

Мақаланың мақсаты - түйіршіктелген күкірттің балқу үрдісінің тиімді бақылау жүйесін құру, сондай-ақ, осы үрдістің оңтайлы басқару жүйесін әзірлеу үшін қажетті түйіршіктеу үдерісінің математикалық моделін құру болып табылады.

Күкірт қышқылы түсті және сирек металдар өндірісінде, сондай-ақ металл өңдеу өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Дәрілік заттардың және кейбір пластмастардың бірқатар бояғыштарын (маталар үшін), лактар мен бояулардың (ғимараттар мен машиналардың) өндірісі күкірт қышқылын пайдалануымен байланысты [2, с. 123].

Күкірт қышқылы өндірісінің шикізат базасы - күкірт диоксиді алынатын, күкіртті қосылыстар болып табылады. Өнеркәсіпте күкірт қышқылының шамамен 80% табиғи күкірт пен темір (күкірт) колчеданынан алынады. Түсті металлургияның қалдықтары шикізат тепе-теңдігінде маңызды орын алады.

Күкірт қышқылы өндірісінің өнімділігін арттырудың қуатты құралы - күкірт диоксидінің концентрациясын арттыру [4, с. 122].

Күкірт қышқылы өндірісін дамытудың маңызды бағыттары:

1.Бір мезгілде өндірісті толық автоматтандырумен жабдықтардың мүмкіндіктерін арттыру.

2.«қайнаған қабат» реакторлары (SO2 тотығуы сатысында және байланыс күйдіру кезінде), белсенді катализаторлар, жоғары қысым және тотығу процесінде техникалық оттегін пайдалану арқылы процестерді қарқындату.

3.Қысым астындағы циклдық жүйелерді қоса алғанда, жылулық экзотермиялық реакцияларды барынша пайдалану арқылы энергетикалық технология схемаларын әзірлеу.

4.Шикізат пен материалдар үшін тұтыну коэффициенттерін азайту және зиянды шығарындыларды азайту үшін өндірістің барлық сатыларында конверсия дәрежесін жоғарылату.

5.Қалдық газдардан, сондай-ақ қатты қалдықтардан (шөгінділерден) зиянды шығарындыларды пайдалану. Мысалы, әртүрлі ағындардан келетін H2S және SO2 зиянды қоспалары оларды қарапайым күкірт беру үшін біріктірілуі және шоғырлануы мүмкін.

Газды түсіру және ағынды суларды тазарту үшін сорбент ретінде қатты кокс бар темір оксиді болуы мүмкін.

«Казфосфат» ЖШС «Минералды тыңайтқыштар» зауытының күкірт қышқылын өндіру үрдісіндегі бөлімдерін зерттей келе, өндірістің жылына 600 мың тонна моногидрат өндірерлік қуат күші бар. Бұл минералды тыңайтқыштар шығаруды жылына 460 мың тоннаға дейін арттыруға мүмкіндік береді. Күкірт қышқылын өндіру барысында бөлінетін будан алынатын электр қуаты кәсіпорын қажеттілігіне жұмсалады. 1-суретте күкірт қышқылын өндіру бөлімшелерінің сызбасы көрсетілген [3, c. 175].

Сурет 1. Күкірт қышқылын өндіру цехының бөлімшелері

Балқыту процесі Казфосфат зауытының бүкіл өндіріс технологиясының орталық буыны болып табылады. Оны басқару үшін кіріс және шығыс параметрлері арасындағы тәуелділікті анықтау керек. Бұл балқыманың шығыс шығынын тұрақтандыруға және оның температурасын орнатудың максималды қуаттылығында Казфосфат зауытын қажетті сапасымен қамтамасыз ететін белгілі бір шектерде тұрақтандыруға негізделген технологиялық бақылауды автоматтандыру алгоритмдерін дұрыс жасауға мүмкіндік береді. Бұл тәуелділіктер технологиялық процестің математикалық модельдеу негізінде алынады [5, с. 182].

Сурет 2. Балқыту үрдісінің жалпы құрылымдық схемасы

Модельдің компоненттері G_Ш(t), G_P(t) – мөлшерленетін түйіршіктелген күкірт пен балқыманың шығыны, кг/с; Т_ш(t), Т_Р(t) – шығысындағы түйіршіктелген күкірт пен балқыманың температурасы, ⁰С; F₁(t) – ыстық будың шығыны, кг/ ч;T₁(t),T₂(t) - кіріс және шығыстағы ыстық будың температурасы, ⁰С; ЕИ(t) - жоғары жиілікті генератордың қуаты, кВт және «балқытқыш пеш».

Балқу үрдісінің материалдық және жылулық (энергетикалық) балансының теңдесі келесідей:

                                       (1)

    (2)

                           (3)

мұндағы - балқыма көлемі, дм³;  - балқыманың, түйіршіктелген күкірт пен ыстық будың меншікті жылу сыйымдылығы,ккал/кг⋅⁰С; – балқытқыштағы ыстық будың көлемі дм³;  – балқыма мен ыстық будың меншікті тығыздығы, кг/дм³ [6, с. 73].

(2) және (3) теңдеулер жүйесі - бақыланатын объект ретінде қарастырылатын, суық балқытқыштағы балқу үрдісінің математикалық моделі. Математикалық модель статикалық және динамикалық режимдерде зерттелген.

Демек, тиісті арналардың динамикалық сипатталмалары, уақыт тұрақтылары бар, бірінші ретті апериодты буындары жуықталуы, тиісінше тең болуы мүмкін [7, с. 89].

Жұмыс барысында технологиялық үрдістің негізгі басқарылатын параметрлерінің графикалық тәуелділігі ұсынылған және түйіршіктелген күкіртті тұтынудың балқу температурасына есептелген тәуелділігі келтірілген. Бұл қатынастар балқу үрдісін оңтайландыру үшін негіз болды. Бұл қатынастың мәні кіші болған сайын, бастапқы түйіршіктелген күкірттің  1кг-на энергия шығыны соғұрлым төмен болады [8, с. 175].

Қазіргі уақытта өндірісте автоматтандырылған басқару жүйелерін кеңінен енгізу жұмыстары қарқынды жүріп жатыр. Өндіріс жұмысшылардың өмірі мен денсаулығына қауіп төндіретін зауыттарда және кәсіпорындарда, мысалы, мұнай-химиялық өндірістерде автоматты басқару жүйесі ерекше қажет, өйткені олар қызметкерлерді тікелей қатысуынсыз процесті басқаруға мүмкіндік береді.

Әдебиеттер тізімі:

1. Карим Д.А. Автоматизированная система дистанционного контроля и управления технологическими процессами в трубопроводах при производстве серы / Карим Д.А., Николаев А.Б. // Приборы и системы. Управление, конроль, диагностика. 2014, - № 5. – 340с.
2. Карим Д.А. Распределенная информационная система мониторинга технологических процессов при производстве серы / Карим Д. А., Николаев А.Б. // Автоматизация и управление в технических системах. – 2014. – 175с.
3. Николаев А.Б. Алгоритм технологического процесса производства серы / Николаев А.Б., Карим Д.А. // Life Science Journal. – 2014. №4. – 361с.
4. Карим Д.А. Контроль и мониторинг эксплуатационных скважин серы / Карим Д.А., Николаев А.Б. // Автоматизация и управление в технических системах. – 2014. - №2. – с. 176-183.
5. Карим Д.А. Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом производства серы в печи / Карим Д.А., Николаев А.Б. // Вестник МАДИ. – 2014. – с. 66-71.
6. Карим Д.А. Контроль и мониторинг эксплуатационных бойлера в промышленной установке при производстве серы / / Автоматизация и управление в технических системах. – 2014. -№1-2.-с. 70-76.
7. Глинков Г.М. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов. М.: Металлургия, 2014. – 352с.
8. Клюев А.С. Автоматическое регулирование. М.: Высшая школа, 2015. – 351с.