УДК 681.5.08
Автоматическая система контроля приготовления магнезиальной добавки
*
* Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет),
г. Кемерово
Раствор нитрата магния (магнезиальная добавка) применяют в технологическом процессе производства аммиачной селитры. Ее использование значительно улучшает физико-химические свойства аммиачной селитры, что увеличивает сроки ее хранения и транспортировки без потери сыпучести. Метод производства магнезиальной добавки на К основан на разложении каустического магнезита разбавленной азотной кислотой с последующей нейтрализацией раствором аммиачной селитры с аммиаком. Приготовление магнезиальной добавки производится в реакторах периодического действия. Реакция взаимодействия магнезита с азотной кислотой с массовой долей 36% проводится в течение 3-5 часов до полного разложения магнезита. При дозировании порошка магнезита массовая концентрация нитрата магния (MgNO3)2 в пересчете на МgО в растворе доводится до 120-140 г/дм3, при этом массовая концентрация азотной кислоты в растворе должна быть 25-50г/дм3.
В настоящее время автоматизация участка производства раствора нитрата магния в отделении №3 цеха №13 на КАО «АЗОТ» не соответствует современному уровню развития методов и средств контроля и управления процессом. Массовые концентрации магнезита и кислоты контролируются периодически лабораторным путем. Для повышения эффективности контроля содержания избыточной азотной кислоты в растворе и определения момента окончания нейтрализации азотной кислоты магнезиальными добавками были проведены теоретические и экспериментальные исследования процесса, которые показали, что при окончании процесса нейтрализации 35%-ной азотной кислоты наблюдается резкий рост рН раствора с 2,0 единиц до 6,3. При этом 100%-е выпадение Fe(OH)3 в осадок происходит при pH более 6,0. Результаты исследования показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 - Зависимость pH раствора и кол-ва выпавшего в осадок Fe(OH)3 от добавок Mg(OH)2 в водном растворе 40% Mg(NO3)2 с 0,03% Fe3+ при температуре 90°С
В результате проведенных поисковых исследований для измерения рН раствора был выбран рН-метр фирмы ЭКОР. Опытные испытания данного рН-метра показали, что существует устойчивая зависимость тока окисления-восстановления на индикаторном электроде прибора от количества избыточной азотной кислоты в растворе. Также наблюдается скачок потенциала на электроде при окончании процесса нейтрализации и выпадении осадка. Результаты опытных испытаний приведены на рис. 2.
Рисунок 2 - Изменение значения тока на индикаторном электроде и потенциала оборудования во времени в зависимости от добавок MgO в 35% HNO3 при
температуре 90°С и перемешивании раствора.
Внедрение на участке производства нитрата магния предлагаемой автоматической системы контроля рН повысит эффективность контроля и управления процессом и как показывают предварительные расчеты позволит экономить до 1% порошка магнезита, что в современных условиях приведет к получению ожидаемого экономического эффекта в размере 324000 рублей в год.
Список литературы
1. Технологический регламент производства раствора нитрата магния в отделении №3 цеха №13 на КАО «АЗОТ». Кемерово, КАО «Азот», 1999. – 45 с.
