СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИСТОГО КАЛИЯ
METHOD OF CONTROLLING PROCESS OF PRODUCING POTASSIUM CHLORIDE

Изобретение относится к технике управления процессом получения хлористого калия его кристаллизацией из осветленного насыщенного раствора, поступающего со стадий растворения сильвинитовых руд и осветления жидкой фазы в запиточный стакан вакуум-кристаллизационной установки путем формирования раствора вводом воды в осветленный раствор.
Известен способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения расходов входных потоков - см. АС СССР №948884, кл. C01D 3/04, G05D 27/00, опубл. 07.08.82. Бюл. №20. Способ предусматривает стабилизацию содержания хлористого калия в продукте путем регулирования расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от температуры этого раствора, его расхода и концентрации в нем хлористого калия. Способ не учитывает содержания в растворе хлористого магния и твердого хлористого натрия. Расход воды должен определяться в весовых единицах, в то время как на практике определяют объемный расход раствора. Для определения плотности раствора используют измерительные приборы, имеющие высокую погрешность, поэтому перерасчет объемного расхода на весовой по плотности раствора приводит к ошибкам в измерении, что вызывает трудности в управлении процессом получения хлористого калия из его горячих насыщенных растворов.
Известен способ определения плотности солевых растворов на основании данных по их солевому составу для интервала температур от 0 до 100°C - см. Методы анализа рассолов и солей. Изд. «Химия». М., 1964. Л. ВНИИГ, с. 30-33. Для осуществления способа необходимо знание солевого состава осветленного насыщенного раствора, выполняемого сложным аналитическим методом. Кроме того, при температуре раствора 90-100°C способ дает существенную погрешность вследствие трудностей отбора и анализа горячих кристаллизующихся растворов.
Известен способ управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды, включающий регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от его весового расхода, содержания в нем хлористого калия, хлористого магния, кристаллического хлористого натрия и его температуры, расчеты степени насыщения раствора по хлористому калию, коэффициента повышения концентрации насыщенного раствора по хлористому натрию при степени его насыщения по хлористому калию менее 1, коэффициента прироста степени насыщения раствора по хлористому натрию за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия - см. патент РФ №2406695, кл. C01D 3/04, G05D 27/00, опубл. 20.12.2010, Бюл. №35 - прототип.
3
Недостатком известного способа является необходимость определения весового расхода горячего осветленного насыщенного раствора, так как на практике определяют методами автоматического контроля только объемные расходы растворов. Пересчет объемного расхода на весовой требует знания плотности раствора. Существующие способы определения плотности горячих насыщенных кристаллизующихся растворов имеют высокую погрешность в измерении данного показателя - до 5%, что в условиях производства хлористого калия с потоками растворов свыше 2000 м/час неприемлемо. Существующие другие методы определения плотности раствора, например аналитические, сложны и трудоемки.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение управления процессом получения хлористого калия за счет определения весового расхода осветленного насыщенного раствора расчетным методом по входным технологическим параметрам прототипа.
Поставленная задача достигается тем, что в отличие от известного способа управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды, включающего регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от его весового расхода, содержания в нем хлористого калия, хлористого магния, кристаллического хлористого натрия и его температуры, расчеты степени насыщения раствора по хлористому калию, коэффициента повышения концентрации насыщенного раствора по хлористому натрию при степени его насыщения по хлористому калию менее 1, коэффициента прироста степени насыщения раствора по хлористому натрию за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия, отличающийся тем, что дополнительно определяют объемный расход раствора, по полученным данным определяют весовой расход раствора по объемному его расходу по следующей зависимости:
осв. р-р
G - весовой расход раствора, т/ч;
осв. р-р
3
G′ - объемный расход раствора, м/ч;
осв. р-р
3
ρ - плотность осветленного раствора, т/м;
рассчитывают плотность осветленного раствора по следующей зависимости:
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mtext>NaCl</mtext><mtext>,KCl</mtext><msub><mrow><mtext>,MgCl</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub></mrow></msub></mrow>
3
- плотность солей: хлористого натрия, калия и магния, т/м;
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mrow /></msub></mrow>
3
- плотность воды при температуре осветленного раствора, т/м;
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>K</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></msub></mrow>
- весовое содержание соответствующих компонентов в осветленном растворе, %;
сж.
K - коэффициент «сжатия», равный 0,9
KCl
NaCl
рассчитывают концентрацию насыщения раствора по хлористому калию при α=1 и α=1 по зависимости:
KCl
KCl
NaCl
2
С′- концентрация насыщения раствора по хлористому калию при степени насыщения раствора по хлористому калию α=1 и по хлористому натрию α=1, т/1000 т HO;
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi></mrow></mfrac></mrow>
2
- концентрация хлористого магния в растворе,
HO;
t - температура раствора, °C;
рассчитывают общую концентрацию NaCl в растворе, %, по зависимости:
KCl
α - степень насыщения раствора по хлористому калию;
NaCl
н.
2
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi></mrow></mfrac></mrow>
C - концентрация насыщения раствора по хлористому натрию при степени насыщения раствора α по KCl менее 1,
HO;
NaCl
NaCl
KCl
NaCl
K - коэффициент повышения концентрации раствора по хлористому натрию для C н. при степени насыщения раствора по KCl-α<1 и по NaCl-α=1,
NaCl тв.
K - коэффициент прироста степени насыщения по NaCl в растворе за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия,
2
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
рассчитывают концентрацию MgCl в растворе,
%, по зависимости:
рассчитывают содержание воды в растворе по зависимости:
замеренные и вычисленные значения технологических параметров подают в систему управления расходом воды, при этом в приведенных уравнениях размерность рассчитываемых величин и размерность входящих в уравнения параметров уравновешивается соответствующей размерностью коэффициентов, стоящих перед указанными параметрами и свободными числами.
Сущность способа как технического решения заключается в следующем: в отличие от известного способа управления процессом получения хлористого калия путем изменения входного потока воды, включающего регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от его весового расхода, содержания в нем хлористого калия, хлористого магния, кристаллического хлористого натрия и его температуры, расчеты степени насыщения раствора по хлористому калию, коэффициента повышения концентрации насыщенного раствора по хлористому натрию при степени его насыщения по хлористому калию менее 1, коэффициента прироста степени насыщения раствора по хлористому натрию за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия, отличающийся тем, что дополнительно определяют объемный расход раствора, по полученным данным определяют весовой расход раствора по объемному его расходу по следующей зависимости:
осв. р-р
G - весовой расход раствора, т/ч;
осв. р-р
3
G′ - объемный расход раствора, м/ч;
осв. р-р
3
ρ - плотность осветленного раствора, т/м;
рассчитывают плотность осветленного раствора по следующей зависимости:
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mtext>NaCl</mtext><mtext>,KCl</mtext><msub><mrow><mtext>,MgCl</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub></mrow></msub></mrow>
3
- плотность солей: хлористого натрия, калия и магния, т/м;
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mrow /></msub></mrow>
3
- плотность воды при температуре осветленного раствора, т/м;
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>K</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></msub></mrow>
- весовое содержание соответствующих компонентов в осветленном растворе, %;
сж.
K - коэффициент «сжатия», равный 0,9
KCl
NaCl
рассчитывают концентрацию насыщения раствора по хлористому калию при α=1 и α=1 по зависимости:
KCl
KCl
NaCl
2
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi></mrow></mfrac></mrow>
С′- концентрация насыщения раствора по хлористому калию при степени насыщения раствора по хлористому калию α=1 и по хлористому натрию α=1,
HO;
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
2
- концентрация хлористого магния в растворе, т/1000 т HO;
t - температура раствора, °C;
рассчитывают общую концентрацию NaCl в растворе, %, по зависимости:
KCl
α - степень насыщения раствора по хлористому калию;
NaCl
н.
2
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi></mrow></mfrac></mrow>
C - концентрация насыщения раствора по хлористому натрию при степени насыщения раствора α по KCl менее 1,
HO;
NaCl
NaCl
н.
KCl
NaCl
K - коэффициент повышения концентрации раствора по хлористому натрию для C при степени насыщения раствора по KCl - α<1 и по NaCl - α=1
NaCl тв.
K - коэффициент прироста степени насыщения по NaCl в растворе за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия,
2
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
рассчитывают концентрацию MgCl в растворе,
, %, по зависимости:
рассчитывают содержание воды в растворе по зависимости:
замеренные и вычисленные значения технологических параметров подают в систему управления расходом воды, при этом в приведенных уравнениях размерность рассчитываемых величин и размерность входящих в уравнения параметров уравновешивается соответствующей размерностью коэффициентов, стоящих перед указанными параметрами и свободными числами.
В соответствии с прототипом по предлагаемому способу в горячем осветленном насыщенном растворе замеряют содержание хлористого калия, хлористого магния и кристаллического хлористого натрия, а также температуру раствора. Рассчитывают степень насыщения раствора по хлористому калию по зависимости:
KCl
α - степень насыщения раствора по хлористому калию;
t - температура раствора, °C;
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
2
- содержание MgCl в растворе,
;
KCl
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
рассчитывают концентрацию насыщения раствора по NaCl при α менее 1,
,
, по зависимости:
KCl
NaCl
н.
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
рассчитывают концентрацию насыщения раствора по NaCl при α, равной 1, C,
, по зависимости:
;
NaCl тв.
рассчитывают коэффициент прироста степени насыщения раствора по хлористому натрию за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия, K:
;
KCl
NaCl
рассчитывают коэффициент повышения концентрации насыщенного раствора по хлористому натрию при α менее 1, K, по зависимости:
.
KCl
NaCl
По предлагаемому способу рассчитывают концентрацию насыщения раствора по хлористому калию при α=1 и α=1 по зависимости:
, где
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>K</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
KCl
NaCl
- концентрация насыщения раствора по хлористому калию при степени насыщения раствора по хлористому калию α=1 и по хлористому натрию α=1,
.
Вывод предлагаемого уравнения - см. патент РФ №2399587, кл. C01D 3/04, G05D 27/00, публ. 10.06.2010, Бюл. №26. Данное уравнение предназначено для определения концентрации KCl в жидкой фазе в корпусах вакуум-кристаллизационной установки, однако эксперименты показали, что оно применимо и в данном предполагаемом изобретении.
Рассчитывают общую концентрацию NaCl в растворе, %, по зависимости:
KCl
α - степень насыщения раствора по хлористому калию;
NaCl
н.
2
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi></mrow></mfrac></mrow>
C - концентрация насыщения раствора по хлористому натрию при степени насыщения раствора α по KCl менее 1,
HO;
NaCl
NaCl
н.
KCl
NaCl
K - коэффициент повышения концентрации раствора по хлористому натрию для C при степени насыщения раствора по KCl - α<1 и по NaCl - α=1
NaCl тв.
K - коэффициент прироста степени насыщения по NaCl в растворе за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия,
2
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
рассчитывают концентрацию MgCl в растворе,
, %, по зависимости:
рассчитывают содержание воды в растворе по зависимости:
NaCl
KCl
3
3
Из справочной литературы имеем: плотность хлористого натрия P=2163 кг/м; плотность хлористого калия P=1987 кг/м - см., например, Физико-химические свойства галургических растворов и солей. Хлориды натрия, калия и магния. Справочник. - СПб.: Химия, 1997. Стр. 9.
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><mn>2316</mn><mtext> </mtext><mi>к</mi><mi>г</mi><mo>/</mo><msup><mi>м</mi><mn>3</mn></msup></mrow>
Плотность хлористого магния
- см., например, Справочник химика. Том второй. Основные свойства неорганических и органических соединений. Второе издание, переработанное и дополненное. - М.-Л.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы. 1963. Стр. 116-117.
Плотность воды в интервале температур от 90 до 99°C приведена в таблице 1. По этим значениям составлено уравнение:
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mo>−</mo><mn>0,0007</mn><mo>⋅</mo><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1,0291</mn></mrow>
Приведенные данные - см. Справочник химика. Том первый. Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная техника. Второе издание, переработанное и дополненное. - М.-Л.: Химия. 1966. Стр. 880.
Подставляя полученные результаты расчетов в зависимость для плотности осветленного раствора:
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mtext>NaCl</mtext><mtext>,KCl</mtext><msub><mrow><mtext>,MgCl</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub></mrow></msub></mrow>
3
- плотность солей: хлористого натрия, калия и магния, т/м;
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mrow /></msub></mrow>
3
- плотность воды при температуре осветленного раствора, т/м;
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>K</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></msub></mrow>
- весовое содержание соответствующих компонентов в осветленном растворе, %;
сж.
K - коэффициент сжатия, равный 0,9,
определяем плотность осветленного раствора, а затем по зависимости
осв. р-р
G - весовой расход раствора, т/ч;
<mrow><msubsup><mi>G</mi><mrow><mi>о</mi><mi>с</mi><mi>в</mi><mo>.</mo><mtext> р-р</mtext></mrow><mtext>'</mtext></msubsup></mrow>
3
- объемный расход раствора, м/ч;
осв. р-р
3
ρ - плотность осветленного раствора, т/м;
определяем весовой расход осветленного насыщенного раствора и замеренные и вычисленные значения технологических параметров подаем в систему управления расходом воды.
осв. р-р
сж.
осв. р-р
сж.
Плотность растворов является величиной аддитивной, то есть ее можно рассматривать как сумму плотностей, входящих в состав раствора компонентов пропорционально их процентному содержанию. При эксплуатации производства в значение вычисленного значения плотности ρ возможно будет включен откорректированный коэффициент «сжатия» - K - см. Технология добычи солей, Р.С. Пермяков, B.C. Романов, М.П. Бельды, М.: Недра, 1981, с. 28, - полученный на основании статистического анализа определения плотности раствора в производственных условиях. По практическим данным этот коэффициент для осветленного насыщенного раствора составляет 0,9. Тогда плотность осветленного раствора в уравнении его расхода G записывается с коэффициентом K=0,9.
2
2
Таким образом, решается поставленная задача предлагаемого изобретения - достигается упрощение управления процессом получения хлористого калия за счет определения весового расхода осветленного насыщенного раствора расчетным методом по входным технологическим параметрам прототипа, достигается высокая точность измерения, так как технологические параметры получены на основе расчетов по диаграмме растворимости солевой системы: KCl-NaCl-MgCl-HO для рабочего интервала температур.
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
осв. р-р
В случае определения
методом аналитического или автоматического контроля полученное при этом значение
также подставляется в уравнение для определения ρ в виде его процентного содержания.
Способ осуществляли следующим образом: в осветленном насыщенном растворе замеряли содержание хлористого калия, например калиметром, содержание кристаллического хлористого натрия, например нефелометром, содержание хлористого магния, например автоматическим титратором, с непрерывным отбором проб. Учитывая, что содержание хлористого магния и кристаллического хлористого натрия в растворе менялось незначительно, приборный контроль за содержанием этих компонентов дублировали аналитически 1 раз в смену и сравнивали полученные результаты с данными приборного контроля. Замеряли температуру термометром сопротивления и объемный расход горячего осветленного раствора с помощью индукционного расходомера.
Рассчитывали степень насыщения раствора по хлористому калию по зависимости:
где
KCl
α - степень насыщения раствора по хлористому калию;
t - температура раствора, °C;
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
2
- содержание MgCl в растворе,
.
KCl
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
Рассчитывали концентрацию насыщения раствора по NaCl при α менее 1,
,
по зависимости:
KCl
NaCl н.
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
Рассчитывали концентрацию насыщения раствора по NaCl при α, равной 1, C,
по зависимости:
.
NaCl тв.
Рассчитывали коэффициент прироста степени насыщения раствора по хлористому натрию за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия, K, по зависимости:
.
KCl
NaCl
Рассчитывали коэффициент повышения концентрации насыщенного раствора по хлористому натрию при α менее 1, K, по зависимости:
KCl
NaCl
Рассчитывали концентрацию насыщения раствора по хлористому калию при α=1 и α=1 по зависимости:
KCl
KCl
NaCl
2
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi></mrow></mfrac></mrow>
С′- концентрация насыщения раствора по хлористому калию при степени насыщения раствора по хлористому калию α=1 и по хлористому натрию α=1,
HO;
<mrow><mtext>C</mtext><msub><mo>′</mo><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
2
- концентрация хлористого магния в растворе, т/1000 т HO;
t - температура раствора, °C;
рассчитывали общую концентрацию NaCl в растворе, %, по зависимости:
KCl
α - степень насыщения раствора по хлористому калию;
NaCl
н.
2
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi></mrow></mfrac></mrow>
C - концентрация насыщения раствора по хлористому натрию при степени насыщения раствора α по KCl менее 1,
HO;
NaCl
NaCl
KCl
NaCl
K -коэффициент повышения концентрации раствора по хлористому натрию для C н. при степени насыщения раствора по KCl - α<1 и по NaCl - α=1
NaCl тв.
K - коэффициент прироста степени насыщения по NaCl в растворе за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия,
2
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
рассчитывают концентрацию MgCl в растворе,
, %, по зависимости:
рассчитывали содержание воды в растворе по зависимости:
осв. р-р
Рассчитывали плотность осветленного раствора, ρ, по следующей зависимости:
, где
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>K</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
3
- плотность солей: хлористого натрия, калия и магния, т/м;
<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></msub></mrow>
3
- плотность воды при температуре осветленного раствора, т/м;
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>K</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mrow><mtext> H</mtext></mrow><mtext>2</mtext></msub><mtext>O</mtext></mrow></msub><mtext> </mtext></mrow>
- весовое содержание соответствующих компонентов в осветленном растворе, %;
сж.
K - коэффициент сжатия, 0,9;
или, подставляя значения плотности солей и воды, имеем:
.
Определяли весовой расход раствора по объемному его расходу по следующей зависимости:
, где
осв. р-р
G - весовой расход раствора, т/ч;
<mrow><msubsup><mi>G</mi><mrow><mi>о</mi><mi>с</mi><mi>в</mi><mo>.</mo><mtext> р-р</mtext></mrow><mtext>'</mtext></msubsup></mrow>
3
- объемный расход раствора, м/ч;
осв. р-р
3
ρ - плотность осветленного раствора, т/м.
Замеренные и вычисленные значения технологических параметров подавали в качестве задания в систему управления расходом через контроллер.
Примеры осуществления способа
Пример 1
С помощью приборного контроля замерили:
KCl
- C - содержание хлористого калия в осветленном насыщенном растворе - 19,6% с помощью калиметра;
NaCl
тв.
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
- C - содержание кристаллического хлористого натрия в растворе - 7
с помощью нефелометра;
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
<mrow><mfrac bevelled="true"><mi>т</mi><mrow><mn>1000</mn><mtext> </mtext><mi>т</mi><mtext> </mtext><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi></mrow></mfrac></mrow>
-
- содержание хлористого магния в растворе - 3
с помощью автоматического титратора;
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>о</mi><mi>с</mi><mi>в</mi><mo>.</mo><mtext> </mtext><mi>р</mi><mo>−</mo><mi>р</mi></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
3
-
- объемный расход раствора - 2000 м/ч с помощью индукционного расходомера;
- t - температуру осветленного раствора - 96°C с помощью термометра сопротивления. Рассчитывали степень насыщения раствора по хлористому калию:
KCl
Рассчитывали концентрацию насыщения раствора по NaCl при α менее 1:
KCl
Рассчитывали концентрацию насыщения раствора по NaCl при α=1:
Рассчитывали коэффициент прироста степени насыщения раствора по хлористому натрию за счет содержания в нем кристаллического хлористого натрия:
KCl
Рассчитывали коэффициент повышения концентрации насыщенного раствора по хлористому натрию при α менее 1:
.
KCl
NaCl
Рассчитывали концентрацию насыщения раствора по хлористому калию при α и α=1:
Рассчитывали общую концентрацию NaCl в растворе, %:
2
Рассчитывали концентрацию MgCl в растворе, %:
Рассчитывали содержание воды в растворе, %:
.
сж.
Рассчитывали плотность осветленного раствора без K по следующей зависимости:
3
или с учетом коэффициента «сжатия» 0,9 плотность осветленного раствора составляет: 1,3798·0,9=1,2419 т/м.
Рассчитывали расход осветленного раствора:
.
Замеренные и вычисленные значения технологических параметров подали в систему управления расходом воды.
Пример 2
осв. р-р
<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>M</mi><mi>g</mi><mi>C</mi><msub><mi>l</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
Способ осуществляли в соответствии с примером 1, но в осветленном растворе содержание кристаллического хлористого натрия и хлористого магния определяли с помощью аналитических методов 1 раз в смену продолжительностью 12 часов. При этом в уравнение для определения ρ подставляли полученное процентное значение
.