粗鹽用水溶解後除去其中的泥沙、鈣、鎂等雜質製成精鹽水
，精鹽水在吸氨塔中吸收氨氣製得一定濃度的氨鹽水
，氨鹽水進入碳化塔與煆燒濕重堿和石灰石產生的CO₂氣進行碳酸化反應，反應生成的NaHCO₃懸浮濁液經過濾
、洗滌後，將固體和液體分離
，然後將過濾得到的NaHCO₃結晶在煆燒爐內煆燒獲得純堿產品和高濃度的CO₂氣
，CO₂氣經過冷卻、壓縮後送至碳化塔。經過濾得到的濾過母液進入母液蒸餾塔進行蒸餾，並與石灰石煆燒、化灰得到的石灰乳反應蒸出其中的氨氣，氨氣繼續在係統中循環使用。

 

 需求分析

 

純堿生產過程工藝流程長，連續性強，前後工序相互牽製，且有氣、液
、固三相物質存在，生產裝置中的幹擾因素多，部分裝置如石灰窯、煆(duan)燒(shao)爐(lu)等(deng)存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)時(shi)滯(zhi)，各(ge)裝(zhuang)置(zhi)關(guan)鍵(jian)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)存(cun)在(zai)較(jiao)強(qiang)的(de)相(xiang)互(hu)關(guan)聯(lian)和(he)耦(ou)合(he)特(te)性(xing)，是(shi)典(dian)型(xing)的(de)連(lian)續(xu)過(guo)程(cheng)和(he)間(jian)歇(xie)過(guo)程(cheng)混(hun)合(he)的(de)複(fu)雜(za)工(gong)業(ye)過(guo)程(cheng)。常(chang)規(gui)控(kong)製(zhi)不(bu)能(neng)很(hen)好(hao)地(di)解(jie)決(jue)裝(zhuang)置(zhi)內(nei)部(bu)和(he)裝(zhuang)置(zhi)之(zhi)間(jian)各(ge)相(xiang)關(guan)變(bian)量(liang)的(de)協(xie)調(tiao)控(kong)製(zhi)，在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)依(yi)賴(lai)於(yu)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)操(cao)作(zuo)水(shui)平(ping)，嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)了(le)裝(zhuang)置(zhi)的(de)平(ping)穩(wen)運(yun)行(xing)
，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)了(le)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)和(he)產(chan)量(liang)。

石灰窯作為純堿生產的龍頭，是生產二氧化碳和生石灰的重要裝置，屬於批量工作的間歇操作設備。其出灰、上料係統均由人工控製獨立運行，送風量、配焦比調節不及時且具有較大的時滯
，各石灰窯的運行工況不平衡，導致窯底、窯頂溫度波動較大
，經常造成石灰石的生燒或過燒，影響了石灰石的有效分解率。

氨鹽水碳酸化過程是純堿生產的核心，前後各類物料（CO₂氣、精鹽水
、氨鹽水、母液、洗水）流量及濃度等指標的波動或切塔操作等幹擾事件均對碳化塔的運行產生較大影響。碳化塔具有“清洗”和“製堿”liangzhongyunxingzhuangtai
，zaizhijianguochengzhonggetanhuatasuochudezhijianjieduanbutong，yincigetanhuatadeshengchannenglijiyunxinggongkuangyibutong。getayunxingfuhejigongkuangdetiaozhengjunkaorengongtiaojiedanhuilukongzhixitongdeshedingzhihuofakaidulaishixian
，cunzaitiaojiebujishihuotiaojiefudubushidangdengwenti，geguanjiangongyizhibiaonanyishixianjiaohaodeyueshukongzhi，chanpinzhilianghechanliangdebudaobaozheng，qielaodongqiangduda。

母液蒸餾塔蒸餾過程的傳質
、傳熱流程比較長
，中部溫度的控製具有較大滯後，且受到蒸汽壓力
、母液濃度及流量波動等幹擾因素的影響
，常規控製無法實現蒸餾過程關鍵變量的約束控製，消耗大
，蒸餾效果較差。

煆燒爐位於整個生產裝置的末端
，主要處理固體物料，具有爐體長、大滯後
、幹(gan)擾(rao)因(yin)素(su)多(duo)等(deng)特(te)點(dian)，對(dui)控(kong)製(zhi)及(ji)測(ce)量(liang)手(shou)段(duan)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)
，其(qi)關(guan)鍵(jian)工(gong)藝(yi)指(zhi)標(biao)的(de)控(kong)製(zhi)和(he)各(ge)爐(lu)負(fu)荷(he)的(de)分(fen)配(pei)均(jun)由(you)人(ren)工(gong)操(cao)作(zuo)
，勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du)大(da)
，產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)和(he)產(chan)量(liang)不(bu)高(gao)，且(qie)增(zeng)加(jia)了(le)消(xiao)耗(hao)。

綜(zong)上(shang)，以(yi)碳(tan)化(hua)生(sheng)產(chan)為(wei)中(zhong)心(xin)協(xie)調(tiao)控(kong)製(zhi)好(hao)純(chun)堿(jian)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)前(qian)後(hou)的(de)物(wu)料(liao)平(ping)衡(heng)和(he)能(neng)量(liang)平(ping)衡(heng)
，合(he)理(li)分(fen)配(pei)各(ge)單(dan)元(yuan)裝(zhuang)置(zhi)的(de)運(yun)行(xing)負(fu)荷(he)
，實(shi)現(xian)產(chan)量(liang)最(zui)大(da)化(hua)
，品(pin)質(zhi)最(zui)優(you)化(hua)是(shi)純(chun)堿(jian)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)操(cao)作(zuo)及(ji)控(kong)製(zhi)的(de)目(mu)標(biao)。

 

 先進控製方案

 

應用多變量預測控製手段，建立碳化塔、母液蒸餾塔的動態數學模型；設計了以碳化出堿總量為優化目標的APC-Adcon控製器及母液蒸餾塔中部溫度的APC-Adcon控製器；根據裝置特點並總結操作經驗，采用智能控製手段建立石灰窯
、煆燒爐裝置的自定義控製器；為各並聯運行的裝置設計了負荷優化分配與工況平衡的控製；針對石灰窯出灰、上料係統及煆燒爐電動刮刀等電氣設備的特點和運行邏輯，研究開發了適合裝置工藝特點的智能控製係統；應用專家控製
、均勻控製等手段建立了以碳化生產為中心的整體物料平衡即出堿總量與母液蒸量平衡、精鹽水量與氨鹽水量平衡、氣量平衡
、洗水平衡
，並實現了對相關裝置關鍵工藝指標的約束控製

；結合DCS係統的特點，設計了便捷的操作界麵，編寫了安全、可靠的切換邏輯。

 

 應用效果

 

APC-Adcon先xian進jin控kong製zhi軟ruan件jian在zai純chun堿jian裝zhuang置zhi上shang實shi施shi應ying用yong後hou係xi統tong運yun行xing良liang好hao，能neng正zheng確que執zhi行xing係xi統tong功gong能neng
，較jiao大da程cheng度du的de提ti高gao了le裝zhuang置zhi綜zong合he自zi動dong化hua水shui平ping
，穩wen定ding生sheng產chan工gong況kuang，提ti高gao了le主zhu要yao工gong藝yi參can數shu的de平ping穩wen度du，降jiang低di了le消xiao耗hao。係xi統tong能neng夠gou根gen據ju並bing聯lian生sheng產chan裝zhuang置zhi的de特te點dian進jin行xing生sheng產chan負fu荷he與yu運yun行xing工gong況kuang的de優you化hua調tiao整zheng
，加jia強qiang了le前qian後hou裝zhuang置zhi的de協xie調tiao控kong製zhi，減jian小xiao了le生sheng產chan波bo動dong，保bao證zheng了le產chan品pin質zhi量liang和he產chan量liang，降jiang低di了le操cao作zuo人ren員yuan的de勞lao動dong強qiang度du，為wei企qi業ye帶dai來lai顯xian著zhu的de經jing濟ji效xiao益yi和he社she會hui效xiao益yi。該gai項xiang成cheng果guo是shi先xian進jin控kong製zhi軟ruan件jian在zai國guo內nei純chun堿jian行xing業ye中zhong的de首shou次ci成cheng功gong應ying用yong

，引yin起qi了le行xing業ye內nei的de廣guang泛fan關guan注zhu，達da到dao了le國guo內nei同tong行xing業ye的de先xian進jin水shui平ping。

下圖為純堿生產裝置先進控製係統投運前後部分裝置的控製效果。

 

 效益分析

 

純chun堿jian生sheng產chan過guo程cheng先xian進jin控kong製zhi項xiang目mu的de實shi施shi，進jin一yi步bu提ti高gao了le裝zhuang置zhi的de自zi動dong化hua水shui平ping
，較jiao大da程cheng度du的de降jiang低di了le幹gan擾rao
，穩wen定ding了le裝zhuang置zhi關guan鍵jian工gong藝yi指zhi標biao，提ti高gao了le產chan品pin產chan量liang和he質zhi量liang，降jiang低di了le消xiao耗hao，統tong一yi了le操cao作zuo，降jiang低di了le操cao作zuo人ren員yuan的de勞lao動dong強qiang度du。碳tan化hua轉zhuan化hua率lv在zai原yuan有you基ji礎chu上shang提ti高gao0.5%， 110萬噸單套純堿裝置就可為企業帶來815萬元/年的直接經濟效益。

chunjianshengchanguochengxianjinkongzhidechenggongyingyongbujinduiguoneidetongxingyejuyoulianghaodeshifanzuoyong
，keyizhijiejinxingxiangmuchengguodetuiguang
，erqiebenxiangmusuoyanjiukaifadechunjianshengchanzhuangzhixianjinkongzhicelvejuyoujiaogaodeyingyongjiazhiheguangkuodeqianjing
，keyiweichunjianshengchanqiyejinyibutigaozhuangzhidezhengtikongzhishuiping，jiangdichengben，tigaojingjixiaoyi。