技术领域
本发明属于化工生产领域，涉及一种浓硫酸自动配酸系统及控制方法，特别涉及配酸系统操作温度与随动比值控制系统结合的自动控制方法。
背景技术：
在化工领域，常常需要用到大量的稀硫酸，因此生产企业需要将98%浓硫酸配制成给定浓度的稀酸。稀硫酸配制常采用间歇操作，即在固定容器中先加入定量水，然后缓慢加入定量浓硫酸，并在冷却条件下进行混合搅拌。这种配酸方式存在许多缺点，如配酸时会迅速产生大量稀释热，造成稀释液温度过高，操作时出现溶液爆沸和飞溅，稀释过程中产生酸雾，以及操作安全性和效率较低等问题。后来，为使化工生产连续化，提高效率，很多企业通过配酸工段单独进行配酸。如田桂兴（自动化配酸设备，CN202823287U）研发的自动化配酸设备，采用电子酸水比例控制系统进行自动化配酸，通过电子密度测试仪进行配酸浓度的检测和稀硫酸密度微调系统的控制。张新军等（自动化配酸系统及控制方法，CN101462700）报道的配酸系统由浓酸罐、稀酸罐、硫酸稀释冷却器、耐腐蚀泵等部件通过管路相互连通构成，通过模糊推理方式实现计算机配酸系统的控制，通过配制多级浓度的稀硫酸来控制浓硫酸的稀释过程。这些文献都涉及到浓硫酸稀释的特殊性（浓硫酸和稀硫酸具有腐蚀性，稀释产生大量稀释热，需要进行稀硫酸浓度检测和控制等），但大多工作侧重连续配酸操作和稀释硫酸浓度的控制，较少考虑操作温度对配酸设备材质和管道腐蚀性的影响，以及环境温度、冷却水参数变化等对生产负荷和生产连续性的影响，这也严重影响硫酸配酸设备和人员操作的安全。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的缺陷，采用自动配酸系统的操作温度控制系统与随动比值控制系统相结合的方法进行稀硫酸配制。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所描述的硫酸自动配酸系统包括浓硫酸储罐、浓硫酸泵、稀释冷却器、稀硫酸储罐、循环凉水塔、循环水泵、配酸控制系统等部件。配酸时，浓硫酸泵把硫酸储罐中的浓硫酸泵入稀释冷却器；同时，检测浓硫酸加入流量，通过比值控制系统来控制工艺水流量，把浓硫酸稀释到规定的浓度，冷却后流入稀硫酸储罐。
本发明所描述的配酸控制系统由温度控制系统和随动比值控制系统组成。温度控制系统包括稀硫酸温度检测变送器、温度调节器、变频器和浓硫酸泵。配酸操作时，检测稀释冷却器的稀硫酸出口温度，以稀硫酸出口温度信号为变频器的输入信号来控制浓硫酸泵的功率输出，实现通过变频器控制浓硫酸的加入流量。
本发明所描述的随动比值控制系统包括比值器、流量调节器、硫酸流量变送器、工艺水流量变送器、工艺水调节阀等部件。根据加入的浓硫酸流量和配酸浓度要求，通过比值控制系统控制加入的工艺水流量，实现浓硫酸的定值稀释，稀硫酸的浓度可通过检测加入稀释器的硫酸量和水流量进行控制。
本发明所描述的系统控制方法为：根据配酸操作的连续性和操作安全性，设定稀释冷却器稀硫酸出口温度为配酸操作主被控变量，通过出口温度来控制浓硫酸泵的功率输出，实现变频器控制浓硫酸的加入量；同时，根据稀硫酸浓度要求，计算浓硫酸和工艺水瞬时流量的比值，该值为比值器的给定值，再依据浓硫酸瞬时流量通过比值控制系统调节工艺水流量，从而实现硫酸配酸操作。
本发明所述的硫酸自动配酸系统及控制方法可用于浓硫酸稀释过程，能控制配酸操作温度和配制不同浓度酸的场合。该控制系统能实现配酸过程自动化操作，操作温度可控，抗干扰能力强，生产安全，操作简单，能有效提高生产效率。
附图说明
图1是本发明硫酸自动配酸系统的结构示意图。
图中，01--浓硫酸储罐，02-浓硫酸泵，03-硫酸流量变送器，04-稀释冷却器，05-稀硫酸储罐，06-循环凉水塔，07-循环水泵，08-工艺水调节阀，09-工艺水流量变送器，10-配酸控制系统，11-温度检测变送器，12-温度调节器，13-变频器，14-比值器，15-流量调节器。
图2是硫酸自动配酸系统控制方案结构示意图。
具体实施方式：以下参照附图对本发明所描述的实施例进行说明，但本发明的保护范围不局限于本实施例，由此控制方法所获得的其它实施例，也属于本发明保护的范围。
本发明所描述的硫酸自动配酸系统及控制方法见图1和图2。硫酸自动配酸系统由浓硫酸储罐01、浓硫酸泵02、硫酸流量变送器03、稀释冷却器04、稀硫酸储罐05、循环凉水塔06、循环水泵07、工艺水调节阀08、工艺水流量变送器09、配酸控制系统10、温度检测变送器11、温度调节器12、变频器13、比值器14、流量调节器15以及相关管线构成。其中稀释冷却器04顶部设有浓硫酸入口、工艺水入口和生气口，浓硫酸入口通过浓硫酸泵02和设有浓硫酸流量计03的管线与浓硫酸储罐01相连；工艺水入口与设有工艺水调节阀08和工艺水流量变送器09的管路相连。稀释冷却器04中下部设有冷却水入口和出口，冷却水入口通过循环水泵07和循环凉水塔06相连，冷却水出口通过管路返回循环凉水塔06冷却。稀释冷却器04下部设有稀硫酸出口，其通过耐腐蚀管道与稀硫酸储罐05相连。
本发明所描述的配酸控制系统10由温度控制系统和随动比值控制系统组成。其中温度控制系统由温度检测变送器11、温度调节器12、变频器13、浓硫酸泵02构成；随动比值控制系统由硫酸流量变送器03、工艺水调节阀08、工艺水流量变送器09、比值器14、流量调节器15及相关管线构成。
本发明所描述的硫酸自动配酸控制方法的具体实施步骤如下：
（1）检查正常，启动配酸控制系统10，进入配酸工艺操作界面；
（2）配制稀硫酸（98%浓硫酸稀释到浓度40%的稀硫酸）：在配酸操作界面设定配酸操作温度50℃，比值器给定值设定为2.76。点击主界面“系统启动”按钮，循环水泵07启动；延迟一定时间后，浓硫酸泵02启动；浓硫酸流量变送器03检测浓硫酸流量，检测信号进入比值器14，比较运算后输出作为流量调节器15的给定值；该比值控制系统以浓硫酸流量为依据，通过工艺水单回路控制系统（由工艺水调节阀08、工艺水流量变送器09、流量调节器15和工艺水管线构成）进行工艺水流量调节，实现比值控制；
（3）配酸过程中，温度检测变送器11检测稀释冷却器04出口的稀硫酸温度，通过温度控制系统控制变频器13的输出，进而以稀硫酸出口温度来控制浓硫酸泵02，实现控制浓硫酸的加入量；
（4）配制的40%稀硫酸从稀释冷却器04流入稀硫酸储罐05，当储罐05液位达到液位上限设定值时，浓硫酸泵02、工艺水调节阀08和水循环泵07依次停止，配酸操作结束。
本发明所描述的硫酸自动配酸系统及控制方法可用于浓硫酸稀释过程，这种控制方法能实现配酸过程稀释热和配酸浓度指标的控制，也可保证配酸操作和设备的安全。同时，根据现场实际情况，通过设置操作参数，可实现某些双组份反应和混合系统的控制。