謝璐++嚴政

[摘 要]磷酸是一種比較重要的中間產(chǎn)品，它是許多產(chǎn)品的制造原料，包括制藥、食品、肥料等，對經(jīng)濟發(fā)展具有重大的推進作用。為此本文對濕法磷酸進行分析，介紹濕法磷酸生產(chǎn)工藝和控制的現(xiàn)狀，提出目前需要迫切解決的過程控制問題。

[關鍵詞]智能控制技術；濕法磷酸；生產(chǎn)應用

中圖分類號：TQ126.35 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）31-0369-01

磷酸生產(chǎn)方法主要有兩種：熱法和濕法，熱法生產(chǎn)的成品多被稱為熱法磷酸，其流程是通過電爐法生產(chǎn)磷元素，然后氧化成磷酸，因此也被稱為電熱法；濕法生產(chǎn)是將磷礦用酸分解為成品，濕法磷酸是高濃度肥的關鍵原料，同時也是精細磷酸鹽的中間原料?，F(xiàn)代磷酸生產(chǎn)過程中，磷主要來自于天然的磷礦，并且以磷酸鹽的形式存在，目前世界上已探明的磷礦資源約為500億噸，為磷酸、磷肥等行業(yè)的發(fā)展提供了物質基礎。我國磷礦多集中于西南和中南地區(qū)，云南、湖南、湖北、四川、貴州五省成為我國重要的磷礦基地。

1.濕法磷酸生產(chǎn)原則

濕法磷酸生產(chǎn)必須使用無機酸，且對酸性要求也比較高，常見的例如硝酸、鹽酸、硫酸等，并且無論是哪一種酸，在經(jīng)過一系列化學反應之后都會生成磷酸和氟氫酸，但是生成何種形式的鈣鹽卻都不相同，因此使得濕法磷酸生產(chǎn)方案有很多種。另外磷酸制造最重要的就是萃取率與洗滌率，因此要將酸比、SO3控制在允許的范圍內，并盡量保持穩(wěn)定。不同的礦漿對應SO3，也要求控制不同的酸比，酸濃控制的穩(wěn)定對于后段濃縮生產(chǎn)的穩(wěn)定性有很大的作用[1]。

2.濕法磷酸工藝原理

固體分解是一個比較復雜的物理化學現(xiàn)象，它的每一個環(huán)節(jié)都不相同，但是相互之間又都存在著一定的聯(lián)系。通常情況下固體表面的反應速度比較快，但是反應生成物由表面轉到溶液的速度卻比較緩慢。在特定的混合情況中，某些過程具有決定性的作用，例如反應物向固體表面轉移的過程、被溶解物質向溶液轉移過程等，這些轉移方式是基于分子、離子通過液相進行擴散的，并且液相是與固體相連的，因此液相層又被稱為擴散層。

3.智能控制技術的作用

智能控制技術在生產(chǎn)中也可以大量實際應用，例如：1通過觀察硫酸分布流量的變化及時檢查加酸管是否斷裂、破損；2、通過觀察萃取槽、礦漿槽攪拌電流大概判斷對應指標；3、通過精漿液再漿泵、濾布洗滌泵電流決定定期檢查更換其過流部件；4、通過稀磷酸、回磷酸、洗滌水泵的最大流量來判斷管線是否堵塞，回磷酸正常流量可判斷過濾效果；5、通過過濾真空度、回磷酸流量判斷過濾效果變化，立即現(xiàn)場確定以及調整。6、通過DCS各項指標的歷史趨勢度確定工藝事故的發(fā)生原因，便于以后避免此類事故；7、通過監(jiān)控設備的電流、油壓、溫度、以及壓力判斷設備是否正常，便于及時到現(xiàn)場精確檢查，關鍵參數(shù)對應連鎖控制，便于保護設備免于損壞。

3.1 預測模型

預測控制是以對象模型為基礎的算法，因此被稱為預測模型，其原理是根據(jù)對象的歷史狀態(tài)和以及預測的信息來進行分析。其對于模型的要求較高，與傳統(tǒng)控制方法存在較大的差異，主要強調模型的功能，只要能夠滿足相關的數(shù)據(jù)要求即可作為控制模型。因此使得預測模型具有多樣性，其計算方程、模糊模型、傳輸函數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡等都可以用于預測分析和控制。

3.2 滾動優(yōu)化

滾動優(yōu)化是智能控制的主要特征之一，通過優(yōu)化相關性能指標來確定控制作用，其主要涉及系統(tǒng)未來的行為。比較常見的包括以被控對象輸出為基礎，選擇未來采樣點的期望軌跡，并計算其最小方法差。另外也可以選擇更加廣泛的方式，包括穩(wěn)定輸出在某一范圍、將能量控制在最小值等，需要注意的是，控制性能指標所提及的未來行為是基于模型并附加控制決策而形成的[4]。

3.3 反饋校正

由于實際應用的過程中，服務對象會受到非線性、時變、失配、干擾等因素的影響，會造成預測結果與實際存在較大的差異，無法進行準確的描述。因此需要在控制過程中進行優(yōu)化，比較輸出值與預測值，計算二者之間的誤差，然后利用校正技術進行校正，進而得到更加真實準確的結果。

3.4 參數(shù)管控

智能控制技術需要對生產(chǎn)設備進行監(jiān)督，約束設備運行情況，并記錄相關的運行參數(shù)，同時對于不在規(guī)定范圍或者是參數(shù)出現(xiàn)異常的時候需要發(fā)出警報，以及時的做出相應的動作[5]。

結束語

文章對智能控制技術以及濕法磷酸生產(chǎn)方法進行了簡要的總結，同時對二者的應用進行了分析，希望研究人員能夠提出更優(yōu)的算法，提高多模型建模的精度，并研究智能方法與預測控制的結合方法，從而獲得更優(yōu)的算法。

參考文獻

[1] 王雁芬.常用統(tǒng)計技術在濕法磷酸生產(chǎn)過程控制中的應用[J].磷肥與復肥，2015，08：26-28.

[2] 楊敏敏.新型濕法α石膏生產(chǎn)智能控制系統(tǒng)研究[D].濟南大學，2014.

[3] 王典.高爐法制備磷酸的工藝研究和開發(fā)[D].鄭州大學，2011.

[4] 舒敦濤.Pb～（2+）、Zn～（2+）在微波誘導磷石膏上的吸附機制及墻體材料制備試驗研究[D].昆明理工大學，2012.

[5] 壯炳良，張書法. 水泥生產(chǎn)過程智能控制技術及應用[A]. 建筑材料工業(yè)技術監(jiān)督研究中心、建筑材料工業(yè)技術情報研究所、《水泥》雜志社.水泥節(jié)能環(huán)保創(chuàng)新技術參考手冊[C].建筑材料工業(yè)技術監(jiān)督研究中心、建筑材料工業(yè)技術情報研究所、《水泥》雜志社：，2015：13.

作者信息

謝璐，身份證：430422198602150011。endprint