Система управления процессом очистки газа Советский патент 1984 года по МПК B01D45/12 G05D27/00 

Изобретение относится к очистке газа от легкокипящих цримесей и может найти применение для вьщеления токсичных составляющих, например окислов азота, из газовой смеси,движущейся под действием, избыточного давления. Известно устройство низкотемпературной сепарации газа, содержащее генератор холода, теплообменник и се паратор ElJ. Однако такое устройство конструктивно сложно и дорого в эксплуатации, .так как на производство холода затрачивается большое количество энергии. Известно также устройство низкот пературной сепарации газа, содержащее в качестве генератора холода ви ревую трубу, позволяющее существенно снизить затраты на очистку там,где име ется избыточное давление газа,наприме при очистке природного газа из сква жин от тяжелых углеводородов,которые характеризуются высокими началь ными давлениями Ю-40 МПа (100 400 кгс/см), не изменяющимися по времени С2 J. Однако в технике очистки газа встречаются случаи, когда давление подаваемого на очистку газа уменьша ется с течением времени от максимального значения до нуля. Например при сбросе газа, содержащего токсичные вещества, из емкости высоког давления через очистное устройство атмосферу. Вихревая труба, входящая в состав установки для очистки газа, является генератором холода, и от того, до какого значения она может понизить температуру газа, подвергаемого очистке, зависит эффе тивность работы всего устройства в целом.. Данное устройство не обеспечивает при этом требуемое качество очи стки газа от примесей. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система уп равления процессом очистки газа, содержащая емкость высокого давления с датчиком давления, связанную трубопроводом с запорным органом с вихревой трубой, на выходе которой установлен сепаратор с трубопроводо отвода очищенного газа З . Однако известная система управления не позволяет добиться требуемой степени очистки газа от примесей, особенно в случаях, когда давление подаваемого газа уменьшается с течением времени от максимального значения до нуля. Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа. Поставленная цель достигается тем, что система управления процессом очистки газз, содержащая емкость высокого давления с датчиком авления, связанную трубопроводом с запорным органом с вихревой трубой, на выходе которой установлен сепаратор с трубопроводом отвода очищенного газа, дополнительно содержит блок формирования управляющих сигнапов, эжектор, пассивная полость которого связана с трубопроводом отвода очищенного газа, последовательно соединенные первый дополнительный трубопровод с запорным органом, ресивер с датчиком давления и дренажным клапаном и второй дополнительный трубопровод с запорным органом и регулятором давления, при этом вход первого дополнительного трубопровода связан с трубопроводом отвода очшцен-г ного газа, выход второго дополнительного трубопровода соединен с полостью высокого давления эжектора, входы блока формирования управляющих сигналов связаны с выходами датчиков давления, а выходы - с запорными органами, установленными на входе вихревой трубы, первом и втором дополнительных трубопроводах и дренажном клапане. . На чертеже изображена предлагаемая система управления процессом очистки газа. Система содержит емкость 1 высо- . кого давления дренажная полость которой через трубопровод 2 и запорный орган 3 связана с входом в сопловую часть охлаждаемой вихревой трубы 4. Непосредственно на выходе вихревой трубы 4 установлен центробежный сеператор 5 с патрубком 6 слива и клапаном 7, Выход сепаратора 5 через 1рубопровод 8 соединен с входом в эжектор 9, а через трубопровод 10 и запорный орган 11 - с входе i ресивера 12. В С15ОЮ очередь выход ресивера 12 через трубопровод 13, запорный орган 14 и регулятор 15 давления сообщается с полостью высокого давле-. ния эжектора 9, а его внyтpeIп яя полость через патрубок 16 и дренажньш 3 клапан 17 - с атмосферой. На емкос ти 1 высокого давления установлен датчик 18 давления, электрический выход 19 которого через блок 20 формирования управляющих сигналов связан с запорным органом I1 заправки ресивера 12 газом, дренажным клапаном 17 и запорным органом 14 подпитки эжрктора 9. Электрический выход 21 датчика 22 давления, и меряющего давление в ресивере 12, ч рез блок 2 формирования управляющих сигналов связан с запорным органом 11 заправки ресивера 12 газом Система работает следующим образом. В исходном состоянии системы запорные органы 3,14 и 11 закрыты, дренажный клапан 17 открыт, емкость 1 с газом, содержащим токсичные вещества, находится под давлением, блок 20 формирования управляющих -сигналов выключен. В момент, предшествующий очистке, он- включается. При давлении в емкости 1. рав ном 300 кгс/см, срабатьшает датчик 18 давления, который через б,лок 20 формирования управляющих сигналов дает сигнал на закрытие дренажного клапана 17 и открытие запорных орга нов 3 и И. Газ, содержащий токсичные примеси, по трубопроводу 2 поступает на вход охлаждаемой вихревой трубы 4. Проходя через тангенциальный спиральный сопловой аппа-рат вихревой трубы 4, газ закручива ется внутри ее до высоких значений скоростей, при этом осевые слои газа охлаждаются, а периферийные нагр ваются. За счет съема тепла с периф рийных закрученных слоев газа водо пропускаемой через рубашку охлаждения вихревой трубы4, весь поток газа охлаждается до низких температур (-30-50 С). Благодаря высоким значениям тангечциальных скорос тей и низкой температуре газа на выходе вихревой трубы 4 происходит кон,ценсация токсичных примесей в газе вплоть до жидких капель, которые под действием центробежных сил осаждаются во внутренней полости сепаратора 5, где они постепенно на капливаются и по мере накопления че рез сливной патрубок 6 и открытый клапан 7 сливаются в приемный резер вуар. Очищенный газ с давлением4050 кгс/с.м с выхода сепаратора 5 774 через трубопровод 8; и эжектор 9 подается в атмосферу и через трубопровод 10 и открытый запорный оргаи 11 поступает во внутреннюю йолость ресивера 12. Как только давление в ресивере 12 достигает 40-50 кгс/9м, происходит срабатывание датчика 22 давления, иастроенного на эту величину давления, который через блок 20 формирования управляющих сигналов выдает сигнал на закрытие запорного органа 11, После этого газ сбрасывается только через трубопровод 8 и эжектор 9. При падении давления в емкости 1 до 3-4 кгс/см датчик 18 давления, настроенньп на эту величину, через блок 20 формирования управляющих сигналов дает сигнал на открытие запорного органа 14 подпитки эжектора 9 и газ давлением 4050 кгс/см из ресивера 12 по трубопроводу 13 через регулятор 15 давления попадает в полость высокого давления эжектора 9, В сопловой части последнего газ высокого давления разгоняется до сверхзвуковых скоростей, за счет чего деление на вхо|П,е в эжектор 9 по трубопроводу 8 резко падает до 10-30 мм рт.ст. Снижение давления на входе в эжектор до 1030 мм рт.ст, эквивалентно снижению на порядок относительного давления сопла вихревой трубы 4 или увеличению степени расширения, что в свою очередь приводит к увеличению скорости rasia в сопле и поннгкению его температуры на выходе вихревой iрубы 4, Эффективность очистки при этом возрастает.При давлении в ешсЬсти 1, равном 1,1-1,2 кгс/см(избыточное давление 0,1-0,2 кгс/см), датчик 18 давления через блок 20 формирования управляющих сигналов выдает сигнал на закрытие запорных органов 3 и 14 и открытие дренажного клапана 17. Система находится в исходном положении. Запорные органы 3,14 и II закрыты и открыт дренажный клапан I7, Испох1ьзование изобретения позволяет погысить,эффективность работы вихревой трубы в составе установки при падении давления в емкости и тем самым процесса очистки дрепажного газа, а за счет исключения автономного источника высокого давления , работы эжектора снижаются затраты на процесс очистки.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НРОЦКССОМ ОЧИСТКИ ГАЗА, содержащая емкость высокого давления с датчиком давления, связанную трубопроводом с запорным органом с вихревой трубой,на выходе которой установлен сепаратор с трубопроводом отвода очищенного газа, отличающаяся тем, что, с .целью повьпаения эффективности очистки газа, она дополнительно содержит блок формирования управляющих . , эжектор, ппссивная полость которого связана с трубопроводом отвода очищенного газа,последовательно соединенные первый дополнительный трубопровод с запорн.ым органом, ресивер с датчиком давления и дре1тажным клапаном и второй дополнительный трубопровод с запорным органом и регулятором давления, при этом вход первого дополнительного трубопровода связан с трубопроводом отвода очищенного газа, выход второго дополнительного трубопровода соединен с полостью высокого давления эжектора, входы бло- I ка формирования управляющих сигнаW лов связаны с выходами датчиков давления, выходы - с запорными органами, ycTaHOHneFiHi-D ai на входе вихревой трубы, первом и втором дополнительных трубопроводах и дренажн.ом клапане.