Способ автоматического регулирования температурного режима реактора каталитической очистки хвостовых газов от окислов азота Советский патент 1988 года по МПК C01B21/38 G05D27/00 

i/fnpOiUMU tOJ

/ifff/n/Sffo/i

CHfce Изобретение относится к автоматизации химических производств и может «рыть использовано в промьппленности ijio производству минеральных удобре- йий и в химической промьппленности в Производстве азотной кислоты, : Цель изойретения увеличение производительности процесса за счет по- 1|ышения точности регулирования темпе- jiaTypHoro режима реактора. I На фиг,1 приведена схема системь автоматического регулирования.(САР), реализующая предлагаемый способ; на 4иг, 2 - кривые переходных процессов

Схема регулирования (фиг.1.) содержит реактор 1, регулятор 2 температуры газа на выходе реактора, исполнительный механизм 3 на линии подачи тогшивйой смеси в камеру 4 сго гаания, датчик 5 температуры газа на яыходе реактора, корректирующее устройство 6, датчик 7 и регулятор 8 температуры смеси на входе-реактора, регуляторы 9 и 10 соотнотйния, исполнительные механизг- Л 11 и 12, установленные на линиях подачи, соответственно, добавочного воздуха на установку 13 абсорбции и природного газа в камеру 4 сгорания, датчики 14 и 5 расхода добавочного воздуха и природного газа соответственно.

: Способ осуществляется следующим образом.

I САР состоит из двух контуров. В п(рвом контуре осуществляется регулирование температуры газа на выхо- д реактора 1 регулятором 2, сигнал которого управляет исполнительным м« ханизмом 3, установленным на линии подачи топливной смеси в камеру 4 С1 орания реактора, Значение температуры газа на выходе из реактора 1 з 1меряется датчиком 5. Указанная кор Р€1кция по температуре смеси на выходе реактора 1 осуществляется корректирующим устройством 6, изменяющим пс)дачу топливной смеси в камеру 4 сгорания реактора. Значение темпера- ту1ры смеси на входе реактора замеря- ет ся датчиком 7,

Во втором контуре осуществляется регулирование соотношения расходов добавочного воздуха и природного газа с коррекцией по температуре га- смеси на входе реактора регу- ля гором 8, сигнал которого через регуляторы 9 и 10 соотношения управляет исполнительными механизмами 11

и 12, установленными на линиях подачи добавочного воздуха на установку 13 абсорбции и природного газа в камеру 4 сгорания реактора 1 соответственно. Регуляторы 9 и 10 поддерживают заданные расходы добавочного воздуха и природного газа, которые заменяются датчиками 14 и 15, Значение температуры газовой смеси на

входе реактора 1 поступает в регулятор 8 от датчика 7. Сигнал задания для регулятора 9 соотношения состоит из сигнала датчика 14 расхода добавочного воздуха на установку 13 абсорбции и сигнала от регулятора 8, Сигнал задания для регулятора 10 соотношения состоит из сигнала от датчика 15 подачи природного газа в камеру 4 сгорания реактора и сигнала от регулятора 8.

Высокая точность автоматического регулирования выходной температуры реактора 1 на заданном уровне определяется малой инерционностью динамических характеристик первого контура.

Кроме того, как показывают иссле давания, наилучшие результаты по очистке газов от окислов азота достигаются лри максимально возможном перепаде температур на реактор, т.е. при повьшении интенсивности протекающих в реакторе процессов.

В соответствии с этим для оптимизации процесса очистки предлагается поддерживать.температуру газа близ- . кую к минимально доступному значению (400-430 С), подавая при этом добавочный воздух на установку 13 абсорбции и природный газ в реактор I в количестве, необходимом для поддерживания соответствующего температурного режима в реакторе,

Таким образом, первый контур, являясь малоинерционным, предназначен для стабилизации температуры очищенных газов на выходе из реактора I с высокой точностью. Второй контур, являясь более инерционным, поддерживает температуру смеси на входе в реактор I на минимально доступном пределе, управляя интенсивностью каталитических процессов в реакторе соответствующим одновременным изменением подачи добавочного воздуха на установку 13 абсорбции .и подачи природного газа в камеру сгорания реактора в определенном заданном соотношеНИИ (соотношение между подачей добавочного воздуха и природного газа неизменно и определяется условиями работы конкретного агрегата).

Оптимизирующее воздействие второго контура можно рассматривать, нап- римец, для случая повышения по каким- либо причинам температуры очищенного

1435532

Как видно из графиков переходных процессов, введение корректирующего устройства значительно снижает амплитуду отклонения температур и уменьшает время переходного процесса.

Таким образом, с целью повьвяения точности поддержания тет пературы газа на выходе из реактора и оптими

газа на выходе из реактора Г, Повьщге- ю зации процесса очистки подачу при- ние температуры скомпенсировано регулятором 2 за счет уменьшения подачи топливной смеси в камеру 4 сгорания реактора. Это, естественно,; приводит к понижению температуры смеси пе- 15 ред реактором 1 и увеличивает перепад температур на катализаторе.

Регулятор 8, в связи с уменьшением температуры газовой смеси перед реактором, уменьшает добычу добавоч- 20 Hofo воздуха и природного газа в определенном заданном соотношении. Это приводит к снижению каталитических процессов в реакторе и, как следст-..

родного газа в реактор и добавочного воздуха на установку абсорбции осуществляют с коррекцией по темпер туре газа на входе в реактор а управляющее воздействие на подачу топ ливной смеси в камеру сгорания реак тора осуществляют по температуре га за на выходе из реактора с коррекци ей по температуре газа на входе в реактор.

Точность поддержания температуры очищенного газа на выходе из реакто ра составляет ± и практически находится на уровне 700 С.

вие, к дальнейшему уменьшению выход- 25 Решение вопроса стабилизации темной температуры реактора и ее стабилизации с высокой точностью на заданном уровне.

Уменьшение т емпературы газовой смеси на входе реактора 1 устраняет- 30 ся корректирующим устройством 6 за счет приведения подачи топливной смеси в камеру 4 сгорания реактора к своему первоначальному значению, а

пературы газа на выходе из реактора на уровне 700°С позволяет поднять производительность агрегата за счет двух факторов: использования воздуха, ранее подававшегося на охлаждение газа перед турбиной, в технологическом процессе, и увеличения производительности газотурбинного агрегата ГТТ-3 за счет некоторого повыисходное увеличение выходной темпера- .jg шения среднестатической температуры

рабочего тела на входе в турбину.

туры реактора скомпенсировано новым установившимся значениям подачи добавочного воздуха на установку 13 абсорбции и природного газа в камеру 4 сгорания реактора за счет снижения каталитических процессов в реакторе 1 ,

На графике (фиг.2) приведены кривые переходных процессов изменения входной и выходной температур реактора каталитической очистки при ступенчатом изменении подачи топливной, смеси в камеру сгорания реактора: кривая 1.1 - изменение выходной температуры без введения корректирующего устройства (кк,. П, где К - козффициент усиления корректирующего устройства); кривые 1,2 и 1.3 - изменение выходной температуры при 0,08 ,. Кц 0,16 соответственно; кривые 2.1 - 2.3 - изменение входной температуры при 0; 0,08 и KHU 0,16 соответственно.

зации процесса очистки подачу при-

родного газа в реактор и добавочного воздуха на установку абсорбции осуществляют с коррекцией по температуре газа на входе в реактор а управляющее воздействие на подачу топливной смеси в камеру сгорания реактора осуществляют по температуре газа на выходе из реактора с коррекцией по температуре газа на входе в реактор.

Точность поддержания температуры очищенного газа на выходе из реактора составляет ± и практически находится на уровне 700 С.

Решение вопроса стабилизации температуры газа на выходе из реактора на уровне 700°С позволяет поднять производительность агрегата за счет двух факторов: использования воздуха, ранее подававшегося на охлаждение газа перед турбиной, в технологическом процессе, и увеличения производительности газотурбинного агрегата ГТТ-3 за счет некоторого повышения среднестатической температуры

рабочего тела на входе в турбину.

Это позволяет поднять степень рекуперации энергии в узле реактор каталитической очистки - ГТТ-3 за счет ведения процесса в режимах с минимальными непроизводительными потерями.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования температурного режима реактора каталитической очистки хвостовых газов от окислов азота в производстве слабой азотной кислоты, включающего последовательно соединенные установку абсорбции, камеру сгорания и реактор, путем регулирования соотношения расходов добавочного воздуха на установку абсорбции и природного газа в реактор в зависимости от температуры смеси на входе реактора и измерения температуры газа на выходе реактора, отличающийся

U355326

тем, что, с целью увеличения произ- тельно регулируют температуру газа

водительности процесса за счет повышения точности регулирования температурного режима реактора, дополни-Редактор Н.Бобкова

Составитель Г.Огаджанов Техред м.Ходанич

Зак аз 560А/19

Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

на выходе реактора изменением подачи топливной смеси в камеру сгорания по температуре смеси на входе реактора.

20 2 tf 97

фил

Корректор В.Бутяга

Подписное