Способ автоматического управления процессом очистки газопылевой смеси Советский патент 1988 года по МПК B01D53/34 G05D27/00 

Изобретение относится к способам автоматического управления процессами очистки газопылевьпс смесей и може быть использовано в целлншозно-бумаж ной промышленности, например, очистке дымовых газов после содорегенера- ционных агрегатов.

Целью изобретения является повышение экономической эффективности очистки за счет повышения быстродействия системы управления.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема, реализующая способ/ на фиг. 2 - блок-схема математической модели процесса; на фиг. 3 - графики переходных процессов по саналам концентрация очищаемого компонента С расход газопылевой смеси V , концентрация пыли Z - расход газопьшевой смеси Vj, при скачкообразном изменении расхода газопьтевой смеси. 1 -

Схема содержит технологический . аппарат 1, после которого газопыле- вая смесь поступает на очистку в электрофильтр 2, затем в мокрый скруббер 3, куда подается регенерированный в регенераторе 4 поглотительный раствор, подогреватель 5 свежего поглотительного раствора, датчик 6 температуры газопьшевой смеси после аппарата 1, датчик 7 температуры регенерированного раствора, датчик 8 перепада давлений на скруббере, датчик 9 концентрации очищаемого компонента в очищенном газе, датчики 10 концентрации пьши до и после скруббера 3, датчик 11 рН насьпценного раствора, управляемые клапаны 12-14 на линиях подачи в подогреватель 5 свежего раствора и теплоносителя и подачи в Скруббер 3 регенерирован- ного раствора, соединенные с выходами регуляторов 15-17 расхода свеже- го раствора, теплоносителя и регенерированного раствора соответствен- но, датчик 18 расхода регенирован- ного раствора и дифференциальный преобразователь 19.

В настоящее время для очистки газовых выбросов.целлюлозно-бумажных предприятий применяются в качест не абсорбентов щелочные растворы, поглотительная способность которых зависит от равновесного давления поглощаемого компонента, например, сероводорода. Известно, что равновесие между, сероводородом в газовой

фазе и растворенным в воде сероводородом подчиняется закону Генри

„ f. , ,

Kf - ti

где Kp - константа Генри, ,

- концентрация сероводорода в газовой и -жидкой фазах. Таким образом, контроль изменения концентрации сероводорода в отходящих газах датчиком 9 позволяет судить об эффективности газовой очистки. В баке приготовления .поглотительного раствора происходит регенерация насыщенного раствора путем изменения подачи свежего поглотительного раствора и его подогрева.

- Известно, что в сульфидном растворе существуют следующие равновесия

Н„3:гггН + Н S, откуда по закону

Генри

к S-1

H.S

(2)

и Н Н + S , откуда по закону Генри

Сн Г S- н S-

(3)

(21 и (3), можно получить

н о KrlH н 78, -. jT

(4)

Математическую модель установки для газопьшевой очистки абсорбцией щелочным раствором согласно блок- схеме, приведенной на фиг. 2, можно записать следующим образом:

(У,-У4)сГч.у,,.сГз (5)

VjC, v,cf- v,cf+ VfC°;; (6)

V,cf.+ УгСг + + C (7)

(y,-yjc| + УцС V,C|3 C - Tf- ,

A-2 - K- rtoH

(8) (9)

где - расходы газопьшевой смеси, поступающей в скруббер, выходящей из него.

он

31

регенерированного, свежего н насыщенного растворов, ,

- концентрация очищаемого компонента в соответствующем потоке, мг/м ,

„иг, ОИ

С - Cj - рН соответствующего раствора.

Как видно из математической модели, управление расходом регенерированного поглотительного раствора позволяет выдерживать оптимальный режим работы установки за счет обеспечения правильных равновесных концентраций поглотительного раствора. Одновременно, поддержание постоянного соотношений температур очищаемой газопьшевой смеси и поглотительного раствора позволяет стабилизировать скорость абсорбции. Производная по температуре, получаемая с преобразователя 19, носит упреждающий характер, благодаря чему повьшгается быстродействие системы управления.

Способ осуществляется следующим образом.

Вышедшая из технологического аппарата 1 газопыпевая смесь, температура которой измеряется датчиком 6, поступает в электрофильтр 2, где происходит электростатическое осаждение основной массы содержащейся в ней пыли. После электрофильтра 2 газопылевая смесь поступает в скруббер 3 на доочистку от пыли и абсорбцию очищаемого компонента. Насыщенный в скруббере 3 очищаемым компонентом и остаточной пылью раствор поступает на регенерацию в регенератор 4, откуда сливаются в виде шлама продукты реакций и пыль, а из подогревателя 5 в регенератор 4 подается свежий поглотительный раствор.

Сигналы с датчиков 8, 10 и 18 преобразователя 19 поступают на вход регулятора 8, который, воздействуя на клапан 14, изменяет расход регенерируемого раствора пропорционально содержанию пыли в газопьшевой смеси и очищенном газе и обратно пропорционально перепаду давлений на скруббере с коррекцией, пропорциональной скорости измерения температуры газо- пьшевой смеси. Сигналы с датчиков 9 и II поступают на регулятор 15 расхода свежего поглотительного раствора, который., воздействуя на клапан 12, изменяет расход,этого расг8832-

вора пропорционально величине рН насыщенного раствора и обратно пропорционально концентрации очищаемого

компонента в очищенном газе. Сигналы с датчиков 6 и 7 поступают на регулятор 16 соотношения температур регенерированного раствора и газопылевой смеси, который, воздействуя на

10 клапан 3, изменяет расход теплоносителя через подогреватель 5, стабилизируя зто соотношение- температур. Как видно из графиков переходных процессов (фиг. 3), при введении кор15 ректирующих сигналов по рН отработанного раствора и по скорости изменения температуры газопьшевой сме- си достигается поышение быстродействия системы управления по сравнению

0 Q прототипом, а именно: продолжительность переходных процессов уменьшается в 3 раза, максимальная динамическая погрешность снижается в 2,5 раза, что приводит к снютению

5 энергозатрат на проведение процесса очистки.

В таблице приведены сравнительные данные качества регулирования по 0 предлагаемому и известному способам. .

Реализация способа осуществлена на средствах локальной автоматики. Однако способ может быть легко реализован на средствах вьиислительной g техники.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом очистки газоп ылевой 0 смеси путем измерения температур и расходов газопьшевой смеси и регенерированного раствора, подаваемых в скруббер мокрой очисткич концентрации пыли до скруббера и концентра- 5 Ций пыли и очищаемого компонента после него и регулирования расхода регенерированного раствора в заивиси- мости от расхода газопьшевой смеси и концентрации пыли до и после скруббе- Q ра, о т л и ч а ю щ и °й с я тем, что, с целью повьш1ения экономической эффективности очистки за счет повьше- ния быстродействия системы управления, дополнительно определяют ско- g рость изменения температуры газопылевой смеси, по величине которой корректируют расход регенерированного раствора, измеряют температуру регенерированного и рН насыщенного растворов,

514388326

соотношение температур регенерирован- раствора, расход которого регулируют ного раствора и газопьшввой смеси .обратно пропорционально концентрации регулируют пропорциональным возд ей- очипщемого компонента в очищенном ствием на расход теплоносителя, по- газе и прямо пропорционально рН насы- даваемого в подогреватель свежего щенного раствора.

Изобретение относится к способам автоматического управления процессами очистки газопылевых смесей и позволяет повысить экономическую эффективность очистки за счет повьшения быстродействия системы управления. Способ заключается в измерении температур и расходов газопьшевой смеси и регенерированного раствора, подаваемых в скруббер мокрой очистки, измерении концентрации пьши до скрубе- бера и концентрации пьши и очищаемого компонента после него, определении скорости изменения температуры газопыпевий смеси, и регулировании расхода регенерированного раствора пропорционально расходу газопьшевой смеси и концентрации пьши до и после скруббера с коррекцией по скорости изменения температуры газопьшевой смеси и регулировании соотношения температур, газопьшевой смеси и регенерированного раствора пропорциональным воздействием на расход теплоносителя, подаваемого в подогреватель свежего раствора, расход которого регулируют пропорционально рН насьщенно- го раствора и обратно пропорционально концентрации очищаемого компонента в очищенном газе. 3 ил. С 4 СО 00 00 со К9

Фио.1

Газопы/ еваясмрсд

VfC

5

Cfyjy ep

Регенерированныйpac/n op

Бакподзота- бк и. noe/tOfn( лв ьного pac/nScpa

Фа.2

У,

O /if.iiieHHbfiJi eas

v.cf

ъ„ои

5

ась/шенныи. pacffjffap

ev