Способ управления процессом осушки и абсорбции обжигового газа Советский патент 1991 года по МПК C01B17/76 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления сернокислотными производствами и может быть использовано в производстве серной кислоты и олеума контактным методом.

Цель изобретения - повышение экономической эффективности.

На чертеже приведена принципиальная схема реализации способа.

В состав схемы входят сушильная башня 1, олеумный и моногидратный абсорберы 2 и 3 соответственно, соединенные со сборниками 4-6, которые объединены между собой кислотопроводами (перетоками). Соответствующие потоки кислот создаются с помощью насосов 7-9, на всас которых поступает кислота из сборников 4-6 и направляется по кислотопроводам в соответствии с технологической схемой в

соответствующие сборники 6, А и 6, 4 и 5 на склад, а через холодильники 10-12 - на орошение башни 1 и абсорберов 2 и 3.

Контур стабилизации уровня в сборнике 4 сушильной башни 1 включает в себя датчик 13 уровня, регулятор 14 и исполнительный механизм 15, установленный на линии откачки сушильной кислоты на склад. Контур стабилизации уровня в сборнике 5 олеумного абсорбера 2 содержит датчик 16 уровня, регулятор 17 и исполнительный механизм 18, установленный на линии откачки олеума на склад. Контур стабилизации уровня в сборнике б моногидратного абсорбера 3 содержит датчик 19 уровня, регулятор 20 и исполнительный механизм 21, установленный на линии подачи моногидрата из сборника б моногидратного абсорбера 3 в сборник 4 сушильной башни 1.

Контур стабилизации концентрации олеума включает в себя датчик 22 концентрации, регулятор 23 и исполнительный механизм 24, установленный на линии подачи моногидрата из сборника 6 моногидратного абсорбера 3 в сборник 5 олеумного абсорбера 2. Контур стабилизации концентрации моногидрата включает в себя датчик 25 концентрации, регулятор 26, ограничитель 27 и исполнительный механизм 28, установленный на линии подачи сушильной кислоты из сборника 4 сушильной башни 1 в сборник 6 моногидратного абсорбера 3. а также повторитель 29 с зоной нечувствительности, ограничитель 30 и исполнительный механизм 31. установленный на линии подачи воды в сборник 6 моногидратного абсорбера 3.

Контур регулирования концентрации сушильной кислоты включает в себя датчик 32 концентрации, регулятор 33 и исполнительный механизм 34, установленный на линии подачи олеума из сборника 5 олеумного абсорбера 2 в сборник 4 сушильной башни 1. Контур коррекции концентрации сушильной кислоты в зависимости от заданного положительного перепада между температурой кислоты на выходе из сушильной башни и температурой газа, поступающего на осушку, включает в себя датчик 35 температуры кислоты после сушильной башни, датчик 36 температуры входного потока газа, блок 37 вычисления разности температур и регулятор 38 перепада температур, а контур коррекции в зависимости от изменения температуры орошающей кислоты содержит датчик 39 температуры орошающей кислоты и блок 40 динамической связи.

Дополнительно контур стабилизации концентрации моногидрата содержит пороговое устройство 41, аналоговый ключ 42 и исполнительный механизм 43, установленный на линии подачи олеума из сборника 5 олеумного абсорбера 2 в сборник 6 моногидратного абсорбера 3. Контуры коррекции в зависимости от изменения

приращения концентрации сушильной кислоты в сушильной башне 1, концентрации олеума в олеумном абсорбере 2 и концентрации моногидрата в моногидратном абсорбере 3 содержат: для концентрации

0 сушильной кислоты - датчик 32 концентрации орошающей сушильной кислоты и датчик 44 концентрации сушильной кислоты в нижней части сушильной башни, блок 45 вычисления разности и блок 46 динамиче5 ской связи, для концентрации олеума - датчик 22 концентрации олеума, подаваемого на орошение, датчик 47 концент рации олеума в нижней части олеумного абсорбера 2, блок 48 вычисления разности и блок 49 ди0 намической связи, для концентрации моногидрата - датчик 25 концентрации моногидрата, подаваемого на орошение, датчик 50 концентрации моногидрата в нижней части моногидратного абсорбера, блок

5 51 вычисления разности и блок 52 динамической связи.

Способ реализуется следующим образом.

Принцип формирования управляющего

0 воздействия в контуре регулирования концентрации сушильной кислоты заключается в измерении текущего значения концентрации датчиком 32 и подачи его выходного сигнала на информационный вход регулято5 ра 33. На выходе последнего при отклонении текущего значения концентрации от заданного по стандартному, например. ПИД-закону. формируется управляющее воздействие, поступающее на исполнитель0 ный механизм 34, с помощью которого изменяют расход олеума, подаваемого из сборника 5 олеумного абсорбера 2 в сборник 4 сушильной башни 1. Таким образом, чтобы текущее значение концентрации су5 шильной кислоты всегда оставалось равным ее заданному значению, при уменьшении концентрации сушильной кислоты увеличивают расход олеума, а при увеличении - уменьшают. Аналогичным образом форми0 руют управляющее воздействие в контурах стабилизации уровня в сборнике 4 сушильной б;нини 1, уровня в сборнике 5 олеумного абсорбера 2 и концентрации олеума,уровня в сборнике б моногидратного абсорбера 3 и

5 концентрации моногидрата. Управляющее воздействие с выхода регулятора 14 уровня в сборнике сушильной кислоты направляют на исполнительный механизм 15 и с его помощью изменяют расход сушильной кислоты, откачиваемой из сборника на склад.

таким образом, чтобы текущее значение уровня всегда оставалось равным его заданному значению Н1ЗД. Управляющее воздействие с выхода регулятора 17 уровня в сборнике 5 олеумного абсорбера 2 направляют на исполнительный механизм 18, а с выхода регулятора 20 уровня в сборнике 6 моногидратного абсорбера 3 - на исполнительный механизм 21 С помощью исполнительного механизма 18 изменяют расход олеума, откачиваемого на склад из сборника

5олеумного абсорбера 2; с помощью исполнительного механизма 21 изменяют расход моногидрата, подаваемого из сборника 6 моногидратного абсорбера 3 в сборник 5 олеумного абсорбера 2 таким образом, чтобы текущие значения уровня в сборниках 5 и

6всегда были равными их заданным значениям НгЭд и Н13д.

Управляющее воздействие с выхода регулятора 23 концет рации олеума направля ют на исполнительный механизм 24 С его помощью или увеличивают расход моногидрата, подаваемого в сборник 5 олеумного абсорбера 2 (когда текущее значение концентрации олеума становится меньше его заданного значения C2V1) или уменьшают, в противном случае, добиваясь при этом постоянного равенства между текущим и заданным значением концентрации олеума

Управляющее воздействие с вывода регулятора 26 концентрации моногидрата одновременно направляют через ограничитель 27 на исполнителмныи механизм 28, через повторитель 29 с зоной не чувствительности и ограничите/и, 30 на исполнительный механизм 31, через аналоговый ключ 42 на исполнительный механизм 43 Если управляющее воздействие регулятора 26(обозначим его через U) находится в пределах Кмим U Умакг то оно воздействует на исполнительный механизм 28 и с его помощью при отклонении текущего значения концентрации моногидрата от заданного Сз3д изменяет расход сушильной кислоты, подаваемой в сборник б моногидратного абсорбера 3 (увеличивают, когда Сз Сз3д. и уменьшают, когда Сз Сззд)- Если управляющее воздействие регулятора 26 становится меньше DMHH или больше DMHKC, то выходной сигнал ограничителя 27 стабилизируется на значения Умин или имакс, и изменение расхода сушильной кислоты, подаваемой в сборник б моногидратного збсорбера 6, прекращается. В это время начинает изменяться выходной сигнал по

5

п 5

вторителя 29 с зоной нечувствительности, так как его параметры настройки равны:

Ucp О DHMH И Ucp О Умакс. где д - порог нечувствительности относи- тельно среднего значения управляющего сигнала Ucp.

Последующая компенсация отклонения между текущим и заданным значением концентрации моногидрата проводится путем

0 изменения расхода воды, подаваемой в сборник 6 моногидратного абсорбера 3, с помощью исполнительного механизма 31. Если при этом концентрация продолжает отклонят ься от своего заданного значения и

5 достигает нижнего Смин или верхнего С макс граничных значений, то срабатывает пороговое устройство 41 и на его выходе формируется дискретный сигнал под действием которого открывается аналоговый ключ 42

0 Управляющее воздействие peryn.iropa 2fi через открытый ключ 42 поступает ю испол нительный механизм 43, с помощью которо го в допопнение У расходу воды изменяют расход олеума подаваемого в сборник 6

5 моногидратного абсорбера- 3 увеличивают при Ст - Смин и уменьшают при d Сн.ж ) Коэффициент усиления сисюмы регулиро вания при этом возрастает, что позволяет значительно быстрее компенсировать затч0 нувшеося отклонение концентрации моногидрата от заданного значения и уменьшить степень влияния на величину яр, их регулируемых параметров

С помощью ограпнчшелч Ю с целью

5 предотвращения нарушении баланса по воде ограничиваю величин/ изменения расхода воды подаваемой в сборник G моногидратного абсорбера 3 огда ляющее воздействие рсмулаторч 26 стано0 пится больше верхнего I ,,,-„, или нижнего Унии граничит значении то выходной сигнал ограничителя 30 стабилизируется на

значении и Мим или Кмлк и изменение расхода воды, подаваемой п сборник 6 моногидратного абсорбера 3. прекращается

Задание для регулятора 33 концентрации сушильной кислоты формируют по стандартному ПИ закону с помощью регулятора 38 перепада между температурой кислоты на выходе из сушильной башни 1 и температурой газа, поступающего на осушку, в зависимости от величины отклонения текущего значения перепада температур от его заданного значения АТ3д. Сигнал, пропорциональный перепаду температур, получают в блоке 37 вычисления разности, на входы которого подают информацию от датчика 35 температуры кислоты на выходе из сушильной башни 1 и от датчика 36 температуры газа, поступающего на осушку

Коррекция задания регулятора 33 кон центрации сушильной кислоты при измгне нии температуры орошающей «пепсин осуществляют с помощью корректирукнцр- го сигнала, который формируется в б юке г динамической связи. На его вход сигнал от датчика 39 температуры ооошаю- щей кислоты. Для осуществления коррг Г ции задания того же регулятора 33 в зависимости от изменения приращения концентрации в сушильной башне 1 с по мощью датчика 44 измеряют концентрацию кислоты в нижней части сушильной башни 1, сигнал выхода с которого РМОСГР с гпгна лом отдатчика 32 концентрации сушим-нои кислоты подают в блок 45 вычисления раз ности, а затем в блок 46 линамичгстп ,н зи. В блоке 46 динамической счяти при изменении указанного приращр пя кинц.-н трации формируется корректиручничй пи нал, который направляют на ЕАОЦ задания регулятора 33 концентрации сушильной кислоты и изменяют его значение

Аналогичным образом, т е п/тем определения приращения концентрации огрум.з в олеумном абсорбере 7 и припашет- - центрации моногидрата в моно ипрлп- -м абсорбере 3 с помощью блоков -1C и 51 L л числения разности последующего фо вания корректирующих сигналов в илотах 49 и 52 динамической связи и под ш по лученных сигналов на вход соотреюпзенно регулятора 23 концентрации олеума л рс: лятора 26 концентрации момогпдрзтя ее / ществляют коррекцию заданий уотаннь/ регуляторов при изменении прпртщании концентрации олеума и моноги оатз roui- ветственно в олеумном и моногидрзти м абсорберах 2 и 3.

Время действия корректирующих сиг налов и их величина определяются парамег рами настройки блоков 40 49 и 52 динамической связи в качестве которых а случае применения регуляторов с интегральной составляющей {ПИ и ПИД) используются реальные дифференцирующие звенья

Применение предлагаемых изобретении для управления процессами осушки и абсор бции обжигового газа в сернокислотно производстве за счет повышения точности регулирования концентрации сушильной кислоты моногидрата и олеума позпгн чс увеличит г. в 1,2 раза срок службы технологического оборудования и в 2 раза снизить потери в виде тумана и неабсорбированноготриок- гида серы вместе с дымовыми газами В результате увеличивается годовой выпуск

ГерНОЙ КИСЛОТ I

Ф о рм у ч а изобретения Способ управления процессом осушки

и збсорбции обжиговою газа в производстве серной кислоту контактным методом с осушкой газа в сушильной оашнэ п абсорб цией триокиси серы последоватепьно к олеумном п моногидрат ном абсорберах

заключающийся в стабилизации уровня в сборнчиач башни и опеумного абсорбера итменением расходов соотгегстренно сушильной кислоть о олеума стябил ззции уровни в сборнию г ноглгидратно1 о абсорбера изменением гпс монш цпрата регулировании 1 ОНЦГ П Ос1Ц|Ш ,1 Л1ПОИ

кислой, стэбиг ИЗЯШП1 /otiiieiiTpain- H олр/- ма изменением олсхода мочогидоата кон- цеп т рации ммног и г |,ат а изг«енснием

расхода суши/ i ной кислоты установлении предельных тнрчснии пы одною сигнала регулятора кониентрации моногидрата при достижении oi pbix изменяют рчгход о- ды подаваемом в сбооник мсногидратного

абсорбера а также измерении тег- перэт Р кислг)ты на выходе из и ггпт определении eKyiuero значения их рагности срав ЧРНИИ получеингн- репичинп с задлннои и тмсррциц TPh пературч орошающг 1 кислоft1 п г л и ч а ю ш и и г ч тем ч го цель о

КОШ II- PHUT ОКОНОММ РСКОИ %(| МСКТИПЧОСТИ

дсполмиг пьн- регулируют концентрацию ( ytbii и ьои к и г tori i чо Ј I тн 01 юненип 1скушего нячения разносит температур

кислот i на пь ходе из башни и гспа от эалан- ном величины путем изменения расхода олеума подаваемого сборник башни с коррекцией по изменению температуры сушильной кислоты осуществляют пороговый

контроль конпептрации моногидрата и при достижении порога концентрацию моногид- регулируют изменением расхода олеу- подаваемого в сборник моногидратного (бсорбеоа измеряют концент. чцш кислоты олеума и моногидрата е соответствующем аппарате определяют их отклонения 01 заданных значений по величинам которых дополнительно корректируют задания соответствующего регулятора концентоации

БТП

ГХ)-Ь.с ,-L, J,

(

Изобретение относится к способам управления сернокислотными производствами, применимо в производствах серной кислоты контактным способом и позволяет повысить экономическую эффективность. Способ заключается-в стабилизации уровня в сборниках сушильной башни и олеумного абсорбера изменением расходов соответственно сушильной кислоты и олеума, стабилизации уровня в сборнике моногидратного абсорбера изменением расхода моногидрата, регулирования, стабилизации концентрации олеума изменением расхода моногидрата, концентрации моногидрата изменением расхода сушильной кислоты,установлением предельных значений выходного сигнала регулятора концентрации моногидрата, при достижении которых изменяют расход воды, подаваемой в сборник моногидратного абсорбера, измерении температур кислоты на выходе из башни и газа, определении текущего значения их разности, сравнения полученной величины с заданной, измерении температуры орошающей кислоты, регулировании концентрации сушильной кислоты по величине отклонения текущего значения разности температур кислоты на выходе из башни и газа от заданной величины путем изменения расхода олеума, подаваемого в сборник башни с коррекцией по изменению температуры сушильной кислоты, осуществлении порогового контроля концентрации моногидрата, при достижении которых концентрацию моногидрата регулируют изменением расхода олеума, подаваемого в сборник моногидратного абсорбера, измерении концентрации кислоты.олеума и моногидрата в соответствующем аппарате, определении их отклонения от заданных значений, по величинам которых дополнительно корректируют задания соответствующего регулятора концентрации. 1 ил. со С о N3 GO Ю 4 00