Способ управления процессом абсорбции сернистого ангидрида Советский патент 1991 года по МПК B01D53/14 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления абсорбционными процессами и может быть использовано в нефтехимической, газовой и горнообогатительной промышленности для регулирования процесса абсорбции сернистого ангидрида из обжигового газа сульфит-бисульфитным раствором.

Целью изобретения является повышение абсорбционной способности сульфит- бисульфитного раствора и уменьшение расхода аммиака

На чертеже представлена схема реализации способа

По трубопроводу 1 в абсорбер 2 подается обжиговый газ, содержащий сернистый ангидрид и продукты процесса горения, В качестве абсорбента используется сульфит- бисульфитный раствор, подаваемый в абсорбер 2 по трубопроводу 3 из емкости 4. Абсорбированный сернистый ангидрид выводится из абсорбера 2 по трубопроводу 5 и поступает в десорбер 6. В результате про,- цесса десорбции сернистый ангидрид отделяется от сульфит-бисульфитного раствора и выводится по трубопроводу 7. Отработанный сульфит-бисульфитный раствор выводится из десорбера 6 по трубопроводу 8 и

:

U

vi со

м

поступает в емкость 4. Часть отработанного сульфит-бисульфитного раствора выводится из системы циркуляции по трубопроводу 9. Продукты горения выводятся из абсорбера по трубопроводу 10.

Для приготовления свежего сульфит- бисульфитного раствора в емкость 4 по тру- бопроводу 11 подается аммиак, а по трубопроводу 12 - вода. Расход аммиака измеряется датчиком 13 и регулируется регулятором 14 путем воздействия на клапан 15, установленный на трубопроводе 11 подачи аммиака. Расход воды в емкость 4 изме- ряется датчиком 16 и регулируется регулятором 17 путем воздействия на клапан 18, установленный на трубопроводе 12 подачи воды.

Концентрация сульфатных солей измеряется датчиком 19, выход которого поступает в вычислительный блок 20. В вычислительный блок 20 также поступают сигналы от датчиков 21 и 22, пропорциональные величинам концентраций сернистого ангидрида и аммиака в сульфит-бисульфитном растворе, подаваемом в абсорбер 2.

Соотношение расходов обжигового газа и сульфит-бисульфитного раствора на входе абсорбера 2 регулируется регулятором 23 соотношения путем воздействия на клапан 24, установленный на трубопроводе 3 сульфит-бисульфитного раствора. При этом ведущим является расход обжигового газа, измеряемый датчиком 25, а ведомым - расход сульфит-бисульфитного раствора, измеряемый датчиком 26. Расход выводимого из десорбера 6 сульфит-бисульфитного раствора измеряется датчиком 27 и регулируется регулятором 28 путем воздействия на клапан 29.

Выходные сигналы вычислительного блока 20, пропорциональные величинам управляющих сигналов, расходов воды и аммиака и величине соотношения расходов обжигового газа и сульфит-бисульфитного раствора, поступают к регуляторам 17, 14 и 23 в качестве задания.

Если концентрацию сульфатных солей обозначить через «ка ее номинальное значение по регламенту ofl , то их разность следующая ;

Д1 21-ОЯ.(1)

Теоретические и экспериментальные данные показывают, что если Дч 0 , то расход сульфит-бисульфитного раствора, выводимый из циркуляции по трубопроводу 9, может быть определен по формуле

Ch ao+aiAi,(2)

где ао, ai - эмпирические коэффициенты

Действительно, при повышении концентрации сульфатных солей в сульфит-бисульфитном растворе против номинального значения по регламенту, а это обязательно возникает в связи с вступлением в реакцию сернистого ангидрида и аммиака и накоплением продуктов реакции в системе циркуляции, абсорбционная сульфит-бисульфитного раствора резко ухудшается, а

это приводит к резкому уменьшению динамического абсорбционного объема последнего. В результате в окружающую среду по трубопроводу 10 может попасть сернистый ангидрид.

Концентрацию сульфатных солей можно уменьшить выводом из системы циркуляции части сульфит-бисульфитного раствора, при этом добавив определеннре количество- воды в раствор.

Анализ экспериментальных данных показывает, что расход воды, добавляемый в сульфит-бисул-ьфитный раствор для нормализации концентрации сульфатных солей, может быть определен по формуле

Q2 bo+biAi.(3)

где bo, bi - эмпирические коэффициенты.

В связи с вышеизложенным возникает необходимость ограничить содержания сернистого ангидрида и аммиака в циркулирующем сульфит-бисульфитном растворе. Этого можно добиться, задаваясь их соотношением:

i-g-м

где «2 ; со - концентрации сернистого ангидрида и аммиака соответственно в сульфит-бисульфитном растворе, подаваемом в абсорбер 2 по трубопроводу 3,

Если заданное значение обозначить

через г}0, то сравнение дает их разность: Дг т}о - г},(5)

Экспериментальные исследования показывают, что для работы системы абсорбер-десорбер в нормальном технологическом - режиме, определяемом технологическим регламентом, расход аммиака для приготовления свежего сульфит- бисульфитного раствора и величина соотношения расходов обжигового газа и

сульфит-бисульфитного раствора должны быть изменены по следующим зависимостям

Q3 Ci /V Co,(6)

где Со и Ci - эмпирические коэффициенты, k-do +-di A2(7)

где do и di ты.

эмпирические коэффициенСпособ реализуется следующим образом.

Если концентрации сульфатных солей в сульфит-бисульфитном растворе на выходе десорбера 6, измеряемые датиком 19, сер- нистого ангидрида и аммиака в сульфит-бисульфитном растворе на входе абсорбера 2, измеряемые датчиками 21 и 22, изменились так, что величины AI и Дг стали положительными величинами, вычислительный блок 20 на базе поступающих пропорциональных сигналов и алгоритмов (2), (3), (6) и (7) рассчитывает необходимые значения расходов сульфит-бисульфитного раствора, выводимого по трубопроводу 9, воды и ам- миака, поступающих соответственно по трубопроводам 11 и 12 для приготовления свежего сульфит-бисульфитного раствора, и величины соотношения расходов обжигового газа и сульфит-бисульфитного раствора на входе абсорбера2. Затем преобразует их в пропорциональные сигналы и подает в качестве задания в регуляторы 14, 17, 23 и 28. Эти регуляторы устанавливают соответствующие параметры так, чтобы AI и Дг стали отрицательными величинами. Тогда вычислительный блок устанавливает регламентные значения ао, Ьо, Со и «о . При этом восстанавливается абсорбционная способность сульфит-бисульфитного раствора.

ю

Формула изобретения

Способ управления процессом абсорбции сернистого ангидрида, включающий регулирование расходов воды и аммиака, подаваемых в емкость для приготовления свежего сульфит-бисульфитного раствора, и величины соотношения расходов обжигового газа и сульфит-бисульфитного раствора на входе абсорбера, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки газа и уменьшения расхода аммиака, дополнительно измеряют концентрацию сульфатных солей в растворе на входе в емкость, сравнивают ее величину с заданным значением, и при отклонении ее в большую сторону пропорционально увеличивают расходы выводимого из процесса раствора и подаваемой в емкость воды, измеряют концентрации сернистого ангидрида и аммиака в растворе на входе абсорбера, определяют их соотношение, сравнивают величину этого соотношения с заданным значением, и при отклонении его в большую сторону пропорционально увеличивают расход аммиака в емкость и величину соотношения расходов газа и раствора на входе абсорбера, а при отклонении s меньшую сторону их стабилизируют ни текущих значениях

ГГ

Изобретение относится к.способам управления абсорбционными процессами, может быть использовано в нефтехимической, газовой и горнообогатительной промышленности для регулирования процесса абсорбции сернистого ангидрида из обжигового газа сульфит-бисульфатным раствором и позволяет повысить абсорбционную способность сульфит-бисульфитного раствора и уменьшить расход аммиака. Способ заключается в регулировании расходов воды и аммиака, подаваемых в емкость для приготовления свежего сульфит-бисульфитного раствора, величины соотношения расходов обжигового газа и раствора на входе абсорбера, измерении концентрации сульфатных солей в растворе на входе в емкость, сравнении ее величины с заданным значением, при отклонении от которой в большую сторону пропорционально увеличивают расходы выводимого из процесса раствора и подаваемой в емкость воды, измерении концентрации сернистого ангидрида и аммиака в растворе на входе абсорбера, опре- делении их соотношения, сравнении величины этого соотношения с заданным значением, при отклонении от которого в большую сторону пропорционально увеличивают расход аммиака в емкость и величину соотношения расходов газа и раствора на входе абсорбера, а при отклонении в меньшую сторону - их стабилизируют на текущих значениях 1 ил. СП с