Способ автоматического регулирования процесса очистки гелиевого концентрата от водорода Советский патент 1992 года по МПК F23N1/02 

Изобретение относится к способам автоматического регулирования процессов очистки газов, а именно к регулированию процесса очистки гелиевого концентрата от водорода каталитическим окислением.

Известен слособ автоматического регулирования соотношения топливо-воздух путем измерения приведенных расходов топлива и воздуха и поддержания заданного соотношения с коррекцией по параметру, характеризующему состав топлива, причем измеряют действительную плотность, определяют нормальную действительную плотность, сравнивают последнюю с расчетной плотностью и полученную величину используют в качестве параметра, характеризующего состав топлива 1.

Недостатком данного способа является низкая точность регулирования, так как корректировка соотношения осуществляется по параметру, косвенно характеризующему состав топлива, что не обеспечивает оптимального соотношения топливо-воздух при изменении состава топлива.

Известен также способ автоматического регулирования процесса очистки гелиевого концентрата от водорода каталитическим окислением. Стехиометрическое соотношение воздух-водород регулируется изменением расхода воздуха в зависимости от содержания кислорода в очищенном геON

ГО О

ел

лии. Концентрация кислорода в очищенном гелии измеряется анализатором кислорода на выходе из реактора 2.

Недостатком этого способа является низкая точность регулирования, обусловленная большой инерционностью схемы ав- томатического регулирования при изменении расхода гелиевого концентрата и содержания водорода в нем.

Целью изобретения является повышение точности регулирования при изменении расхода гелиевого концентрата и содержания водорода в нем.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического регулирования процесса очистки гелиевого концентрата от водорода каталитическим окислением измеряют расход гелиевого концентрата и воздуха и поддерживают заданное соотношение воздух-водород, регулируя расход воздуха в зависимости от расхода гелиевого концентрата, осуществляют подачу дополнительного воздуха в ре- актор в зависимости от содержания водорода в гелиевом концентрате на входе в реактор и корректируют подачу дополнительного воздуха по содержанию водорода и кислорода в очищенном гелии на выходе из реактора.

Известен ряд охранных документов, защищающих решения, отличительной особенность которых является подача дополнительного воздуха в реактор (например, авт. св. № 648075) для поддержания стехиометрического соотношения газовых потоков путем изменения их расходов.

В данном случае известный прием (подачу дополнительного воздуха в реактор осуществляют в зависимости от содержания водорода в гелиевом концентрате на входе в реактор и корректируют подачу дополнительного воздуха по содержанию водорода и кислорода в очищенном гелии на выходе из реактора) проявляет в заявленной совокупности признаков новое свойство - обес- печение возможности поддержания заданного соотношения воздух - водород путем насыщения катализатора кислородом дополнительно подаваемого воздуха.

На чертеже изображена схема регулирования, реализующая данный способ.

Схема содержит реактбр 1, рекуперативный теплообменник 2, датчик 3 расхода гелиевого концентрата, датчик 4 расхода воздуха, регулятор 5 соотношения расходов воздух-гелиевый концентрат, исполнительный механизм 6 на линии подачи воздуха, анализатор 7 концентрации водорода в линии подачи гелиевого концентрата, анализатор 8 концентрации кислорода в линии на

выходе из реактора, анализатор 9 концентрации водорода в линии на выходе из реактора, блок 10 согласования, регулятор 11 для подачи дополнительного воздуха в реактор, исполнительный механизм 12 на линии подачи дополнительного воздуха в реактор. Способ осуществляется следующим образом.

Стехиометрическое соотношение воз0 дух-водород поддерживается регулятором 5 соотношения расходов, получающим сигналы о расходе гелиевого концентрата от датчика 3 и о расходе воздуха от датчика 4, воздействием на исполнительный меха5 низм 6 на линии подачи воздуха в реактор. Регулятор 5 соотношения расходов поддерживает расход воздуха в количестве, необходимом для полного окисления водорода, содержащегося в гелиевом концентрате в

0 количестве 1.8%. Регулятор 11 подачи дополнительного воздуха в реактор получает сигнал о содержании водорода в гелиевом концентрате на входе в реактор 1 от анализатора 7 и вырабатывает сигнал на исполни5 тельный механизм 12 для подачи дополнительного воздуха в реактор. Корректирующий вход регулятора 11 связан через блок 10 согласования с анализатором 8 концентрации кислорода и анализатором 9

0 концентрации водорода в линии, выходящей из реактора 1. Регулятор 11 подачи дополнительного воздуха настроен таким образом, что при изменении содержания водорода в гелиевом концентрате на входе в

5 реактор от 1,8 до 2,2% он обеспечивает дополнительную подачу воздуха в количестве, необходимом для насыщения катализатора кислородом воздуха. Кислород, аккумулированный катализатором, вступает в реакцию

0 при изменении содержания водорода в поступающем гелиевом концентрате от 1,8 до 2,2%. При повышении содержания водорода в гелиевом концентрате свыше 2,2% регулятор 11 подачи дополнительного воздуха

5 по сигналу от анализатора 7 концентрации водорода увеличивает подачу дополнительного воздуха в реактор 1 воздействием на исполнительный механизм 12 на линии подачи дополнительного воздуха в реактор. При

0 появлении кислорода в гелиевом концентрате на выходе из реактора 1 сигнал от анализатора 8 концентрации кислорода через блок 10 согласования поступает на корректирующий вход регулятора 11, который вы5 рабатывает сигнал на уменьшение расхода дополнительного воздуха в реактор воздействием на исполнительный механизм 12. При появлении водорода в гелиевом концентрате на выходе из реактора 1 сигнал от анализатора 9 концентрации водорода через блок 10 согласования поступает на корректирующий вход регулятора 11, вырабатывающего сигнал на увеличение подачи дополнительного воздуха в реактор 1.

Применение изобретения позволяет значительно сократить материально-технические и энергетические ресурсы на доочи- стку гелиевого концентрата от водорода, существенно снизить инерционность схемы автоматического регулирования за счет повышения точности регулирования. Формула изобретения Способ автоматического регулирования процесса очистки гелиевого концентрата от водорода каталитическим окислением путем регулирования заданного соотношения воздух-водород изменением расхода

0

5

воздуха и измерением концентрации кислорода в очищенном гелии, отличают, и й- с я тем, что, с целью повышения точности регулирования при изменении расхода гелиевого концентрата и содержания водорода в нем, измеряют расход гелиевого концентрата и воздуха и поддерживают заданное соотношение воздух-водород, регулируя расход воздуха в зависимости от расхода гелиевого концентрата, осуществляют подачу дополнительного воздуха в реактор в зависимости от содержания водорода в гелиевом концентрате на входе в реактор и корректируют подачу дополнительного воздуха по содержанию водорода и кислорода в очищенном гелии на выходе из реактора.

Изобретение относится к области автоматического регулирования процессов очистки газов, в частности к автоматическому регулированию процесса очистки гелиевого концентрата от водорода. Целью изобретения является повышение точности регулирования процесса очистки гелиевого концентрата от водорода каталитическим окислением. Это достигается тем, что измеряют расход гелиевого концентрата и воздуха и поддерживают заданное соотношение воздух - водород, регулируя расход воздуха а зависимости от расхода гелиевого концентрата, осуществляют подачу дополнительного воздуха в реактор в зависимости от содержания водорода в гелиевом концентрате на входе в реактор и корректируют подачу дополнительного воздуха по содержанию водорода и кислорода в очищенном гелии на выходе из реактора. 1 ил. (Л с

LJ