Способ управления технологическим комплексом переработки серосодержащих газов в параллельно-работающих многослойных контактных аппаратах Советский патент 1980 года по МПК C01B17/72 G05D27/00 

понижению производительности источника по основному продукту.

Целью изобретения является повышение производительности технологического комплекса.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют температуры газовой смеси на входе и выходе каждого теплообменника, прогнозируют с помощью вычислительного устройства время достижения предельно допустимых значений температур в контактньгх аппаратах и перераспределяют расход исходной газовой смеси на контактные аппараты в зависимости от соотношений прогнозированного времени.

На чертеже представлена принципиальная схема системы управления.

Поток 1 от источника серосодержащих газов, например газы агломерационного производства, поступает на контактные аппараты 2-А, которые конструктивно и по принципу работы совершенно одинаковы. Аппараты 2 и 3 схематично показаны блоками, а аппарат 4 - более подробно с точками съема информации, газоотходными линиями и конструктивными элементами, которые упрощенно изображаются поблочно.

Типовой контактный аппарат 4 имеет четыре контактных слоя 5-8, пять рекуперативных тепло эбменников системы управляемых задвижек 14-18, посредством которых осуществляется управление тепловым режимом в аппарате. Информация о состоянии технологического режима формируется в виде электрических сигналов с помощью расходомера 19, концентратоМера 20, термопар 21-36, затем информация по шине 37 поступает в вычислительное устройство 38. В это же устройство подаются уставки 39 (некоторые константы, характери рующие технологические параметры контактных слоев 5-8 теплообменников 9-13, управляемых задвижек 14-IQfe

Суть управления тепловым режимом в контактном аппарате заключается в поддержании такого температурного режима, что обеспечивает оптимальный выход ко- нечного продукта, оцениваемого по фор муле:n-Q-C

2

где П производительность контактного аппарата; Q - нагрузка на аппарат;

СОР. - кон11.ентрация исходной га- У

зоной смеси,

- степень контактирования.

Степень контактирования является к тому же и показателем качества ведения процесса, которая оценивается по формуле Фиалко

Ул

где д Т - разность температур замеренных термопарами контактных слоев;

А - коэффициент, характеризующий состояние процесса в контактном слое.

Следовательно, если имеется стабильный по составу газ на входе, то выход продукта зависит от Е , которая в свою очередь зависит от разницы температур на выходе и входе в контактный слой, соответственно, и задача оптимального управления контактным аппаратом сводится к поддержанюо определенной разницы температур на слоях контактной массы, которая задается технологомоператором. Колебания температурного режима устраняют путем подачи управляющих воздействий на изменение количества байпассируемой газовой смеси, участвующей в процессе окисления и теплообмена посредством задвижек 15-18. Причем величина управляющих воздействий пропорциональна степени отклонения от эталонной, задаваемой технологом, текущей разности температур, которая образовалась в результате действия возмущения.

Количество исходной газовой смеси в каждом аппарате регулируют посредством задвижек 14. В теплообменниках 9-13, происходит предварительный нагрев газовой смеси до регламентной. Контроль за соблюдением регламентных требований осуществляется посредством подключения термопар к газоходным линиям. Ввиду последовательного расположения теплообменников выход одного является входом следующего. Термопары 21 и 22 характеризуют состояние теплообменника 9 по холодному тракту, соответственно, термопары 22 и 23, характеризуют состояние теплообменника 10, термопары 24 и 25 - состояние теплообменника 11, термопары 25 и 26 - состояние теплообменника 12, а термопары 26 и 27 - теплообменника 13. Байпаси- рующие линии с задвижками 15-18 обеспечивают необходимый температурный профиль в аппарате, перепуская часть газовой смеси, минуя теплообменники. Из последнего теплообменника 13 газ по- ступает на слой катализатора, где проходит экзотермическая реакция превращения, далее газ поступает в теплообменник 13, но уже по горячему тракту, в котором посредством теплопередачи менее нагретой среде (холодному тракту происходит отбор тепла до регламентной. Затем смесь проходит в слой 6, где измеряются температуры термопарами 29 и 30 на входе и выходе. Прследовательно, проходя слой 7 и 8 и промежуточные теплообменники 11, 1О и 9, газ поступает на дальнейшую переработку по технологической цепочке получения HgSO. контактным методом. Способ осуществляют следующим образом. В вычислительное устройство 38 поступает информация о состоянии темпера турного режима, например, в теплообмен нике 13 и слое 5. В вычислительном устройстве 38 про водится оценка работоспособности данного подразделения по математической модели, которая составлена на основании физико-химических свойств течения про иесса превращения исходной газовой сме си до кондиционных показателей. Динамическая детерминированная модель теплообменника и слоя соответственно выглядит следующим образом. )(l.r) (похолодному тракту теплообменника). ) (по горячему тракту теплообменника). . (модельслоя Л г Э О г С.О о где Т« иТр - температуры, соответст венно, на входе и выхо де теплообменника 13; нк - температуры, соответст венно, на входе и выход контактного слоя 5, время, в течение кото- о--. . рого температуры Т, ,1 и Tj примут свои,предельные значения Т,Тр иТк, К -Кл - коэффициенты. Предельные значения Тц ,Т ,Т зада ет оператор - технолог. Поэтому в случае возмущения какойлибо координаты процесса, находящейся в правой части равенства, можно всегда, подставив значение возмущения в уравне ния, определить через сколько времени значения прогнозируемых по времени те- основных параметров выйдут из областидопустимых значений на предельные. Данный способ управления переработкой серосодержащих газов контактным методом позволяет вестк процесс в комплексе источник - потребитель с повышенной надежностью, так как увеличивается время работы комплекса без понижения количества отбираемого потребителем исходной газовой смеси в среднем на 10%, уменьшить число аварийных ситуаций (остановку аппарата за счет нарушения автотермичности процесса) йк 15%, вследствие чего увеличить выход конечного продукта на 1,5%. Формула изобретения Способ управления технологическим комплексом переработки серосодержащих газов в параллельно работающих многослойных контактных аппаратах с теплообменниками путем регулирования расходов байпасируемой газовой смеси в каждом теплообменнике в зависимости от расхода исходной газовой смеси на соответствующие контактные аппараты, концентрации в ней двуокиси серы и разности температур на входе и выходе каждого контактного слоя, отличающнйс я тем, что с целью повышения производительности технологического комплекса, дополнительно измеряют температуры газовой смеси на входе и выходе каждого теплообменника, прогнозируют с помощью вычислительного устройства время достнження предельно допустимых значений температур в теплообменниках и контактных слоях и перераспределяют расходы исходной газовой смеси на койтайтные аппараты в зависимости от соотношений прогнозированного времени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке hfe 2415311/23-26, 28.10,76. 2.Авторское свидетельство СССР N9 445460, кл. В О1 J 8/02, 1972 (прототип).