Способ управления процессом десорбции Советский патент 1980 года по МПК B01D53/14 G05D27/00 

1

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано в химической, металлургической, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности, для управления десорбционными установками при промышленной и санитарной очистке газов от сернистых соединений, Известен способ управления абсорб-

ционно-десорбционным процессом, включающий регулирование расхода пара по концентрации поглощаемого компонента в неочищенном и очищенном газах, темпера-)5 тура орсяиения абсорберов с коррекцией по концентрации поглощаемого компонента в насыщенном растворе, концентрации сорбента в растворе ij.

Наиболее близким по технической сущ-то тности к предлагаемому является способ управления процессом десорбции, включающий регулирование расхода пара по концентрации десорбируемого компонента в

регенерированном растворе с коррекцией по минимуму потерь количества регенерированного раствора и количества пара с учетом их стоимостных показателей 2..

Такой способ позволяет управлять процессом десорбции, однако его эксплуатация вызьюает значительные колебания технологических режимов, поскольку связана с большими потерями на поиск и

to перерегулированием, обусловленными использованием экстремального регулятора и, кроме того, она оказывается возможной лишь при очистке сжиженных газов or сероводорода, т, е. в условиях, когда управление сводится к нахождению экстремума выбранного критерия-минимума потерь средств на регенерацию раствора,

В то же время такой способ управления не в состоянии обеспечить поддержание оптимальных технологических режи- . мов десорбции на других аналогичных установках , например, при сероочистке сухих газов, поскольку в этом случае зависимость потерь средств на рег-еие- хщнго раствора от расхода пара и количества теряемого компонента, с одной стороны, не имеет ярко выраженного минимума и, с другой, не характеризует оптимальных условий его эксплуатации. Цель изобретения - повышение устойчивости процесса управления и снижение расхода пара на установках сероочистки сухих газов. Это достигается тем, что расход пара корректируют в зависимости от величины и знака производной концентрации десорбиругэмого компонента в регенерированном растворе. Целесообразность указанного приема регулирования обусловлена тем, что при очистке сухих газов процесс десорбции описывается семейством кривых, определяющих зависимость количества продукта в регенерированном растворе от расхода пара. Необходимость учета семейства кривых объясняется непостоянством состава насыщенного раствора, подаваемого в десорбер после абсорбции газа. Оптимальной рабочей точкой на кривы является точка, в которой стоимость пар необходимого для десорбции полезного продукта, равна стоимости этого продукта, теряемого с раствором. Эта особенность позволяет в отличие от известного способа, реализующего нахождение минимума сводного параметра потерь средств в деньгах, поддерживать оптимальный ре жим с помощью непосредственного измерения лишь одной концентрации десорби- руемого компонента в регенерированном растворе и ее производной. Способ управления основан на искусс венном изменении задания текущей концентрации в системе управления и оценке полученных результатов путем поиска определенного, заранее заданного значения производной, а не точки, в которой производная обращается в нуль или имеет минимальное значение. Величина пробных шагов, определяемая расхождением между определяемым текущим и заданным значениями произво ной концентрации в данной точке в процессе поиска, при приближении к точке оптимума уменьшается, так как при дви жении в правильном направлении уменьшается указанное расхождение, что позволяет свести к минимуму потери на поиск и перерегулирование. На чертеже дана структурная cxcN-ri, реализующая способ управления. Способ осуществляется следующим образом. На основании величины концентрации раствора, измеренной анализатором 1, вычислительное устройство 2 вырабатывает сигнал регулятору 3 расхода пара, который, воздействуя на исполнительный механизм 4, поддерживает заданный технологический режим в оптимальной точке независимо от изменения состава насыщенного раствора, поступающего на десорбцию. Это обеспечивает я тем, что после задания производной в точке оптимального режима, выбора величины первого пробного шага и интервала времени между шагами по сигналу от вычислительного устройства производится скачкообразное изменение расхода пара. Вычислительное устройство умножает это начальное приращение на значение производной в данной точке кривой и определяет таким образом требуемое значение концентрации десорбируемого компонента в регенерированном растворе. Через определенный, заранее выбранный интервал времени, который необходим для затухания переходного процесса, сигнал от анализатора сое- става регенерированного раствора, дающий показание фактической текущей концентрации компонентов растворе, воспри-. нимается вычислительным устройством, в котором производится его вычитание из требуемого значения концентрации. Знак полученного результата показывает, следует ли продолжать движение в первоначально принятом направлении или же : двигаться в противоположном. При этом модуль разности определяет величину следующего шага. После каждого шага вычисляется новое значение оптимизируемого параметра, так как оно определяется величиной шага, которая постепенно уменьшается до нуля, предотвращая перерегулирование и устойчивое рысканье. Если форма кривых управляемых переменных содержит две точки, в которых производная имеет одинаковую величину (одна вблизи минимума, другая вблизи максимума), то вычислительное устройство может быть настроено на поиск только одной точки. При наличии такого ограничения устраняются колебания между У1 яланнымй точками, , т. а. система уп-

равления будет иметь только одно устойчивое состояняе.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения за счет снижения раскода пара и получения дополнительного количеств элементарной серы из де- сорбируемого сероводорода только на установках газоочистки одного завода составит более 60 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ управления процессом десорбции путем регулирования расхода пара с учетом концентрации десорбируемого комНасыщенныйраствор

понента в регенерированном растворе, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости процесса и снижения энергозатрат, расход пара корректируют в зависимости от величины и знака разности текущего и заданного значений производной концентрации десо бируемого компонента в регенерированном растворе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 521914, кл. В 01 D 53/14, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 3618О1, кл. В OlD 51/06, 1968.

Парогазовая