Способ автоматического управленияАбСОРбциОННыМ пРОцЕССОМ Советский патент 1981 года по МПК B01D53/34 B01D47/00 G05D27/00 

j Изобретение относится к способам автоматического управления технологи ческими процессами утилизации сырья из выхлопов и может быть использовано в химической, нефтехимической, ме таллургической промышленности, в частности, данный способ может быть использован для создания систем оптимального управления процессом очистки в крупнотоннажных производствах аммиачной селитры, карбамида и др. Известен способ автоматического управления процессом абсорбции днуокиси серы путем изменения расхода известнякового молока в зависимости от концентрации поглощаемого, компонента в отходящем газе с учетом зна чения рН известнякового молока, в к тором расход последнего корректирую по разности рН известнякового молок и исходной воды, идущей на его приготовление l . Недостаток способа состоит в тру ности получения достоверного анализа пробы в большом количестве выхлопных газов и в присутствии пыли сырья, в результате чего невозможно .обеспечить необходимую степень улав лива-ния сырья, что приводит к загрязнению окружамщей среды. Известен способ регулирования процесса абсорбции путем изменения количества орошения и температуры орошающей кислоты, стабилизации концентрации тумана серкой кислоты в абсорбере в зависимости от разности температуры газа на входе в абсорбер и температуры кислоты на выходе из абсорбера с коррекцией по концентрации тумана серной кислоты после абсорбера, в котором поддерживают постоянное соотношение расходов газа и орошающей кислоты, поступающих в абсорбер, и в контур регулирования температуры орошающей кислоты вводят коррекцию по соотношению расходов указанных реагентов 2. Недостатком данного способа регулирования является то, что-он применим к объекту, где необходимо улав.пивать очень малые количества продукта в больших количествах газа, то есть данный известный способ регулирования о.граничен в применении и не обеспечивает необходимую сте пейь улавливания потерь. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического управления аС сорбционным процессом очистки выхлопов путем стабилизации концентрации продукта (улавливаемой пыли) в раств ре, поступающем на орошение при изме нении его отбора из системы очистки на упаривание и ввода в орошающий раствор дополнительного количества воды, что поддерживает материальный баланс в системе Г31. Недостатком известного способа яв ляется то, что в у словиях переменных количеств сырья, содержащегося в выхлопах, не обеспечивается необходимая степень улавливания потерь, вследствие чего происходит загрязнение во Душной среды и потери продукции. Цель .изобретения - уменьшение потерь сырья и загрязнения окружающей среды. . Поставленная цель достигается тем что измеряют значения разности концентраций продукта в растворе на вхо де и выходе из абсорбционного aijnapa та, концентрацию орошающего раствора на входе- абсорбционного аппарата и расход раствора на упаривание, и в зависимости от измеренных параметров осуществляют поиск оптимального значения критерия управления, изменяя величину отбора раствора на упаривание. На чертеже приведена схема реализации данного способа. Процесс абсорбции осуществляется в скруббере 1 при взаимодействии рас вора, подаваемого на орошение насосом 2, с сырьем, содержащимся в газа поступающих на очистку в скруббер 1. Орошающий раствор, возвращается через бак 3 на циркуляцию. С линии нагнетания насоса 2 отбирается раствор на упаривание из системы по выходу 4, а согласование материального баланса в системе очистки обеспечивается регулятором уровня 5, путем подпитки системы водой через клапан б. Разность концентрации орошающего раство ра на входе и на выходе из скруббера 1 измеряется датчиком 7, а кон.центрация продукта в растворе, посту п.ающем на, орошение скруббера 1, и ко личество отбираемого на. упаривание раствора измеряется соответственно концентратомером 8 и расходомером 9. Информация с датчиков 7, 8 и 9 поступает в вычислительное устройство 10, в котором рассчитывается величина управляющего сигнала клапаном 11 отбора раствора на упаривание. Пример. На орошение скруббер .очистки 1 поступает 20-45% раствор аммиачной селитры. На очистку поступает воздух из грануляционных башен в количестве 500 тыс. , а также парогазовые потоки с выпарного и нейтрализационных аппаратов, содержащие пыль аммиачной селитры. Контроль разности концентраций селитры в растворе на входе и выходе из скруббера может быть осуществлен кондуктометром, чувствительные элементы которого подключают по дифференциальной схеме. В данном процессе имеющаяся в выхлопах пыль аммиачной селитры улавливается водным раствором, орошающим скруббер 1. При этом происходит изменение концентрации орошающего раст-. вора на выходе скруббера 1 по сравнению с входом. Потери аммиачной с.елитры повышаются с увеличением концентрации орошающего раствора, но при этом для соблюдения материального баланса в системе очистки по аммиачной селитре необходимо увеличить отбор раствора из системы на упаривание, что приводит к увеличению затрат на пар на стадии выпарки. . Таким образом, возникает задача определения и поддержания оптимальной величины критерия управления. Критерием управления в данном случае является.параметр Кр, характеризующий разность между стоимостью дополнительно уловленной аммиачной селитры, при уменьшении концентрации орошающего раствора, и затратами на упаривание воды из дополнительно отбираемого из системы раствора. Величина параметра Кр определяется следующим образом: V-V.(C,)Vpal-V.)C) где Кр - критерий управления руб/ч - себестоимость селитры, руб/кг; разности концентраций аммиачной селитры на входе и на выходе скруббера на Г-м и (i+l)-M шаге, доли ед, расход раствора на орошение скруббера, кг/ч; Ya - цена пара, руб/кг; К - коэффициент, характеризующий затраты пара на упаривание 1 кг воды, безразмерен: . GC. расход раствора Щ -Pai из системы очистки на упаривание на i-M и (i-H)-M шагах, кг/ч. в соот,ветствии с вышеизложенным выражением способ управления заключается в следующем. . в i-и момент времени датчика 7, 8 и 9 измеряют и запоминают в вычислительном устройстве 10 значение вели; и GB-C чины дС.Затем делают -) -I P-pd пробный шаг по изменению отбора орошающего раствора на упаривание на величину AG , заранее определенную расчетным или экспериментальным методом, устанавливая его значение 4-ра .pa. При этом начтуг и: меняться уривень воды в. баке 3, приведет к изменению поступления воды через клапан 6. Изменение подачи воды вызовет изменение концентрации и орошающего раствора С и степень поглощения пыли с1ммиачнЬй селитры из выхлопов. На (1+1.)-м шаге измеряют значение , и-по выражению i в вычислительном устройстве 10 опреде- . ляют значение критерия управления изменяют величину отбора раствора на упаривание. Например, если , то увеличивают отбор раствора. При отбор раствора из системы уменьшают. Поиск проводят до тех пор, пока не достигнут . Через промежуток времени, обусловленный инерционными свойствами объекта управления, поиск возобновляется.

Использование данного способа в автоматическом управлении абсорбционным процессом позволит уменьшить загрязнение воздушного бассейна и потери сырья.

Ожидаемый технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составляет / 50 тыс. рублей годовой экономии на агрегат амселитры производительностью 450 тыс/в год.

Формула изобретения

Способ автоматического управления абсорбционным процессом путем стабили зации уровня орошающего раствора в согласующей емкости и изменения отбора на упаривание, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь сырья и загрязнения окружающей среды, за счет повышения точности регулирования, измеряют значения разности концентраций продукта в растворе на входе и выходе из абсорбционного аппарата, концентрацию орошающего раствора на входе абсорбционного аппарата и расход раствора на упаривание, и в зависимости от измеренных параметров осуществляют поиск оптимального значения критерия управления, изменяя величину отбора «5раствора на упаривание.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №504546, кл. В 01 О 53/14, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 580891, кл. В 01 J 1/22, 1977.

3.Технорабочий проект системы автоматизированного управления агрегатом амселитр1ы по схеме АС-72, объект № 23851, Северодонёцк, 1975.

t

1

TTT

ff

J /

10

l