Устройство для автоматического регулирования процесса производства серы Советский патент 1981 года по МПК C01B17/02 G05D27/00 

(Sk) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СЕРЫ

Изобретение относится к устройст вам для автоматического регулирования процесса производства серы из сероводорода по методу Клауса и может найти применение в нефте- и газопереработке. Известно устройство для автоматического регулирования производств серы, содержащее регуляторы расхода кислого газа и воздуха, регулятор соотноешния fl. Известно также устройство для регулирования процесса производства серы по методу Клауса, содержащее регулятор соотношения, входы которого соединены с расходомерами кисл го газа и воздуха, а выход - с исполнительным механизмом, анализатор и регулятор содержания двуокиси серы в отходящих газах . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для автоматического регулировани процесса производства серы, содержащее расходомеры кислого газа и воздуха, исполнительный механизм на линии воздуха, соединенный с выходом регулятора соотношения, один вход которого соединен с расходомером кислого газа, другой - с расходомером воздуха, а третий вход соединен с выходом вычислительного устройства 3. Недостатком известных устройств является низкая точность регулирования соотношения воздух:кислый газ, а следовательно, и большие выбросы двуокиси серы в атмосферу, обусловт ленные большой погрешностью расходов меров воздуха и кислого газа, изменениями состава кислого газа, ненадежностью анализатора двуокиси серы. Всякий избыток или недостаток воздуха г1риводит к снижению выхода серы и повышению концентрации двуокиси серы в отходящих газах. Цель из обрез те им я - n(Bbiiiieniie точ ности р)егулирования и cнижet иe выбросов двуокиси серы в атмосферу. Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчики температуры дымовых газов, воздуха и газов, поступающих в печь дожига, датчики расхода и плотности топливного газа, анализаторы кислорода в газах до и после печи .дожига, дат1-,ик давления в печи дожига, связанные своими выходами со входами вычислительного устройства, выход которого соединен с камерой задания регулятора соотношения. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. В реактор-генератор 1 по линии 2 поступает кисдый газ, а по линии 3 воздух. В реакторе-генераторе сероводород окисляется до серы и частично до двуокиси серы. Сера отводится пЬ линии , а газ, содержащий серово дород и двуокись серы,по линии 5 поступает через подогреватель 6 в конвертор 7) где на катализаторе идет реакция образования серы из сероводорода и двуокиси серы. После охлаждения газов в конденсаторе 8 сера от водится по линии 9, а газ, содержащий непрореагировавшие сероводород и двуокись серы, поступает в печь 10 , где сероводород сжигается до двуокиси серы и с дымовыми газами через трубу 11 выбрасывается в атмосферу. В печь дожига по линии 12 подается топливный газ, по линии 13 всасывается воздух. Расход кислого газа измеряется с помощью расходомера И, воздуха - с помощью расходомера 15, выходы расходомеров поступают на вход регулятора 16 соотношения. Выходы анализатора 17 кислорода в газах, поступающих в печь 10 дожига, датчика 18 температуры газов, датчика 19 расхода топливного газа, датчика 20 плотности топливного газа, датчика 21 температуры всасываемого в печь дожига воздуха, датчика 22 давления в печи, анализатора 23 кислорода в дымовых газах, датчика 2k температуры дымовых газов соединены со входами вычислительного устройства 25 соединенного своим выходом с регулятором 16 соотношения, выход которо с регулирующим клапаном ии 3 воздуха. слительном устройстве 25 рестема из двух уравнений с звестными: G . количестмого в печи дожига серовоGJ - количество газов до га. ния отражают тепловой и мабаланс по кислороду в га „v . Г юот .-|-KTT.() 5-S$° 2- 2- 1 0 (. (.)-- (2), 2 - количество кислорода, необходимое для сгорания 1 кг Н S до 50, кг; Vjj - содержание кислорода в дымовых газах, ,28 - удельный вес кислорода, кг/мЗ, ,20 - удельный вес дымовых газов, кг/м , V- содержание кислорода а. в газах,поступающих в печь дожига, обД, ,13 - удельный вес газов, поступающих в печь дожига, р - разрежение в печи дожига, мм вод.ст.; п - коэффициент пропорциональности для расчета величины подсоса воздуха; 319 - содержание кислорода в воздухе, вес.дол.; V - расход топливного газа, м /ч; у - удельный вес топлив ного газа, кг/м , ot-j-- - количество кислорода , необходимое для сгорания 1 кг топлива, ti 3,936-0,1513 кг; 2

I 3635

теплота сгорания роводорода, ккал/кг;

c --(), 3025 теплоемкость дымовых газов, ккал/кг-град;

t, температура дымовых газов на выходе из печи дожига,°С , с 0,298 - теплоемкость газов, поступающих в печь дожига,ккал/кг. град; t - температура газов перед печью дожига,

Or.

С 0,241 - теплоемкость воздуха ккал/кгград; температура окружаю-Вщего воздуха, всасываемого в печь дожига, °с;

теплота сгорания

г, топливного газа,

г,, 1190б- 09гт. ккал/кг.

Устройство работает следующим образом.

При нарушении соотношения воздух: кислый газ по причине изменения расхода кислого газа или воздуха, связанного с погрешностью расходомеров Ц и 15 или по причине изменения концентрации сероводорода, воды и углеводородов в кислом газе изменяется концентрация кислорода в газах перед печью 10 дожига, т.е. изменяется выход анализатора 17. При этом изменяется количество сероводорода, сжигаемое в печи дожита, на что реагирует датчик 2 температуры дымовых газов и анализатор 23 кислорода в дымовых газах. Измененные сигналы поступают в вычислительное устройство 25, где рассчитывается количество сероводорода, сгоревшее в печи дожига, пропорционально этому количеству изменяется сигнал на выходе вычислительного устройства 25 и регулятор 16 соотношения соответственно изменяет подачу воздуха через регулирующий клапан 2б

Таким образом обеспечивается такое соотношение воздух:кислый газ.

при котором

поддерживается минимальный уровень потерь серы с дымовыми газами.

Экономический эффект от увеличе ния отбора серы составляет 50 тыс.руб. кроме того, уменьшается загрязнение атмосферы выбросами.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования процесса производства серы по методу Клауса, содержащее расходомеры кислого газа и воздуха,., исполнительный механизм на линии воздуха , соединенный с выходом регулятора соотношения, один вход которого соединен с расходомером кислого

газа, другой - с расходомером воздуха, а третий вход соединен с выходом вычислительного устройства, о тличающееся тем, что, с целью уменьшения выбросов двуокиси серы в атмосферу за счет повышения точности регулирования соотношения воздух:кислый газ, оно дополнительно содержит датчики температуры дымовых газов, воздуха и , поступающих в печь дожига, анализаторы кислорода в дымовых газах и газах, поступающих в печь дожига, датчики расхода и плотности топливного га- за, датчик давления в печи дожига,

связанные своими выходами со входами вычислительного устройства, выход которого соединен с камерой задания регулятора соотношения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3. Авторское свидетельство СССР № , кл. С 01 В 17/02, 1978.