Способ автоматического управления процессом выжига кокса в трубчатой пиролизной печи Советский патент 1982 года по МПК C10G9/20 G05D27/00 

выходе из печи; на фиг, 3 - кривая зависимости выхода СО от времени вы жига кокса. Схема реализации данного способа (фиг. I) содержит пиролизнута печь 1, датчик 2 состава .продуктов горения кокса и датчик 3 температуры газов выжига, связанного через регулятор 4 с регулирующим клапаном 5 расхода топливного газа в обогреваюпще горелки, датчики 6 и 7 расхода пара и воздуха, связанных через соответствующие регуляторы 8 и 9 с регулиру щими клапанами 10 и 11. Информация с датчиков 2, 3, 6 и 7 поступает на входы блока 12 управления выжигом кокса, в котором рассчитываются знач ния управляющих воздействий по расхо дам воздуха и пара в печь, а также по температуре продуктов вьисига кокса на выходе из печи. Процесс выжига кокса является оче ответственной операцией, так как неправильный выжиг может привести к прогару пирозмеевика. Чтобы прогара не произошло, ручной выжиг ведут с большой предосторожностью, 6 результате чего выжиг кокса осуществляют за заведомо большой промежуток времени, чем можно было бы достичь при оптимальном режиме выжига. Автоматический контроль за температурой стенки по всей длине пирозмеевика во время выжига кокса невозможен, так как кокс выгорает постепенно от начала до конца пирозмее вика и практически в любом месте пирозмеевика может произойти его прогар. Опасность прогара особенно возрастает в последние часы выжига, ког толщина пленки кокса заметно уменьшается, В связи с этим необходимо -контролировать величину температуры стенки пирюзмёевика косвенным путем, следя, например, за концентрацией СО в продуктах выжига. Как видно из фиг. 2 и 3, концентрация COft в продуктах выжига не явля ется постоянной величиной, а имеет тенденцию со временем выжига уменьшаться . Это уменьшение в начальные часы вьнсига незначительно, (фиг. З), а в последние часы выжига концентрация СОл в продуктах BbKiira резко падает. Таким образом, стратегия автомати ческого выжига кокса в пиролизной пе чи должна заключаться в поддержании в начальные часы до момента времени максимально возможной концентрации COj в продуктах вьпхига, соответствую- щей максимально возможной температуре, стенки пирозмеевика. Способ осуществляют следующим образом. Информация от датчиков 2, 3, 6 и 7 поступает на входы блока 12. В начальный момент выжига блок 12 устанавливает значе1шя температуры газов выжига на выходе из печи, расхода воздуха пара в печь соответственно равными т. - г - /1 6 - Tg - TU , (1) 8 F§3 Fn FO где Р„„ и Ff определяются экспериментально, исходя из того, что начальная концентрация в газах выжига должна быть равна СсрпМаксимально возможному значению концентрации COrj в газах выжига, соответствующему максимально возможному значению температуры стенки змеевика, при этом соотношение устанавливается равным в пределах 1,5-1,0 и поддерживается в интервале времени 0-V постоянным. IJ - минимально возможное значение температуры газов выжига на выходе из печи, определяемое технологическим регламентом, обычно равное 600 С. По мере выжига кокса из печи концентрации COij в газах выжига падает и, чтобы поддерживать значение этой концентрации на необходимом уровне, увеличивается температура газов выжига на выходе из печи по закону TW. г (г.г Vv ( (i . где - концентрация С0( во время -анализа газов выжига, 1,2,,.., п, об.%; . - концентрация C0|2 во время анализа газов выжи га, об.%; - концентрация COi во время п анализа газов выжига, Ji-1 Tg - температура газов выжига на выходе из печи, рассчитьшаемая блоком 12 по результатам п анализа, К и Кл коэффициенты, определяемые экспериментально в пределах от 1-2,5. Рассчитанное по формуле (4) знаение управляющего воздействия по тем пературе газов выжига на выходе из печи проверяется перед выдачей на регулятор на ограничение: Т Г - где Т - максимально возмоиное значение температуры газов вы жига на выходе из печи, определяемое технологическим регламентом. Как только время выжига кокса доголько время выкига кокса дозначения t , которому CQOTстигнетВТ значение ЬС - С ветствует ti п I tei - . 7|,и-1,:)/ь (Ь), дальнейший рост темпе .ратуры по формуле (4) прекращается если о достигла граничного значения Т g , и блок 12 начинает изменять расходы воздуха и пара в печь, таким образом, чтобы соотношение-- - О 6-1 -Ь- ( рг f° - к.дРп, (8) где Pj значения управляющих воздействий по расходу воздуха и пара в печь, выдаваемых на регулято ры 8 и 9 на Б-ОМ шаге управления; соответственно шаг изменекия управлякицего воздействия по расходу воздуха и коэффициент пропоргоиональности, под бираемь е экспериментал но таким образом, чтобы за 1-5 ч до окончания выжига, расход воздуха в печь был равен О, диапазоны их вы бора такие: 10,0,йРб«) 1,0-100,0 м ДРп И К - соответственно шаг иэменения управляющего воздействия по расходу . пара и коЭ(1|фициент про порциональности, подби раемые экспериментальн таким образом, чтобы за 1-5 ч до окончания выжига, расход пара в печь был равен К 1,0-10,0;й.Р 20,0300,0 кг/ч Р.р максимально возможное значение расхрда пара в печь при выжиге кокса, обусловленное технологическим регламентом. Таким образом, данный способ позволяет сократить время эффективного выжига кокса в печи, за которое принимается время, в течение которого выполняется соотношение (6). При этом температура стенки змеевика не превышает допускаемого значения. В конце выжига кокса в печи, когда наиболее возможен прогар змеевика, кокс удаляется паром без воздуха (соотношение - О), что позволяет п полностью ликвидировать опасность прогара змеевика. Результаты моделирования и испытания данного способа показывают, что его внедрение позволяет увеличить эффективное время работы каждой пиролизной печи по производству олефинов на 320 ч в год. Формула изобретения Способ автоматического управления процессом выжига кокса в трубчатой пиролйзной печи путем регулирования температуры на выходе печи изменением подачи топлива и регулирования соотношения расходов воздуха и пара в печь, отличающийся тем, что, с цепью повышения эффективного времени работы печи за счет снижения времени выжига кокса, регулируют тем-пературу на выходе печи в зависимости от концентрации углекислого газа в продуктах горения на выходе печи и при достижении температуры на выходе печи максимально допустимого значения и величины концентрации углекислого газа заданного значения стабилизируют температуру на- выходе печи и регулируют соотношение расхот дов воздуха и пара путем прекращения подачи воздуха и изменения расхода пара. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР W 446536, кл. С 10 G 9/20, 1972. 2,Авторское свидетельство СССР № 446537, кл. С 10 G 9/20, 1972.

ft

kr

ID

N

-T;

fui.l 2