Устройство для управления колонной с подвижной насадкой Советский патент 1982 года по МПК B01D3/42 

Изобретение относится к устройствам для а.втоматического регулирования работой насадочных массообменных ап паратов и может применяться в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой и других отраслях промышленности, где применяются насадочные массообменные аппараты.

о Известно устройство для автоматического регулирования работы насадочной абсорбционной колонны, содержащее датчики перепада давления и уровня, связанные с регулирующим блоком, соединенным с исполнительным механизмом 1.

-Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления насадочных колонн, содержащее регулятор перепада давления, функциональный и суммирующий блоки, блок динамичесkoй компенсации, клапан подачи абсорбента, контур адаптации, состоящий ,из модели объекта, блока компенсации контура адаптации, элемента сравне-ния, исполнительного элемента контура адаптации и блока перемножения, соединенного с регулятором перепада давления 2.

Недостатком устройства является невозможность одновременного управления заданным гидродинамическим режимом работы насадочной колонны и ее разделительной способностью.

Цель изобретения - улучшение разделительной способности колонн с подвижной насадкой при одновременном обеспечении устойчивого гидродинами10:ческого режима независимо от переменных параметров процесса и влияния перекрестных связей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным контуром; адаптации, содержгицим датчик расхода абсорбента, клапан на линии подачи газа, регулятор концентрации выходного продукта,

20 второй блок перемножения и функциональный преобразователь, вход которого соединен с .элементом, сравнения, выход - с одним из входов второго блока перемножения, другой вход

25 которого связан с регулятором концёнтргщии, выход второго блока перемножения соединен с клапаном на линии подачи абсорбента, датчик расхода абсорбента связан с блоком компенса30ции, а клапан на линии подачи газа

соединен с первым блоком перемножения.

На чертеже изображена схема устройства.

Контур регулирования гидродинамического режима включает в себя насадочную колонну 1, датчик 2 перепада давления, регулятор 3 перепада давления, &пок 4 перемножения,-регулирующий клапан 5 на газовой линии, датчик 6 расхода газа, функциональный блок 7 задатчика .гидродинамического режима. Первый контур адаптации включает в себя модель объекта 8, йлемент сравнения 9, датчик 10 рас-, хода абсорбента, блок 11 компенсации, исполнительный элемент 12 контура адаптации. Второй контур адаптации включает в себя функциональный преобразователь 13, блок 14 перемножения, регулирующий клапан-15. В контуре регулирования концентрации включены хроматограф 16, регулятор 17 концентрации:.

Устройство работает следующим образом. .

Гидродинамический режии1 колонны 1, целью регулирования которого является обеспечение максимальной по, верхности массопередачи в слое подвижной насадки, определяется соответствующим перепадом давления на насадочной части колонны. Для этого сигнал от датчика 2 перепада давления поступает в регулятор 3 перепада давления, где он сравнивается с заданным значением, вырабатываемым функциональным блоком 7 задатчика реализующим известную для данного аппарата зависимость перепада давления от нагрузки по газу, измеряемой датчиком 6, управляющее воздействие от регулятора 3 давления поступает через блок 4 перемножения на регулирующий клапан 5, изменяющий расход газа. Для обеспечения устойчивости работы регулятора независимо от переменных параметров объекта одновременно сигнал от датчика перелада давления поступает на элемент сравнения 9 первого контура адаптации, в котором он сравнивается с сигналом, .поступаюц им с выхода эталонной модели объекта 8, далее сигнал рассогласования поступает на исполнительный элеivieHT 12 первого контура адаптации и блок 4 перемножения/ который ивменяЬт коэффициент усиления в основном рсонтуре в соответствии с -изменившимися параметрами объекта.

Влияние изменения расходи абсорбента на перемену давления компенсируется .путем передачи сигнала с датчика 10 )асхода абсорбента на блок. 11 компенсации, в котором вырабатыва ется управляющее воздействие, поступающее через элемент 9 и исполнитель ный элемент 12 контура адаптации на

блок 4 перемножения и регулирующий клапан 5. Заданная степень разделения обеспечивается стабилизацией коь центрации ключевого компонента в выходном,газе, измеряемой хроматографом 16, сигнал которого поступает на регулятор 17 концентрации, вырабатывающий управляющее воздействие, поступающее через блок 14 перемножения на регулирующий клапан 15, изменяющий расход абсорбента. Для ком пенсации влияния переменных параметров объекта на регулирование концентрации ключевого компонента используется второй контур адаптации, осуществляющий по разомкнутому циклу . адаптацию, в котором сигнал от элементов сравнения 9 поступает на функ-. циональный преобразователь 13, вырабатывающий управляющее воздействие,

поступающее на блок 14 перемножения, который изменяет коэффициент усиления в контуре регулирования концентра ции.

Экономический эффект осуществляется за счет снижения удельной плотности орошения при более интенсивном гидродинамическом режиме, с сохранением качества целевого компонента в . отходящем газе. При этом улучшается разделительная способность колонны, повышается ее производительность, снижаются энергозатраты.

Формула изобретения

Устройство для управления колонной с подвижной насадкой, содержащее регулятор- перепада давления, датчик расхода газа, соединенный с входом функционального блока, выход которого связан с входом регулятора перепада давления, контур адаптации, состоящий из модели объекта, блока

5 компенсации элемента сравнения, исполнительного элемента и первого блока перемножения,.соединенного с регулятором перепада давления, отличающееся тем, что, с целью улучшения разделительной способности колонны за счет повьошения качества регулирования, оно снабжено контуром , адаптации, содержащим датчик рас хода абсорбента, клапан на линии подачи газа, регулятор концентрации выходного продукта, второй блок перемножения и функциональный преобразователь , вход которого соединен с элементом сравнения, выход - с одним из входов второго блока перемножения,

0 другой вход которого связан с регулятором концентрации, выход второго блока перемножения соединен с клапаном на линии подачи абсорбента, датчик расхода абсорбента связан с блокс)М

5 кблшенсации, а йлапан на линии подачи газа соединен с первым блоком перемножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 204982, кл. В 01 D 53/14, 1964.

2,Авторское свидетельство СССР № 441941, кл. В 01 D 3/42, 1972.