Способ управления процессом осушки газа

 

союз соВетских

СОЩИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,3

Ауи е нный эторгаз

Серкоз гвслола

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетекий и ОткРытий (21) 3748178/23-26 (22) 01.06.84 (46) 15.07.86. Бюл. Ф 26 (72) Д, Н. Иванов и Л. И. Хабарина (53) 66.012-52(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 709146, кл. В 0! D 53/26, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1074577, кл. В О1 D 53/26, 1982. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ОСУШКИ ГАЗА, включающий измерение влажности сухого газа, концентрации свежего абсорбента, измерение и регулирование нагрузки по абсорбенту, отличающийся тем,.что, с целью экономии энергозатрат путем

„„SU„„1243790 А1 (5ц 4 В О1 D 53/26 G 05 Р 27/00 стабилизации оптимальных условий осушки газа, дополнительно измеряют температуру сырьевого газа и потока . орошения, концентрацию абсорбента в отработанном потоке, при этом по влажности сухого газа и концентрации абсорбента в отработанном потоке определяют температуру абсорбции и по отклонению ее от заданного значения регулируют температуру сырьевого газа и температуру потока орошения абсорбента, а по соотношению концентраций абсорбента и сырьевом и обработанном потоках и по соотношению влагосодержаний до и после сушки регулируют нагрузку по абсорбеиту.

4 12

Изобретение относится к способам автоматического регулирования техноI логических, процессов осушки электролитическога хларгаза в производстве хлора и каустической соды и может быть использовано в химической, нефтехимической и газодобывающей отраслях для управления технологическими цроцессами, которые включают выделе- ние воды из rasa в единичном абсорбере,или каскаде абсарберов серной кислотой.

Цель изобретения — экономия энергозатрат путем стабилизации оптимальных условий осушки газа, На чертеже представлена схема устроиства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит абсорбер 1 (насадачная колонна осушки газа), холодильники 2 и 3 газа и абсорбентациркулята, центробежный насос 4, дат-, чики 5 и 6 температуры газа и потока орошения, датчик 7 расхода свежего абсорбента, датчик 8 влажности осушенного газа, датчики 9 и 10 концентраций абсорбента в свежем и отработанном потоках, регуляторы 11 и 12 те1чпературы газа и абсарбента, испол.нительные механизмы 13 и 14 подачи хладагентов в холодильники 2 и 3, регулятор 15 расхода свежего абсарбента, исполнительный механизм 16 подачи свежего абсорбента, 5лок 17 расчета рациональной температуры абсорбции, блок 18орасчета;рациональной нагрузки по абсарбенту, блоки 19 и 20 расчета плотности абсорбента, блоки 21 и 22 расчета равновесной влажности в системе гаэ - вода и блок 23 расчета текущей влажности осушенного газа.

Устройство работает следующим образом.

Влажный таз (электролитический хлоргаз) осушается абсорбентом (серной кислотой) в абсорбере I. Предварительно производится его охлаждение в холодильнике. 2 и удаление из системы полученного конденсата.

Температура охлажденного газа регулируется расходом хладагента с помощью датчика 5, регулятора 11 и исполнительного механизма 13. Абсорбент циркулирует в системе абсорбер

1 — насос 4 — холодильник 3. Температура орошения абсорбера регулируется расходом хладагента с помощью датчика 6, регулятора 12 и исполни

43790 2 тельного механизма 14. Подпитка цир= кулята осуществляется свежим абсор бентом, ега избыток в рецикле выводится в емкость отработанного абсорбентa. .Расход абсорбента (F) регулируется системой, состоящей из датчика 7, регулятора 15 и исполнительного механизма 16. Состав абсарбента в свежем Х и отработанном Х потоках контролируется датчиками 9 и 10, а влажность Г осушенного газа— датчиком 8. Заданные значения требуемо.го:влагосодержания газа (7 ) и содержания абсорбента (Х ) посту" пают в блок 17 расчета рациональной

15 температуры. Расчет осуществляется па формуле:

- 273, a " (1)

2О определяющей фазовое равновесие между газом и абсорбентом. Полученное значение температуры является заданием регуляторам 11 и 12 и реализу25 ется на объекте исполнительньии механизмами 13 и !4. Расчет рациональной нагрузки.по абсарбенту (F> ) производится функциональным блоком 18 по формуле материального баланса

ЗО процесса для. текущего и требуемого состояний:

Значение рационального расхода является заданием. регулятору 15 и отрабатывается исполнительным механизмам 16.

Необходимые для расчета F значения текущего и рационального влагасадержаний газа после охлаждения (У

У „ ) определяются блоками 21 и 22 по зависимости: 9 = exP с (3)

Т+ 373 для соответствующих температур Т и Т

В

Аналогична рассчитывают текущие и рациональные значения плотностей (У, У ) по формуле . ь 7+Д7Д

Расчет производится функциональными 5локами 19 и 20.

Пересчет текущего (m) и рационального (ш„) влагасодержаний из весовых

1243790

Таким образом, раздельное регулирование нагрузки и темперутуры приводит либо к нарушению норм по

Хо, (0,76-0,78), либо к недоиспользованию кислоты.

Составитель Б. Каклюгин

Редактор А. Orap Техред Л.Олейник Корректор М. Максимишинец

Заказ

3739/8 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4,.

3 единиц (полипромили) в расчетные (грамм на литр) производится с помощью коэффициента пропорциональности а> по формуле.

" авm. (5)

Констакты а, -ае полу ены аппроксимацией экспериментальных и справочных материалов. Коэффициент 1(выражает удельный объем паров воды и может быть использован в качестве подстроечного коэффициента при эксплуатации системы в промышленных условиях.

По предлагаемому способу управляют процессом таким образом, что при изменении нагрузки и влагосодержания сырьевого газа одновременно корректируется в холодильниках 2 и 3 газа и абсорбента и нагрузка по абсорбенту для достижения рациональных условий сушки с требуемыми показателями содержания компонентов в продуктах абсорбции.

Пример. Рассмотрим варианты технологических режимов работы промышленной установки осушки газа в производстве хлора и каустической соды. Применяемые в расчете константы а;, k имеют следующие значения: а, =13,3; ау =5086; aj=33,8; à, =12481; ак=7181 а@=87 а =917091 а8=0,667х х10 ; k=-1,244.

Исходный режим характеризуется следующими показателями. х=0,98;

T=T =I 5 Ñ» ш=тпя— - 20 ррпв У =Х „=

=0,01278 кг/м; У=Y„=13,34 10 кг/м ;

У=Уц =1889 кг/м ; F=F+=0,236 м /ч;

Х =Х,к =0,78.

В случае, если задание no X« =

=0,76 при том же m<, режим характеРизуется показателями:- Tz =14,42 С;

У, =0,01234; У,=1907; Fq =.0,206 м /ч т.е. уменьшение задания по содержа- нйю кислоты в отработанном потоке требует уменьшения температуры и нагрузки по.кислоте.

Увеличение влагосодержания m< до

10 40 реп при том же Х „=0,76 требует увеличения температуры (Т„=17,9 С) и нагрузки по кислоте (F =0,253), значения промежуточных переменных. .Y,ä =0,01524, Ук=1886. При постоянном ш =40 ppm и увеличении Х 0,78 требуется увеличение темпсратуры до Т =18,5 С и нагрузки по кислоте до F =0,302 м /ч, при этом У =

=0,01579, Y=1885.

Для случая невзаимосвяэанного регулирования температуры и нагрузки характерны следующие режимы: при стабильной Т„ =15 С влагосодержанце л д m =40 ppm возможно только при.Хо=

=0,61 для нагрузки по кислоте Р=

=0,100 м /ч, при стабильной нагруз-, ке по кислоте Г„=0,236 м /ч влагосодержание m =40 ppm возможно только при Т=19,5 С, но при этом содержание кислоты в обработанном потоке Х =0,81.