Способ управления процессом сажеобразования в реакторе с камерой смешения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ЭТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4232733/23-26 (22) 21.04;87 (46) 23.01.89. Бюл. У 3 (75) Д.М.Лепский, Ю.А.Тверской и В,А.Горбунов (53) 66 012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 478045, кл, С 09 С 1./48, 1973.

Авторское свидетельство СССР

9 1405292, кл. С 09 С 1/48, 1985 ° (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

САЖЕОБРАЗОВАНИЯ В PEAKTOPF. С КАМЕРОЙ

CMKLEHNH (57) Изобретение позволяет увеличить выход сажи при получении ее в реакторах с камерой смешения. В реактор, подают следующие потоки: в камеру смешения — около 60Х суммарного рас„„Я0„„1452824 (51)4 С 09 С 1/48, G 05 D 27/00 хода топлива (Т) и воздух для горения топлива (ВГТ); в камеру горения— около 40% суммарного расхода Т; в реакционную зону — сырье и воздух на распыл сырья (ВРС); в зоны предзакалки и закалки — химически очищенную воду (ХОВ). Регулируют расход ХОВ на закалку по температуре в зоне закалки. Расход ВГТ, сырья, ВРС, ХОВ в зоне предзакалки стабилизируют. Измеряют частоту вибрации реактора и по ее текущему значению изменяют. прямо пропорционально расход Т, подаваемого в центральную горелку, и обратно пропорционально расход Т подаваемого на смеше- :

Э с0 ние с воздухом для горения, сохраняя при этом суммарный расход Т, подавае" мого в реактор. 1 ил., 1 табл.

1452824

Изобретение относится к управлению процессом получения сажи из жидкого углеводородного сырья в реакторе с камерой смешения и может быть использовано в нефтехимической промышленности при производстве саж различных марок.

Целью изобретения является увеличение выхода сажи.

На чертеже представлена схема управления, реализующая способ.

Схема содержит реактор 1, центральную горелку 2, камеру 3 сгоран юя, камеру 4 смешения, реакционную з ну 5, зону 6 предзакалки, зону 7 закалки, датчик 8 и регулятор 9 температуры, регулируниций клапан 10, датчики 11-14 и регуляторы 15-18 расходов, регулируннцие клапаны 19-22, ( датчик 23 вибрации, устройство 24 усиления, анализатор 25 спектра, саписец 26, преобразователь 27 час,оты, электропневмопреобразователь

28, регулятор 29, задатчик 30, блок 25

31 умножения, регулятор 32, датчик 33 расхода, регулирующий клапан 34, блок

35 суммирования,регулятор 36 расхода, ( датчик 37 расхода и регулирующий клапан 38.

Способ управления осуществляют

Следуницим образ ом, Процесс получения сажи осуществляЦтся в реакторе 1, в который подают цопливо двумя потоками, один из котофых, составляющий приблизительно 2/5 подаваемого суммарного расхода топлива направляется через центральную горелку 2 непосредсгвенно в камеру 3

Сгорания а другОЙ пОтОк тОплива 4О оставляющий приблизительно 3/5 подаваемого суммарного расхода топлива, Э камере 4 смешения смешивается с

Воздухом на горение, после чего образовавшаяся горючая смесь попадает в 4 камеру 3 сгорания. Сырье и воздух на распыл сырья подаются в реакционную зону 5, химически очищенная вода (ХОВ) — в зону 6 предзакалки cameraзовой смеси (СГС) и в зону 7 закалки (ГС.

Геометрические размеры реактора, размеры зон и места ввода материаль;ных потоков определяют при проектировании реактора на основании технологических расчетов.

Расход ХОВ на закалку сажегазовой смеси на выходе из реактора регулируют н зависимости от температуры в зоне 7 закалки (стабилизации температуры в зоне закалки), измеренной датчиком 8 температуры с помощью регулятора 9 температуры в комплекте . с регулирующим клапаном 10. Расход сырья, расход воздуха на распыл сырья и расход ХОВ на предзакалку СГС стабилизируют путем измерения расходов описанных потоков с помощью датчиков

11-14 расхода, сравнения в,регуляторах 15-18 расхода сигнала от датчиков 11-14 расхода с заданием и при отклонении измеренного расхода от заданного изменяют в помощью регули рующих клапанов 19-22 расходы воздуха на горение, сырья, воздуха на распыл сырья и ХОВ на предзакалку

СГС. Измеряют с помощью датчика 23 вибрации вибрацию реактора, полученный сигнал усиливают по амплитуде устройством 24 и выделяют рабочий диапазон частот вибрации посредством анализатора 25 спектра. Полученный сигнал подают на двухканальный самописец 26 для регистрации и на преобразователь 27 частоты в унифицированный токовый сигнал (0-5 мА). Далее сигнал подают через электропневмопреобраэователь 28 в камеру "Переменная" пневморегулятора 29. Сигнал, пропорциональный заданному значению частоты вибрации, подают в камеру

"Задание" регулятора 29 с задатчика 30. При наличии рассогласования между текущим и заданным значениями частоты вибрации реактора сигнал с регулятора 29 через блок 3 1 умножения на постоянный коэффициент поступает в камеру "Задание" регулятора 32 расхода топлива на смешение.

На другой вход регулятора 32 поступает сигнал от датчика 33 расхода.

В регуляторе 32 расхода сравниваются сигналы от датчика 33 расхода с сигналом задания, подаваемого с блока

31 умножения, и вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на регулирующий клапан 34 ° Одновременно с блока 31 умножения сигнал подают в минусовую камеру блока 35 суммироваННао

В блоке суммирования 35 реализуется алгебраическое сложение по формуле

7 11

24 где Р

50 з 14528 выходной сигнал блока 35 суммирования, являющиися заданием регулятору 36 расхода топлива в централь5 ную горелку; постоянный сигнал в плюсовой камере блока 36

% суммирования; р 10

= К х Р, — сигнал, поступающий в минусовую камеру блока 36 суммирования, равный по величине заданию регуля». тора 32 расхода топлива 15 на смешение;

К вЂ” постоянный коэффициент, устанавливаемый на блоке

31 умножения;

Р— сигнал с регулятора 29.

Значения С и К подбираются в зависимости от величины шкал регуляторов 32 и 36 расхода, регуляторы

29 частоты вибрации и от величины

25 суммарного расхода топлива в реактор.

Выходной сигнал с блока 35 суммирования поступает в качестве задания регулятора 36 расхода топлива в центральную горелку. На другой вход регулятора 36 расхода поступает сигнал от датчика 37 расхода. В регуляторе 36 расхода сравниваются сигналы от датчика 37 расхода с сигналом задания и вырабатывается уп- 35 равляющий сигнал, поступающий на регулирующий клапан 38.

В таблице приведены данные испытаний, проведенные на реакторах с камерой смешения, по реализации предло- 40 женнсго способа управления.

Из приведенного в таблице примера видно, что способ управления обеспечивает максимальный выход сажи для данного вида сырья. Так, например, при переходе от низкокачественного сырья (опыт 1) к высококачественному (опыт 2) возрастают и удельная геометрическая поверхность. сажи

S и выход сажи В. Приведение частотй вибрации к f 1с, = 860 Гц (опыт 3) позволяет увеличить выход сажи на

1,2%. При переходе к еще более низкокачественному сырью (опыт 4) падают и удельная геометрическая поверхность S и выход сажи В. В этом случае стабилизация и = Ез д(опыт 5) позволяет получить сажу необходимого качества. Сравнивать выход сажи в опытах 4 и 5 не имеет смысла, так как при получении сажи П234 (IIM-100) продукция с S 95 м /r (опыт 4) явг ляется бракованной. При переходе опять к высококачественному сырью (опыт 6) возрастают и удельная геометрическая поверхность S и выход сажи В. Стабилизация. й,. =Г з„ позволяет дополнительно увеличить выход сажи В на 2,7% (опыт 7 в сравнении с опытом 6).

Таким образом, данный способ управления реактором позволяет увеличить сраднестатистический выход сажи марки П34 (IlM-1UO) на 1,8-2,2%.

Формула изобрет единия

Способ управления процессом сажеобразования в реакторе с камерой смешения, заключающийся в стабилизации расходов сырья, воздуха на распыл сырья и на горение топлива, химически очищенной воды на предзакалку, стабилизации температуры в =.oíå закалки изменением химически очищенной воды на закалку и суммарного расхода топлива, подаваемого в реактор двумя потоками — на смешение с воздухом для горения и в центральную горелку, отличающийся тег."., что, с целью увеличения выхода сажи, дополнительно измеряют частоту вибрации реактора, выделяют сигнал, соответствующий рабочим частотам вибрации, сравнивают его с заданным значением и при отклонении измеренного значения, выделенногс сигнала от заданного из" меняют прямо пропорционально расход пстска топлива, подаваемого в центральную горелку, и обратно пропорционально расходу потока топлива, подаваемого на смешение с воздухом для горения °

1452824

Параметры ре азатели для опыта

3 4 5 6 7

115 125 125 108 108 125 125

1059 935 935 116 116 935 935

3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000

300 300 300

140 140 155 см на смешение, Ч

160 160 145 145 170 170 145

600 600 600 600 600 600 600

Расход сырья, С ., кг/z

95 31 97 31 95 01 93 О 95 01 98 4 95 42

51,5 53,4 54,6 48,7 46;7 52, 1 54,8

860 930 860 760 860

Частота вибрации, f Гц 860 780

Индекс корреляции сырья, IK, б/р

Стехиометрический коэффициент сжигания сырья L ° нм /KF

Расход воздуха на горение Ч,, нм /ч

Расход топлива, нм /ч: суммарный, U в центральную горелку, U

Удельная геометрическая поверхность сажи, S м /r

Выход сажи (на сырье), В, мас.7

300 300 300 300

155 130 130 155

1452824

Составитель Г.Огаджанов

Корректор О.Кундрик

Техред М.Дидык

Редактор Н.Гунько

Подписное

Заказ 7135/17

Тираж 630 ул. Проектная 4

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5