Способ управления химическим реактором сжатия

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалйстическик

Республик (n)880460

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву .(22) Заявлено 27. 04. 78 (21) 2604001/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 1 1181. бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15.1181 (5f)e. кл.з

В 01 3 3/00

6 05 Ь 27/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 66.012-5 2 (08 8. 8) (72) Авторы изобретения — —.Мипачев

Ю.А.КолбанОвский, P.В.Цагарели и В

Институт нефтехимического синтеза / м. А.;В.Топчиева

АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМ РЕАКТОРОМ

СЖАТИЯ

Изобретение относится к способам управления химическими реакторами сжатия свободнопоршневого типа и может быть использовано в химической промышленности, Известен способ управления химическим реактором сжатия свободнопоршневого типа путем открытия и закрытия впускных клапанов в зависимости от положения поршня (1) .

Недостатком данного способа является то, что при его использовании возникают большие трудности при запуске химического реактора, а также при переходе с одного режима работы на другой, так как впускные клапаны в этих режимах должны открываться и закрываться не при тех значениях координаты поршня, что при стационарном режиме работы химического реакто- 2О ра. Кроме того, данный способ не позволяет обеспечить стабильную работу химического реактора при колебаниях давления газа на входе и выходе из аппарата. Такие колебания всегда имеют место при его работе в составе любой технологической системы на химическом производстве.

Цель изобретения - обеспечение устойчивой работы химического реакто-Зо ра в стационарных и в переходных режимах.

Поставленная цель достигается тем, что определяют знак величины перепада давлений газа между рабочей полостью химического реактора и соответствующей впускной магистралью в момент изменения. знака указанной величины с минуса на плюс, формируют команду на снятие с впускных клапанов всех управляющих воздействий, кроме перепада давлений, а в момент изменения знака величины перепада с плюса на-минус выдают команду на отсчет заданного временного интервала, по истечении которого формируют команду на закрытие впускных клапанов °

На фиг.1 изображена блок-схема системы управления химическим реактором сжатия свободнопоршневого типа, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 — временные диаграммы изменения знака разности давления между рабочей полостью химического реактора и соответствующей впускной магистралью, работы электромагнита и положения впускных клапанов той же рабочей полости.

Способ осуществляется следующим образом.

880460

В цилиндрическом корпусе 1 химического реактора совершает колебания поршень 2, разделяющий реакционную камеру на две рабочие полости: верхнюю 3 и нижнюю 4. Газообразные реагенгы подаются в химический реактор по впускным магистралям 5 и б через впускные клапаны 7 и 8 соответственно, которые могут закрываться электромагнитами 9 и 10.

Управление впускными клапанами производится следующим образом.

На впускных магистралях установлены тензодатчики 11 и 12, а в рабочих полостях 3 и 4 химического реактора — тензодатчики 13 и 14 соответственно. Компараторы 15 и 16 сравнивают электрические сигналы, поступающие от подключенных к ним тензодатчиков давления и выдают электрические импульсы на входы реле времени

17 и 18 в моменты изменения знака перепада давлений ЬР в рабочих полостях и соответствующих впускных магистралях с плюса на минус и электрические импульсы на входы блоков управления 19 и 20 при изменении о знака перепада давленнй ЬР с минуса на плюс. Блок измерения 21 измеряет период Т изменения знака перепада давления 6Р и представляет собой частотомер-хронометр. Реле времени

17 и 18 выдают через время задержки (0,05Т«Q (0,8Т) команду в блоки управления 19 и 20, которые содержат усилители мощности и тиристорные переключатели, построенные по схеме параллельного инвертора и связанные с электромагнитами 9 и 10 соответственно.

В моглент t л поршень 2 находится в крайнем нижнем положении. Газообразные реагенты в нижней рабочей полости 4 сжаты поршнем до максимального давления (500 атм) и температуры (1500 К), при которых происходит химическая реакция. Б верхней рабочей полости 3 в этот момент времени давление составляет 4 атм. Поэтому поршень 2 с большим ускорением начинает двигаться вверх. При этом объем нижней рабочей полости 4 увеличивается, давление и температура в ней падают и химическая реакция останавливается.

В момент времени. t0 это давление становится меньше, чем давление во впускной магистрали б, электромагнит

10©до этого момента выключен и в ускные клапаны 8 свободны от всех сил, кроме сил, обусловленных перепадом даBJIBHHH D.Р. Поэтому паны 8 открываются в момент t и через них в рабочую полость 4 начинают поступать газообразные реагенты. Так как корпус химического реактора имеет большое отношение его длины к внутреннему диаметру, то перемешивание новой порции реагентов с уже пг>а. реагировавшими веществами затруднего, и происходит вытеснение прореагировавших веществ в верхнюю часть раС бочеи полости 4.

Происшедшее в момент времени с„ изменение знака перепада давления ЬР при помощи тензодатчиков 12 и 14 фиксируется компаратором 16, который включает реле времени 18 на отсчет времени. Блок измерения 21 измеряет период изменения знака перепада давления Ь Р. Через заданное время задержки Я . реле времени 18 выдает электрический импульс s блок измерения 21, который включает электромагнит 10 впускных клапанов 8. За время Т в рабочую полость 4 поступает такое количество газообразных реагентов, что они занимают объем, примерно равный объему, занимаемому уже прореагировавшими веществами.

Тем временем поршень 2 продолжает двигаться вверх и, когда его нижний торец достигает выхлопных окон 22, прореагировавшие вещества истекают из рабочей полости 4. Поршень 2 поднимается еще выше, сжимает реагенты в верхней рабочей полости 3 и останавливается, истратив весь запас кинетической энергии, и затем начинает двигаться вниз. К тому моменту, когда поршень перекрывает выхлопные окна, истечение прореагировавших веществ завершается. При дальнейшем движении вниз поршень 2 сжимает газообразные реагенты и в момент времени знак перепаца давления h,Ð изменяется С минуса на плюс. При этом компаратор 16 подает электрический импульс непосредственно на блок управления 20, который выключает электромагнит 10. Впускные клапаны 8 вновь становятся свободными. Наконец, поршень 2 останавливается в положении, с которого началось рассмотрение работы химического реагента.

В верхней рабочей полости 3 производятся те же операции, но в противофазе с операциями в нижней рабочей полости.

Использование изобретения позволяет обеспечить устойчивость работы химических реакторов сжатия свободнопоршневого типа как в стационарных, так и в переходных режимах.

Формула изобретения

Способ управления химическим реактором сжатия свободнопоршневого типа путем открытия и закрытия впускных клапанов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы химического реактора в стационарных и переходньх режимах, определяют знак величины перепада давлений газа между рабочей полостью химического реактора и соответствую880460

Эректрркаени т

А.пюаек

Юлкк аиен

8пуСкные клапаны

Открыты .Ькрытм

ВНИИПИ Заказ 9794/10 570 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 щей впускной магистралью в момент изменения знака указанной величины с минуса на плюс, формируют команду на снятие с впускных клапанов всех управляющих воздействий, кроме перепада давлений, а в момент изменения знака величины перепада с плюса на минус выдают команду на отсчет заданного временного интервала, по истечении которого формируют команду на закрытие впускных клапанов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CUIA 9 2814551,кл.23-1, 1957 (прототип).