Устройство для определения оптимальных режимов каталитических реакторов сернокислотного производства
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ СЕРНОКИСЛОТНОГО ПРОИЗВОДСТВА , содержащее блок ручного ввода результатов химических анализов ..на объекте, вычислитель коэффициентов модели теплообменников, связанный с выходами блока памяти конструктивных парё1Метров и справочной информации и блока ввода экспериментальных данных с объекта, первый вычислитель коэффициентов кинетического уравнения и последовательно соединенные вычислитель оптимального режгала и индикатор оптимальных параметров, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения оптимальных режимов реакторов, оно дополнительно содержит первый блок сравнения, связанный с выходами блока ввода экспериментальных данных с объекта, блока ручного ввода результатов химических анализов на объекте и блока памяти конструктивных параметров и справочной информации и входом первого ВЕ 1числителя коэффициентов кинетического уравнения, второй вычислитель коэффициентов кинетичес .кого уравнения, соединенный с выходами первого блока сравнения и блока памяти конструктивных параметров и справочной информации, вычислитель технологического режима, связанный с выходами блока памяти конструктивных параметров и справочной информации, вычислителя коэффициентов модели теплообменников и двух с вычислителей коэффициентов кинети- . А ческого уравнения, второй блок сравta nek нения, соединенный своими входами с выходами .вычислителя технологичес кого режима и с одним из выходов . СП блока ввода экспериментальныхдан« 1 ных с объекта, а выходы второго блока сравнения связаны с входом вычис , лителя оптимального режима и - дополнительно введенного инди-катора ошибки. ю
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕ ОНИ Х
ЕЕСНЛ;ЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС
h0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3478931/2Ф-26 (22) 10. 06. 82
° ° ° ° ° 46) 30i11.83. Бюл, 9 44
72) Т,А. Гандельсман, T.A. Бережинский., М.В. Антропов, A.È. Голант, В.П. Козлов, Г.М. Островский и M.Г. Слинько (71) Государственный всесоюзный центральный ордена Трудового Крас ного Знамени. научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (53) 66.012т52(088.8) (56) 1, "Химическая промышленность", 1963, 9 10, с. 721-725.
2. "Химическая промышленность", 1974, 9 9, с, 679-681. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ КАТАЛИТИЧЕСКИХ
РЕАКТОРОВ СЕРНОКИСЛОТНОГО ПРОИЗВОДСТВА содержащее блок ручного ввода результатов химических анализов .на объекте, вычислитель коэффициентов модели теплообменников, связанный с выходами блока памяти конструктивных параметров и справочной информации и блока ввода экспериментальных данных с объекта, первый вычислитель коэффициентов кинетического уравнения и последовательно соединенные вычислитель оптимального режима и индикатор оптимальных параметров, о т л и ч а ю щ е е с я
„„ЯО„„1057412 А ц511 С 01 В 17/76; G 05 D 27/00 тем, что, с целью повышения точности определения оптимальных режимов реакторов, оно дополнительно содержит первый блок сравнения, связанный с выходами блока ввода экспериментальных данных с объекта, блока ручного ввода результатов химических анализов на объекте и блока памяти конструктивных параметров и справочной информации и входом первого вычислителя коэффициентов кинетического уравнения, второй вычислитель коэффициентов кинетического уравнения, соединенный с выходами первого блока сравнения и блока памяти конструктивных параметров и справочной информации, вычисли- Я тель технологического режима, связанный с выходами блока памяти конст ф/ руктивных параметров и справочной информации, вычислителя коэффициентов модели теплообменников и двух вычислителей коэффициентов кинетического уравнения, второй блок сравнения, соединенный своими входами с выходами вычислителя технологичес- { кого режима и с одним из выходов блока ввода экспериментальных данных с объекта, а выходы второго бло- м ) ка сравнения связаны с входом вычис- у
;лителя оптимального режима и вхо,дом - дополнительно введенного инди юг катора ошибки, M
Изобретение oтносится к про >зводству серной кислоты,. в частности к оптимизации промышл нных каталнтических реакторов сернокислотного производства, и может быть испо?яьзо— вано в хи:.::.Нческой п>ромышле>нности .
Известен способ оптимизации дейст вующих ка">алитических pe+KTQpoH для
0KИСЛЕНИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ, По KOTOРОМУ в качестве критерия оптимизации принимается максимум степени контак-. тирования -Ia выходе из реактора при заданном распределении количест9 ва катализатора пo слоям < 1 ), >>днако в расчетах оптимальных режимов используется математи -еская модель реактора, включающая только описания-: слоев катализатора. B промышленном многослойном контактном аппараTp. для окисления двуокиси се-. ры Охпаж7(ОНИe pec!KцИОННОЙ СМЕСИ МЕжду слоя :и катализа-.ора осуществляе=сЯ либО Добавлением хОлОДКОЙ газо*
BoA c!,,е-<<., или ?;0>lopHQFQ BOeäó? либо в промежуточных теплообменп.ках. Тeeлообменники накладывают
ОГРаНИ -<ЕНИЯ Ha »aIOQP ОПТИМНЛЬНОГО режима реактора, поскольку их поверх ность ограничена и не всякий темпегатурный режим может быть реализован при данных конкретны?< теплообменниках. Кроме того, указанный
СПОСОб ОПТИмиэацн>И расс->итан на За" данную активность катализатора пс слоям„ а в пронe<..се зксплуа ".а-ции активность катализатора снижается, причем неодинаково во всех слоях, Помимо этого„ в аналитические рас-четы реж>гма теплооб<: ei-;никон не<>бхо— димо вводи":-ь поправочные коэ:„-ф- :циенты, Иа.-)более блliaKH!л к >Я1>едлагае?>а;/:у по технической сущностH и достигаемому результат>> является ;-стройст.— во, содержащее бло>< ввода экспери-ментальнь:х =начений параметрсь,, входящих в медали слОя катализат,>"ра и теглообменника> блок ручного ввода результатов х;-<мнческих анапизов, блок памяти констРУктив ных —:Iaa раметров «а-алитического реактора и спраьочной информации, выходы которых соединены с входам вычис>:ителя коэффициентов кинетического ура >нения, последовательно соединенного с вычислителем Оптимального режима реактора, в котором расчет параметров оптимальнor о режима осушествля=
ЕТСЯ C -,-,тaTQI l ПопраВОЧНЬ>х KO ->,*„!I>>II eHToí математической модели, ?>арактеризующих действительные значения активности катализатора по слоям, и коэффициентов теплопередэчи в теплообменниках, и индикатором параметров оп-имально 0 ре?><има, а так?хе в у.;и>"литель коэФФициентов модели теплс-" Обменника, один вход которого связан с блоком ввода экспериментальных Данных, другой — с блоком памяти конструк:,èâíûõ параметров и справочной информации> а выход — с вычислителем оптимального ре»<има реакто>> ра (2 .1. Известное устройство не позволяет Определять коэффициенты мате.":.атической модели реактора с достаточной To÷lIocTHþ> что приводит к снижению точности расчета оптимальных режимов. ! <ель изобретсния — повышение точriocTH определения оптимальных режимов реакторов. Поставленная цель достигается тем> что, устройство для опре . Ления оптимальных режимов каталитических реакторов сернокислотного произво.;— ства, включающее блоки ввода экспериментальных данных ; резуль гатов 1<> химических анализов, блок памяти к Он cT p óK тР В ных параметрОв il сп ">авоч ной информации, вычислитель козффи>;иентов мсдели теплсобменников, вы ислитель коэффициентов кинетичес-. :> кого уравнения, соединенные после,цовательнс с вычислителем оптимального режима реактора и индикатором параме.гров оптимального режима, дополнительно содержит первый блок сравнения, связанный с выходами блока ввода экспериментальных данных с объекта, блока ручного ввода результ= TQB химических анализов на объекте и блока памяти конструктивных параметров и справочной инфор Э С 3> мации и входом первого вычислителя коэффициентов кинетического уравнения, второй вычислитель коэффициенон ки ieTH ecKQFQ уравнения, соединенный с выходами первого блока срав.;.<> .ieHHÿ и блока памяти конструктивных параметров и справочной информации, вычислитель технологического режи;-а, г:вязанный с выходами блока памяти конструктивных параметров и справ ной информ ции, вычислителя коэффициснтов модели теплообменников и двух вычислителей коэффициентов кинетического уравнения, второй блок сравнeíèÿ, соединенный своими .,„ входами с выходом вычислителя техэ9 нологического режима и с одним из выходов блока ввода экспериментальных данных с объекта, а выходы второго блока сравнения связаны с входом вычислителя оптимального режима и входом дополнительно введен.нот о и>вди1<атора ошибки. Иа чертеже представлена блок-схема г.редлагаемого устройства. Устройство содержит блок 1 ввода 6>> экспериментальных данных с объекта, блок 2 ручного ввода результатов химических анализов на объекте, блок 3 памяти конструктивных параметров и справочной информации, вы-числитель 4 коэф<„ициентов модели 1057412 лителя б, либо вычислителя 7, B вычислителе B определяется технологический режим реактора с учетом полученных н вычислителях 4 и б (или 7) коэффициентов. Сигналы с вычислителя 8 и блока 1 поступают на вход блока 9 сравнения, где экспериментальный технологический режим реактора сравнивается с режимом, полученным в вычислителе 8. В случае существенного расхождения экспериментального и рассчитанного режимов реактора сигнал с выхода блока 9 подается на вход индикатора 10 ошибки, который выдает сообщение оператору о недостоверности введенных в устройство экспериментальных данных ° В случае совпадения экспериментального и рассчитанного н вычислителе 8 режимов реактора с заданной точностью сигнал с выхода блока 9 поступает на вход вычислителя 11 оптимального режима, в котором опре-деляется оптимальный режим реакто-. ра с учетом полученных в вычислителях 4 и б (или 7 ) коэффициентов модели, отражающих действительное состояние теплообменников и катализатора н реакторе. ;С вычислителя 11 сигналы поступают на вход индикатора 12, который выдает оператору значения параметров оптимального режима температуры газа на входе в слои катализатора и полученные в вычислителях 4 и б ,(или 7) значения поправочных коэффициентов. Клейман Корректор О.Билак Составитель Р. Редактор А.Огар Техред Т,Фанта. Заказ 9499/25 Тираж 471 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 теплообменников, блок 5 сравнения, вычислители б и 7 коэффициентов кинетического уравнения, вычислитель 8 технологического режима, блок 9 сравнения, индикатор 10 ошибки, вычислитель 11 оптимального режима и индикатор 12 оптимальных параметров. Устройство работает следующим образом. Сигналы с датчиков объекта поступают в блок 1. Результаты химических анализов, проводимых на объекте, вводятся блоком 2 ручного ввода. Значения конструктивных параметров и физико-химических констант хранятся в блоке 3, Сигналы с блоков 1 и 3 поступают в вычислитель 4, в котором определяются поправки для коэффициентов теплопередачи теплообменников. Сигналы с блоков 1 и 2 поступают в блок 5 сравнения, в котором осуществляется сравнение экспериментальных значений степени контактирования на выходе из слоя с равновесными и выбор варианта расчета поправочных коэффициентов модели. При наличии разницы между экспериментальным и равновесным значениями степени контактирования сигнал с блока 5 поступает в вычислитель б. Нри равенстве экспериментального и равновесного значений степени контактирования сигнал с блока 5 поступает в вычислитель 7. В вычислитель б поступают сигна лы с блокон 5 и 3, и в нем определяются поправочные коэффициенты для кинетического уравнения процесса окисления двуокиси серы путем интегрирования этого уравнения. На вход вычислителя 7 подаются сигналы с блоков 5 и 3, и в нем определяются поправочные коэффициенты для кинетического уравнения процесса окисления двуокиси серы с использованием оптимизационной процедуры. На вход вычислителя 8 технологического режима подаются сигналы с блока 3, вычислителя 4 и либо вычис5 По сравнению с прототипом предла гаемое устройство обеспечивает повышение точности определения параметров оптимального режима в пределах 0,1% и позволяет избегать ошибок в расчетах, что достигается за счет получения математической модели, наиболее адекватной реальному объекту, и контроля вычисленных параметров путем введения в устройство дополнительных блоков.
