Способ управления процессом осушки и абсорбции обжигового газа
Изобретение относится к способам управления сернокислотными производствами, применимо в производствах серной кислоты контактным способом и позволяет повысить экономическую эффективность. Способ заключается-в стабилизации уровня в сборниках сушильной башни и олеумного абсорбера изменением расходов соответственно сушильной кислоты и олеума, стабилизации уровня в сборнике моногидратного абсорбера изменением расхода моногидрата, регулирования, стабилизации концентрации олеума изменением расхода моногидрата, концентрации моногидрата изменением расхода сушильной кислоты,установлением предельных значений выходного сигнала регулятора концентрации моногидрата, при достижении которых изменяют расход воды, подаваемой в сборник моногидратного абсорбера, измерении температур кислоты на выходе из башни и газа, определении текущего значения их разности, сравнения полученной величины с заданной, измерении температуры орошающей кислоты, регулировании концентрации сушильной кислоты по величине отклонения текущего значения разности температур кислоты на выходе из башни и газа от заданной величины путем изменения расхода олеума, подаваемого в сборник башни с коррекцией по изменению температуры сушильной кислоты, осуществлении порогового контроля концентрации моногидрата , при достижении которых концентрацию моногидрата регулируют изменением расхода олеума, подаваемого в сборник моногидратного абсорбера, измерении концентрации кислоты.олеума и моногидрата в соответствующем аппарате, определении их отклонения от заданных значений, по величинам которых дополнительно корректируют задания соответствующего регулятора концентрации. 1 ил. со С о N3 GO Ю 4 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4645427/26 (22) 01,02.89 (46) 30.01.91. Бюл, ¹ 4 (71) Уфимский нефтяной институт (72) Н.К.Буланкин, Д,М.Мирзаянов и Р.T.Усманов (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 910530, кл, С 01 В 17/76, 1980.
Авторское свидетельство СССР № 1085932, кл. С 01 В 17/76, 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ
ОСУШКИ И АБСОРБЦИИ ОБЖИГОВОГО
ГАЗА (57) Изобретение относится к способам управления сернокислотными производствами, применимо в производствах серной кислоты контактным способом и позволяет повысить зкономическуюзффективность. Способ заключается в стабилизации уровня в сборниках сушильной башни и олеумного абсорбера изменением расходов соответственно сушильной кислоты и олеума, стабилизации уровня в сборнике моногидратного абсорбера измененивм расхода моногидрата, регулирования, стабилизации концентрации олеума изменением расхода моногидрата, концентрации моногидрата изменением расхода сушильной
Изобретение относится к способам управления сернокислотными производствами и может быть использовано в производстве серной кислоты и олеума контактным методом.
Цель изобретения — повышение экономической эффективности.
На чертеже приведена принципиальная схема реализации способа. Ы 1623948 А1 (ss>s С 01 В 17/76, G 05 D 27/00 кислоты, установлением предельных значений выходного сигнала регулятора концентрации моногидрата, при достижении которых изменяют расход воды, подаваемой в сборник моногидратного абсорбера, измерении температур кислоты на выходе из башни и газа, определении текущего значения их разности, сравнения полученной величины с заданной, измерении температуры орошающей кислоты, регулировании концентрации сушильной кислоты по величине отклонения текущего значения разности температур кислоты на выходе из башни и газа от заданной величины путем изменения расхода олеума. подаваемого в сборник башни с коррекцией по изменению температуры сушильной кислоты, осуществлении порогового контроля концентрации моногидрата, при достижении которых концентрацию моногидрата регулируют изменением расхода олеума, подаваемого в сборник моногидратного абсорбера, измерении концентрации кислоты, олеума и моногидрата в соответствующем аппарате, определении их отклонения от заданных значений, по величинам которых дополнительно корректируют задания соответствующего регулятора концентрации. 1 ил.
В состав схемы входят сушильная башня 1, олеумный и моногидратный абсорберы
2 и 3 соответственно, соединенные со сборниками 4-6, которые объединены между собой кислотопроводами (перетоками).
Соответствующие потоки кислот создаются с помощью насосов 7-9, на всас которых поступает кислота иэ сборников 4-6 и направляется по кислотопроводам в соответствии с технологической схемой в
1623948 соответствующие сборники 6, 4 и 6, 4 и 5 на склад, а через холодильники 10-12 — на орошение башни 1 и абсорберов 2 и 3, Контур стабилизации уровня в сборнике 4 сушильной башни 1 включает в себя датчик 13 уровня, регулятор 14 и исполнительный механизм 15, установленный на линии Откачки сушильной кислоты на склад.
Контур стабилизации уровня в сборнике 5 олеумного абсорбера 2 содержит датчик 16 уровня, регулятор 17 и исполнительный механизм 18, установленный на линии откачки олеума на склад. Контур стабилизации уровня в сборнике 6 моногидратного абсорбера
3 содержит датчик 19 уровня, регулятор 20 и исполнительный механизм 21, установленный на линии подачи моногидрата из сборника 6 моногидратного абсорбера 3 R сборник 4 сушильной башни 1, Контур стабилизации концентрации олеума включает в себя датчик 22 концентрации, регулятор 23 и исполнительный механизм 24, установленный на линии подачи моногидрата из сборника 6 моногидратного абсорбера 3 в сборник 5 олеумного абсорбера 2, Контур стабилизации концентрации моногидрата включает в себя датчик 25 концентрации, регулятор 26, ограничитель 27 и исполнительный механизм 28, установленный на линии подачи сушильной кислоты из сборника 4 сушильной башни 1 в сборник 6 моногидратного абсорбера 3. а также повторитель 29 с зоной нечувствительности. ограничитель 30 и исполнительный механизм
31, установленный на линии подачи воды в сборник 6 моногидратного абсорбера 3.
Контур регулирования концентрации сушильной кислоты включает в себя датчик
32 концентрации, регулятор ЗЗ и исполнительный механизм 34, установленный на линии подачи олеума из сборника 5 олеумного абсорбера 2 в сборник 4 сушильнои башни
1. Контур коррекции концентрации сушильной кислоты в зависимости от заданного положительного перепада между температурой кислоты на выходе из сушильной башни и температурой газа, поступающего на осушку, включает в себя датчик 35 температуры кислоты после сушильной башни, датчик 36 температуры входного потока газа, блок 37 вычисления разности температур и регулятор 38 перепада температур, а контур коррекции в зависимости от изменения температуры орошающей кислоты содержит датчик 39 температуры орошающей кислоты и блок 40 динамической связи.
Дополнительно контур стабилизации концентрации моногидрата содержит пороговое устройство 41, аналоговый клю«42 и исполнительныи механизм 43, установлен5
55 ный на линии подачи олеума из сборника 5 олеумного абсорбера 2 в сборник 6 моногидратного абсорбера 3. Контуры коррекции в зависимости от изменения приращения концентрации сушильной кислоты в сушильной башне 1, концентрации олеума в олеумном абсорбере 2 и концентрации моногидрата в моногидратном абсорбере 3 содержат: для концентрации сушильной кислоты — датчик 32 концентрации орошающей сушильной кислоты и датчик 44 концентрации сушильной кислоты в нижней части сушильной башни, блок 45 вычисления разности и блок 46 динамической связи, для концентрации олеума — датчик 22 концентрации олеума, подаваемого на орошение, датчик 47 концентрации олеума в нижней части олеумного абсорбера 2, блок 48 вычисления разности и блок 49 динамической связи, для концентрации моногидрата — датчик 25 концентрации моногидрата, подаваемого на орошение, датчик 50 концентрации моногидрата в нижней части моногидра гного абсорбера, блок
51 вычисления разности и блок 52 динамической связи.
Способ реализуется следующим Образом, Принцип формирования управляющего воздействия в контуре регулирования концентрации сушильной кислоты заключается в измерении текущего значения концентрации датчиком 32 и подачи его выходного сигнала на информационный вход регулятора 33. На выходе последнего при отклонении текущего значения концентрации от заданного по стандартному. например, ПИД-закону, формируется управляющее воздействие, поступающее на исполнительный механизм 34, с помощью которого изменяют расход олеума, подаваемого из сборника 5 олеумного абсорбера 2 s сборник 4 сушильной башни 1. 1аким образом, чтобы текущее значение концентрации сушильной кислоты всегда оставалось равным ее заданному значению, при уменьшении концентрации сушильной кислоты увеличивают расход олеума, а при увеличении— уменьшают. Аналогичным образом формируют управляющее воздействие в контурах стабилизации уровня в сборнике 4 сушильной башни 1, уровня в сборнике 5 олеумного абсорбера 2 и концентрации олеума, уровня в сборнике 6 моногидратного абсорбера 3 и концентрации моногидрата. Управляющее воздействие с выхода регулятора 14 уровня в сборнике сушильной кислоты направляют на исполнительный механизм 15 и с его помощью изменяют расход сушильной кислоты, откачинаемой из сборника на склад, 1623948 таким образом, чтобы текущее значение уровня всегда оставалось равным его заданному значению Н Е,д. Управляющее воздействие с выхода регулятора 17 уровня в сборнике 5 олеумного абсорбера 2 направляют на исполнительный механизм 18, а с выхода регулятора 20 уровня в сборнике 6 моногидратного абсорбера 3 - на исполнительный механизм 21. С помощью исполнительного механизма 18 изменяют расход олеума, откачиваемого на склад из сборника
5 олеумного абсорбера 2; с помощью исполнительного механизма 21 изменяют расход моногидрата, подаваемого из сборникл 6 моногидратного абсорбера 3 в сборник 5 олеумного абсорбера 2 таким образом, чтобы текущие значения уровня в сборниках 5 и
6 всегда были равными их заданным 3t<3«åниЯМ Н2эд и Нзэл
Управляющее воздействие с выхода регулятора 23 кон цент рации олеумл направляют на исполнительный механизм 24, С его помощью или увеличивают расход моно(идрата. подаваемого в сборник 5 олеумного лбсорберл 2 (когда текущее значение ко(<центрации олеума становится меньц<е его заданного значения Cz»L), или умень!<<3vx, в противном случае, добивлясь при этом постоянного равенства между теку<цим и зл30 данным значением концентрации олеумл.
Управляющее е>оздейстг<ие с в!.
43. Если управляющее воздействие регулятора 26 (обозначим его через U) находится в
ПРЕДЕЛаХ Ом>(>< — U — U«aс, TO OHO ВОЗДЕйствует на исполнительныи мехае<изел 28 и с
45 его помощью при отклонении текущего значения концентрации моногидрата от зада<<НОГО C3,д ИЗМЕНЯЕТ РаСХОД СУШИЛЬНОЙ кислоты, подаваемой в сборник 6 моногидратного абсорбера 3 (увеличивают, когда С3>
> Сз„,, и уменьшают, когда Сз < Сз, ). Если управляющее воздействие регулягора 26 становится меньше Оми, или больше 0«(кс, то выходной сигнал ограничителя 27 стабилизируется на значения UMPH или UMaKc, и изменение расхода сушильной кислоты, подаваемой в сборник 6 моногидратного абсорбера 6, прекращается. В это время начинает изменяться выходной сигнал повторителя 29 с зоной нечувствительности, так как его параметры настройки равны:
UcP — д -- UM><>< И UcP -! д = UMBKc где д — порог нечувствительности относительно среднего значения управляющего сигнала Uct>.
Последу<ощая компенсация отклонения между текущим и заданным значением концентрации моногидрата проводится путем изменения расхода воды, подаваемой в сборник 6 моногидратного абсорбера 3, с помощью исполнительного механизма 31, Если при этом концентрация продолжает отклоняться от своего заданного значения и
ДОСтИГавт НИЖНЕГО С«><Н ИЛИ ВЕРХНЕГО С макс гра<<ичных знлче(<ий, то срлблтывлет пороговое устройст с<о 41 и (<а его выходе формируется дискретный сиг<<лл, под действием которого открывлется лнллоговый ключ 42
Управляющее воздейсгвие ре(у>1 ICOp3 26 через открытый кл(оч 42 (<осту(13(Г 3 испол<(ительный Г<ехл<<изм 43, с помо<цьto KoTop(t
ГО в допопHp><<10 K рлс Оду вОдtл (13мс><яют расход олеумл, подлел» ло(о в chop(!I<>, 6 моногидратног0 лбсо(<б! .рл 3: увеличилл>от при Сз Ск<><» и умеtlt,ètý>îò Г ри Сз С .;„:-1.
Козффиц(1е!<т усилс.е<ич системы регулиро вания при 3тоM е<î3рлi:lлет. ч(0 003воляет значительно быстрее ко(1(>енсировлть затянувшееся откло<<е(<ие ко(<цс:-(<тра<тип моногидрлтл от заданного 3ll3ченип LI умс.(<ьllil1< ь сToппнь Г>липt<èÿ нл ( С ООмО(цью Oip3>IL(ч(1(( Motto(I1 gp3 (t<0! о лбсО<06(. р>л .. КОГд3 упрлГ( ля(ощее t<03действие рс.гулятор-! 26 cx;tt<0I Г<ит(Я 60ль<<<е верхнеГО !. !«;,Kc или нижнеГО ! U>«„> ip;tt<и <><(<к 3><л ((zt(LILI, ТО Б lxnjg«OLI сиГнлл огрлничителst 30 стлбилизируется нл ЗНЗЧ(.НИИ (>.„ „ИЛИ С.< и,, и L13K1OftOI-IIIC РЛСхода ( Задание для регулятора 33 концентрации сушильной кислоты фс>рмируют по стандартному ПИ-закону с помощью регулятора 38 перепада между температурой кислоте.l на выходе из сушильной башни 1 и температурой газа, поступлюще(о на осушку, в зависимости от величины отклонения текущего значения перепада температур от его заданного значения ЛТ,д. Сигнал. пропорциональный перепаду температур, получают в блоке 37 вычисления раз»ости, на входы которого подают информацию от датчика 35 температуры кислоты на выходе из сушиль1623948 ной башни 1 и от датчика 36 температуры газа, поступающего на осушку. Коррекция задания регулят,ра 33 концентрации сушильной кислоты при изменении температуры орошающей кислотьt осуществляют с помощью корректируюи,,его сигнала, которыи формируется R блоке - 0 динамической связи, На е;о вход пода>с» сигнал от датчика 39 температуры орош:1 ющей кислоты. Для осуществлен>.я корр.:кции задания того же регулятора 33 в зависимости от изменения прир;-щен(>я концентрации в сушильной башне 1 с помощью датчика 44 измеряют концентрацию кислоты в нижней части сушильнои башни 1, СИГНаЛ ВЫХОда С КстОрОГО ВкхЕСГ>1 С СИГНалом от датчика 32 концентрации сушильно>Й кислоты подают в блок 45 вычисления разНОСТИ, а ЗатЕМ В бЛОК 46 дИНаМ ",ЧЕСКпй <вязи. Б блоке 46 динамической связlt . pll изменении указанного прираще> ия конце . трации формируетсч корректирунпций си(нал, который направля>от на гход зада>;ия регулятора 33 концентрации су(11(1))ь>10г> кислоты и изменяют его значение. Аналогичным образом, т.е, п те>. Ог>ределения приращения концентрации олеумл в олеумном абсорбере 2 и прира>ц».ни- < 0»1центрации моногидрата в л;оногилратнсм абсорбере 3 с помощью блоков -18 и 51 I>t,!числения разности последующего фо();и1)0взния корректирующих сигналов в блоках 49 и 52 динамической связи и подачи полученных сигналов на вход соот>)етсгвенно регулятора 23 концентрации олеу>иа и регулятора 26 концентрации мо(>огидрa)a, Ос;— ществляют коррекцию заданий уK7aaíít,::, регуляторов при изменении Г.рир "II>ja! II концентрации олеума и моноги;,рата cÎ()1— ветственно в олеумном и моногидраtllo,l абсорберах 2 и 3. Время действия коррек)1)рующих сигналов и их величина определяются параметрами настройки блоков 40, 4" и 5)2 динамической связи, в качестве которь>х в случае применения регуляторов с интегральной составляющей (ПИ и Г1ИД) используютcя реальные дифферpнциру>ощ«е звенья. Применение предлагаемых изобретении для управления процессами осушки и абсорбции обжигового газа в сернокисло Гнал; производстве за счет повышения точности регулирования концентрации сушильной кислоты моногидрата и олеума позволяет увели10 30 .)5 55 чll,r в 1,2 раза срок службы технолÎ(и)ссKого оборудования и в 2 раза снизить потери в виде тумана и неабсорбированного триоксида серы вместе с дымовыми газами, В рез /Г> ьтате >вели )ива>ется годОвОй выпуск серной кислоты, Формула изобре) ения Способ управления процессом осушки и -.)бсорбции обжигового газа Г> производстРЕ СРРНОЙ KИ(ЛОТЫ КОНТ >КТНЫ>1 МPТОДÎМ С осушкой Газа в сушильной башн. и абсорбцией триокиси серы последова ельно R олеумном и моногидратном 76сор66рах, 3aключaIoùèécÿ в стабилизaции чрОвня в сборниках бв>они и >7aeyr>IHO(n a6cop6e()a иaMpHpíèåtl расходoa cоотгетственно сушильной кислоты и oneyt.la. стабилизации ypoRIIR 1) сборнике л нОГ )(LII7paTI>o! 0 а6>сорберя изменением I):а.сх())>7 f.tott t- t и Г)рата, р(:— Г у Л и р 0 R a 11! 1 I > К О >1 Ц Г! 1 Т D;1 l l И И С y . "! И Л 1- I! 0 И кислоты, стабилиз.->>>lll Kott:te! ITp,7ttL:и олеуРla ИЗМЕНСНИЕМ ГЛЛСХОДЗ ()ОН ЗГИ>)Г)а>та. КО>Iц е и 1 р а ц и и,.) о н 0 Г ll,(1 >) а т а и з f- R H е и и е м расход» суш льн(й кислоты уста; овлении ПРЕДЕЛЬНЫХ З>)ачсний Rti Oähtîto Сигнала регулятора rot>!IRHTp7!tии моно(идрата, при достилкени(ко-бурых изл>е >я>от расход воДы, Г10да вае(10и в с 600>ill K > to no! ид()а 1 НОГО абсорбера а >акже измерении >(-:>-;ператур кисл()ты на выходе из башни и азл, определении теку(пего значения»х разности сравн(ни>1 ПОлученной R(. 1ичины с ЗдзннОй и из>черен >и тел Г)ературы opOLLiaK7ttta кисло-! l I. 0 Г л и ч а >О ш и и с R To>I. I to, . цель>о I>()Ii! Il!IPНllR ОКО>10>4 i !ЕСКОЙ З< > СКTИВ IОСТLI., Д>.Г)ОЛ>1 .ГЕЛЬН» РЕГУЛИРУ>ОТ Kot Ц(:>1(РаЦИÎ 1"уLIIИЛ1 Н(. и КИСЛО(lI . 10 (ЛЕЛI " )HО OТ>; )ОНЕНИЯ )Оку>пего знл)е>>ия разно: и температур кислоты На выхoaP из бьш>ни и г,iaa )т зэпан>toé величины пу(ем изMånения расхoда Олеул,а, подаваемоfo в сборник башни, с коррекцией по изменению температуры cyt) Ill)it, H0й KLIcR0TI;I, ОcУ>ЩPcTRRЯhoT nОРОГОRLIÉ K0нтроRü ко(п е Iòðaöl è моногидрaTа и при достижении порога концентpaöè!î мОногидрата регулируют изменением расхода олеумаа. подавае(; ого в сборник моногидратного абсорбера, иa ..еря>от концент liLII4 кислоты, олеума и л;оногидратa в соотве(ствующем ant)apate, определяют их отклонения от заданных значений, по величинам котоpRix допог нительно корректируют задания cooTeeTcTRyIou!e!o регулятора концентоации. 1623948 Составитель А.Хляпов Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко Редактор С.Лисина Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1б5 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, ллосква, Ж-35, Раушская наб., 4/5
