Устройство для регулирования величины рн в абсорбционной колонне с рециклом

 

г

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 582816 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.0276 (21) 2326436/23-26 с присоединением заявки ЭЙ— (23) Приоритет (43) Опубликовано 051277. Бюллетень J4 45 (45) Дата опубликования описания 1212,77

2 (51) М. Кл.

В 01 D 53/14

Q 05 0 21/00

Геердеретаееена ееметет мелете Млаеетрее ИВР ее делам еаееретелае а етарытед (53) УДК66.012-52 (088. 8) В.H.Ñàëîìûêîâ, Д.И.Малов, В.М.Мазуров, Ю.И.Давыдов и С.В.Хайниш (72) Автори изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕЛИЧИНЫ рН

В АБСОРБЦИОННОИ КОЛОННЕ С РЕЦИКЛОМ

Изобретение относится к системам автоматического регулирования величины рН циркуляционного раствора в абсорбционной колонне при производстве капролактама и может использоваться при автоматизации рециркуляционных процессов в химической, нефтегазовой, пищевой промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известна система оптимального уп- 10 равления обьектами с рециклом, построенная на основе методов динамического программирования ) 1).

Известно также устройство для ре- )8 гулирования величины рН в абсорбционной колонне с рециклом, содержащее датчик рН-метра, установленный на выходе продукта иэ колонны, регулятор и исполнительный механизм на трубо- 20 проводе подачи сырья, магистраль рециркулята и циркуляционный насос (2J .

Однако известные устройства не обеспечивают высокого качества переходных процессов при автоматическом 25 управлении объектами с рециклом, так как при наличии внутренней положительной обратной связи в объекте возмущения многократно проходят по внутреннему контуру объекта и вызывают дополни- З0 тельные колебания регулируемых параметров.

Цель изобретения — уменьшение IcoJI бательности переходного процесса и повышение качества регулирования системы.

Это достигается тем, что устройство снабжено трубопроводом рециркулята с вентилем, соединенным с магистралью и входом циркуляционного насоса, дополнительным датчиком рН-метра, установленным после вентиля, усилителем, вход которого связан с выходом дополнительного датчика рН-метра, и сумматором, один вход которого подключен к выходу регулятора, другой — к выходу усилителя, а выход сумматора соединен с исполнительным механизмом.

На чертеже показана схема устройства для регулирования величины рН в аосорбционной колонне с рециклом.

Устройство состоит из объекта регулирования, которым служит колонна 1, датчика 2 рН-метра, регулятора 3 и исполнительного механизма 4, сумматора

5, усилителя 6, дополнительного датчика 7 рН-метра, вентиля 8, циркуляционного насоса 9, магистрали 10, вентиля 11, прубопроводов 12,13,14 про582816 дукционного раствора, сернистого газа и рециркулята, соответственно.

Контур дополнительной отрицательной обратной связи (обведен пунктиром) включает сумматор 5, усилитель 6, дополнительный датчик 7 рН-метра и вентиль 8, с помощью которого устанавливается требуемая величина запаздывания для дополнительного датчика 7 рН-метра относительно датчика 2 рН-метоа. Биркуляционный насос 9 служит для рециркуляции раствора через магистраль 10.

Вентилем 11 устанавливается требуемое количество рециркулята. Регулируемой величиной является расход продукционного раствора, который подается по трубопроводу 12 в среднюю часть колонны 1. Основным возмущающим воздействием служат расход и концентрация сернистого газа, подаваемого в нижнюю часть колонны по трубопрово13.

Применение дополнительного трубопровода 14, на котором установлен вентиль 8, объясняется тем, что поскольку сечение трубопровода намного (на действующих производствах примерно в 1000раз) меньше сечения колонны, то,; следовательно, скорость прохождения раствора по трубопроводу гораздо боль-З0 ше, по сравнению со скоростью прохождения в колонне. Поэтому величина запаздывания в колонне намного больше, чем в трубопроводе. В связи с этим возникает необходимость компенсации 35 запаздывания, обусловленного запаздыванием в колонне. Поэтому дополнительный датчик рН-метра непосредственно за вентилем 11 устанавливать нельзя, а встроить датчик непосредственно в колонне невозможно.

Настройка дополнительного трубопровода с вентилем 8 осуществляется отбором рециркулята с помощью вентиля 8 таким образом, чтобы величина запаздывания в трубопроводе 14 соответствовала величине запаздывания в колонне. Поэтому в реальных условиях величина отношения расхода рециркулята по трубопроводу 14 к общему расходу рециркулята через вентиль 11 определяется по соотношению сечений колонны и магистрали.

Устройство работает следующим образом. бб

Возмущение по качеству выходного продукта компенсируется с помощью регулятора 3.

Влияние многократного прохождения возмущения по внутреннему контуру объекта из-за наличия внутренней положительной обратной связи компенсируется сигналом, вырабатываемым последовательно соединенным дополнительным датчиком 7 рН-метра, усилителем 6 и вентилем 8, моделирующим запаздывание сигнала.

Рецикл в объеме при этом не уничтожается, т.е. поток сырья продолжает циркулировать через колонну, но положительная обратная связь уже не оказывает отрицательного влияния на регулируемый параметр рН.

Применение дополнительной отрицательной обратной связи в виде дополнительного запаздывающего сигнала коррекции повышает качество регулирования, объект становится с самовыравниванием и не реагирует на возмущения, вызванные местной положительной обратной связью.

Формула изобретения устройство для регулирования величины рН в абсорбционной колонне с рециклом, содержащее датчик рН-метра, установленный на выходе продукта из колонны, регулятор и исполнительный механизм на трубопроводе подачи сырья, магистраль рециркулята и циркуляционный насос, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения колебательности переходного процесса и повышения качества регулирования системы, оно снабжено трубопроводом рециркулята с вентилем, соединенным с магистралью и входом циркуляционного насоса, дополнительным датчиком рН-метра, установленным после вентиля, усилителем, вход которого связан с выходом дополнительного датчика рН-метра, и сумматором, один вход которого подключен к выходу регулятора, другой к выходу усилителя, а выход сумматорг соединен с исполнительным механизмом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Островский Г.И., Волин Ю.М. Методы оптимизации химикотехнологических схем. N. Химия, 1970, с. 280287.

2. Химическая промышленность

9 4, 1970, с.63-65.

582816

Со авитель Э.Склярский

Техред Н.Бабурка Корректор Н. Ковалева

Редактор О.Иванова

Заказ

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

4783/16 Тираж 947 Подписное

IJHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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