Устройство для автоматического регулирования процесса производства серы

 

Союз Советсннк

Соцналнстнчесннк республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.0480 (2) ) 2913448/23-26 с присоединением заявки рв (23)Приоритет (5!)М. Кл.

С 01 В 17/02

6 05 0 27/00

3Ъеуднретвопвй квинтет

СССР нв делам наабрвтвннй н еткрытнй

Опубликовано 30.1281. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30.1281 (ЬЗ) УДК 66. 012-:

-52(088.8) А.А.Иелешенко и Г.В. Пшенникова (72) Авторы изобретения

Куйбышевское специальное конструкторское бюро, 1

Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика"

f7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ4ЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА

СЕРЫ

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования процесса производства серы иэ сероводорода по методу. Клауса и может найти применение в нефте- и гаэопереработке.

Известно устройство для автоматического регулирования производства серы, содержащее регуляторы расхода кислого газа и воздуха, регулятор соотноешния !1!.

Известно также устройство для регулирования процесса производства серы по методу Клауса, содержащее регулятор соотношения, входы которого соединены с расходомерами кислого газа и воздуха, а выход - с исполнительным механизмом, анализатор и регулятор содержания двуокиси серы в отходящих газах (2).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования процесса производства серы, содержащее расходомеры кислого газа и воздуха, исполнительный механизм на линии воздуха, соединенный с выходом регулятора соотношения, один вход которого соединен с расходомером кислого газа, другой - с расходомером воздуха, а третий вход соединен с выходом вычислительного устройства 3).

39

Недостатком известных устройств является низкая точность регулирования соотношения воздух: кислый газ, а следовательно, и большие выбросы

1$ двуокиси серы в атмосферу, обуслов-. ленные большой погрешностью расходо-. меров воздуха и кислого газа, изменениями состава кислого газа, ненадежностью анализатора двуокиси серы.

Всякий избыток или недостаток воздуха приводит к снижению выхода серы и повышению концентрации двуокиси серы в отходящих газах.

Цель изобретения — !1(выш .ние то ности p) е Гули ронанил и с нижени е. яыб росов двуокиси серы в атмосферу.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчики температуры дымовых газов, воздуха и газов, поступающих в печь дожига, датчики расхода и плотности топливного газа, анализаторы кислорода в газах до и после печи .дожига, датчик давления в печи дожига, связанные своими выходами со входами вычислительного устройства, выход которого соединен с камерой задания регулятора соотноше ни я.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

В реактор-генератор 1 по линии 2 поступает кислый газ, а по линии 3 воздух. В реакторе-генераторе сероводород окисляется до серы и частично до двуокиси серы. Сера отводится

nb линии 4, а газ, содержащий сероводород и двуокись серы,по линии 5 поступает через подогреватель 6 в конвертор 7, где на катализаторе идет реакция образования серы из сероводорода и двуокиси серы. После охлаждения газов в конденсаторе 8 сера отводится по линии 9, а газ, содержащий непрореагировавшие сероводород и двуокись серы, поступает в печь 10 дожига, где сероводород сжигается до двуокиси серы и с дымовыми газами через трубу 11 выбрасывается в атмосферу. В печь дожига по линии 12 подается топливный газ, по линии 13 всасывается воздух.

Расход кислого газа измеряется с помощью расходомера 14, воздуха - с помощью расходомера 15, выходы расходомеров поступают на вход регулятора 16 соотношения. Выходы анализатора 17 кислорода в газах, поступающих в печь 10 дожига, датчика 18 температуры газов, датчика 19 расхода топливного газа, датчика 20 плотности топливного газа, датчика

21 температуры всасываемого в печь дожига воздуха, датчика 22 давления в печи, анализатора 23 кислорода в дымовых газах, датчика 24 температуры дымовых газов соединены со входами вычислительного устройства 25, соединенного своим выходом с регулятором 16 соотношения, выход которо8 1 3856

4 (02 40й

Н 5 Н>6 У„ 0< 100/ .С О у„-ф

Я 11 1! q У (00 <

25 4

20 и(<,osC,ЦС ).

+ " т.г (1 06С 6 +1ò ) (2), 25 где К ==1,42

М количество кислорода необходимое для cro" рания 1 кг Н S до S02 кг, содержание кислорода в дымовых газах, об. ; удельный вес кислорода, кг/мЗ; удельный вес дымовых газов, кг/м, содержание кислорода

Я о =1,428 ф =1,201

02 в газах, поступающих в печь дожига, об. ; удельный вес газов, поступающих в печь дожига, кг/м3-, разрежение в печи дожига, мм вод.ст., коэффициент пропорциональности для расчета величины подсоса воздуха, содержание кислорода в воздухе, вес.дол., расход топливного газа, м 3/ч, удельный вес топливного газа, кг/м количество кислорода, необходимое для сгорания 1 кг топлива, d. =3,936-0,1515 кг- 2

45

0,2319

S5 го связан с регулирующ и клапаном

26 на линии 3 воздуха.

В вычислительном устройстве 25 решается система из двух уравнений с двумя неизвестными: Г> - количест1

Н во сгораемого в печи дожига сероводорода и 6» — количество газов до

У1 печи дожига.

Уравнения отражают тепловой и ма10 териальный баланс по кислороду в печи дожига

893856

=3635 — теолога сгорания сеH

2 роводорода, ккал/кг; с =-(2, 3025 — теплоемкость дымовых газов, ккал/кг град; температура дымовых газов на выходе из печи дожига,ОС; с„ =0,298 - теплоемкость газов, поступающих в печь дожига,ккал/кг. град; температура газов

1 перед печью дожига, ОСУ с =0,241 - теплоемкость воздуха ккал/Kl град; — температура окружаю-, В щего воздуха, всасываемого в печь дожига, Ос; г - теплота сгорания топливного газа, =11906" 409 Óò ккал/кг.

Устройство работает следующим образом.

При нарушении соотношения воздух:кислый газ по причине изменения расхода кислого газа или воздуха, связанного с погрешностью расходомеров 1Ф и 15, или по причине изменения концентрации сероводорода, ь воды и углеводородов в кислом газе изменяется концентрация кислорода в газах перед печью 10 дожига, т.е. изменяется выход анализатора 17.

При этом изменяется количество сероводорода, сжигаемое в печи дожига, на что реагирует датчик 24 температуры дымовых газов и анализатор 23 кислорода в дымовых газах. Измененные сигналы поступают в вычислительное устройство 25, где рассчитывается количество сероводорода, сгоревшее в печи дожига, пропорционально этому количеству изменяется сигнал на выходе вычислительного устройства 25 и регулятор 16 соотношения соответственно изменяет подачу воздуха через регулирующий клапан 26.

Таким образом обеспечивается такое соотношение воздух:кислый газ, при котором поддерживается минимальный уровень потерь серы с дымовыми газами.

Экономический эффект от увеличе ния отбора серы составляет 50 тыс.руб. кроме того, уменьшается загрязнение атмосферы выбросами.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования процесса производства серы по методу Клауса, содержащее расходомеры кислого газа и воздуха, . исполнительный механизм на линии воздуха, соединенный с выходом регулятора соотношения, один вход которого соединен с расходомером кислого

2 газа, другой - с расходомером воздуха, а третий вход соединен с выходом вычислительного устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения выбросов двуокиси серы в атмосферу за счет повышения точности регулирования соотношения воздух: кислый газ, оно дополнительно содержит датчики температуры дымовых газов, воздуха и газов, посЗФ тупающих в печь дожига, анализаторы кислорода в дымовых газах и газах, поступающих в печь дожига, датчики расхода и плотности топливного га- за, датчик давления в печи дожига, зЗ связанные своими выходами со входами вычислительного устройства, выход которого соединен с камерой задания регулятора соотношения.

iO Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Сб. Автоматизация в химическом, нефтеперерабатывающем и целлюлозно-бумажном производствах. Пермь, 1968, с. 38-44.

2. Рульнов А.А. и др. Вычислительная техника в производстве газовой серы. ЦИИТИХимнефтемаш, 1975, с. 55.

3. Авторское свидетельство СССР

И 631444, кл. С 01 В 17/02, 1978.

893856

Составитель P. Клейман

Редактор В. Петраа Техред А, Ач Корректор В. Бутяга

Заказ 11380/36 Тираж 508 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, ч