Способ автоматического регулирования температурного режима реактора каталитической очистки хвостовых газов от окислов азота

Способ автоматического регулирования температурного режима реактора каталитической очистки хвостовых газов от окислов азота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) Ai (51) 4 С 01 В 21/38, G 05 D 27/00

°

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Хдосто8в» саы

Яви

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4220624/73-26 (22) 01.04.87 (46) 07.11,88. Бюл. У 41 (7l) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им. Д.И.Менделеева (72) В.В.Кафаров, В.Л.Перов, Д.П.Вент, А,Д.Трифонов и А.Е.Пророков (53) 66,012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 430058, кл. С 01 В 21/38, 1972.

Авторское свидетельство СССР

9 480642, кл. С 0) В 21/20, 1973. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА РЕАКТОРА

КАТАЛИТИЧЕСКОИ ОЧИСТКИ ХВОСТОВЫХ ГАЗОВ ОТ ОКИСЛОВ АЗОТА (57) Изобретение относится к автоматизации химических производств, может быть использовано в промышленности по производству минеральных. удобрений, в химической промышленности и позволяет увеличить производительность процесса за счет повышения точности регулирования температурного режима реактора. Схема содержит реактор 1, регулятор (Р) 2 температуры, исполнительный механизм (ИМ) 3, камеру 4 сгорания, датчик (Д) 5 температуры, корректирующее устройство 6, Д 7 температуры, Р 8 температуры, P 9 и 10 соотношения расходов, ИИ 12, установку 13 абсорбции и Д 14 и 15 Я расхода, 2 ил.

1435532

Изобретение относится к автомати1 зации химических производств и может ыть использовано в промышленности йо производству минеральных удобреяий и в химической промышленности в г1роизводстве азотной кислоты.

Цель изобретения — увеличение про-! иэводительности процесса за счет повышения точности регулирования темпе-! натурного режима реактора.

На фиг.1 приведена схема системы втоматического регулирования,(CAP), еализующая предлагаемый способ; на иг, 2 — кривые переходных процессов.

Схема регулирования (фиг.l.) соержит реактор 1, регулятор 2 темпеатуры газа на выходе реактора, ис-!. -.

v.äaèòåëüíûé механизм 3 на линии поачи топливйой смеси в камеру 4 сго. ания, датчик 5 температуры газа на . ходе реактора, корректирующее устройство 6, датчик 7 и регулятор 8 темпеоатуры смеси на входе реак;ора, р гуляторы 9 и 10 соотношения, исполн тельные механизмы ll и 12, установл нные на линиях подачи, соответств нно, добавочного воздуха на устан вку 13 абсорбции и природного газа в камеру 4 сгорания, датчики 14 и 15 р схода добавочного воздуха и прир диого газа соответственно.

Способ осуществляется следующим образом.

CAP состоит из двух контуров. В первом контуре осуществляется регулйрование температуры газа на выхо-. д реактора l регулятором 2, сигнал которого управляет исполнительным механизмом 3, установленным на линии подачи топливной смеси в камеру 4 сг орания реактора, Значение температуры газа на вьгходе из реактора э !меряется датчиком 5. Указанная коррекция по температуре смеси íà выходе реактора 1 осуществляется корректнрующим устройством б, изменяющим пс!дачу топливной смеси в камеру 4 сгорания реактора. Значение температуры смеси на входе реактора замеряется датчиком 7, I

Во втором контуре осуществляется реГулирование соотношения расходов добавочного воздуха и природного га-. за с коррекцией по температуре газовой смеси на входе реактора регулятором 8, сигнал которого через регуляторы 9 и 10 соотношения управляет исполнительными механизмами 11 и !2, установленными на линиях подачи добавочного воздуха на установку

13 абсорбции и природного газа в камеру 4 сгорания реактора 1 соответственно. Регуляторы 9 и 10 поддерживают заданные расходы добавочного воздуха и природного газа, которые заменяются датчиками !4 и 15. Значение температуры газовой смеси на входе реактора 1 поступает в регулятор 8 от датчика .7. Сигнал задания для регулятора 9 соотношения состоит из сигнала датчика 14 расхода доба" вочного воздуха на установку 13 аб« сорбции и сигнала от регулятора 8, Сигнал задания для регулятора 10 соотношения состоит иэ сигнала от датчика 15 подачи природного газа в камеру 4 сгорания реактора и сигнала от регулятора 8.

Высокая точность автоматического регулирования выходной температуры реактора 1 на заданном уровне определяется малой инерционностью динамических характеристик первого контура, Кроме того, как показывают исследования, наилучшие результаты по очистке газов от окислов азота достигаются лри максимально возможном перепаде температур на реактор, т.е. при повышении интенсивности протекающих в реакторе процессов.

В соответствии с этим для оптимизации процесса очистки предлагается поддерживать температуру газа близкую к минимально доступному значению (400-430 С), подавая при этом добавочный воздух на установку 13 абсорбции и природный газ в реактор 1 в количестве, необходимом для поддерживания соответствующего температурного режима в реакторе.

Таким образом, первый контур, являясь малоинерционным, предназначен для стабилизации температуры очищенных газов на выходе из реактора 1 с высокой точностью. Второй контур, являясь более инерционным, подцерживает температуру смеси на входе в реактор 1 на минимально доступном пределе, управляя интенсивностью каталитических процессов в реакторе соответствующим одновременным изменением подачи добавочного воздуха на установку 13 абсорбции .и подачи природного газа в камеру сгорания реактора в определенном заданном соотноше143553 нии (соотношение между подачей добавочного воздуха и природного газа неизменно и определяется условиями работы конкретного агрегата).

Оптимизирующее воздействие второго контура можно рассматривать, наприме11, для случая повышения по какимлибо причинам температуры очищенного

rasa на выходе из реактора 1. Повыше- 10 ние температуры скомпенсировано регулятором 2 эа счет уменьшения подачи топливной смеси в камеру 4 сгорания реактора. Это, естественно, приводит к понижению температуры смеси пе- 15 ред реактором I и увеличивает перепад температур на катализаторе.

Регулятор 8, в связи с уменьшением температуры газовой смеси перед реактором, уменьшает добычу добавоч- 20 ного воздуха и природного газа в определенном заданном соотношении. Это приводит к снижению каталитических процессов в реакторе и, как следст-.. вие, к дальнейшему уменьшению выход- 25 ной температуры реактора и ее стабилизации с высокой точностью на заданном уровне.

Уменьшение температуры газовой смеси на входе реактора .1 устраняет- 30 ся корректирующим устройством 6 за счет приведения подачи топливной смеси в камеру 4 сгорания реактора к своему первоначальному значению, а исходное увеличение выходной темпера- З5 туры реактора скомпенсировано новым установившимся значениям подачи добавочного воздуха на установку 13 абсорбции и природного газа в камеру

4 сгорания реактора за счет снижения 40 каталитических процессов в реакторе 1 °

На графике (фиг,2) приведены кривые переходных процессов изменения входной и выходной температур реактора каталитической очистки при ступенчатом изменении подачи топливной .смеси в камеру сгорания реактора: кривая 1.1 — изменение выходной температуры без введения корректирующего устройства (K „ = О, где

К „ - коэффициент усйления корректирующего устройства); кривые 1,2 и 1.3 — изменение выходной температуры при К „„= 0,08 . К„= 0,16 соответственно; кривые 2.1 — 2.3— изменение входной температуры при

K 11 " K 0 08 и K ) 0 соответственйо, 2

Как видно из графиков переходных процессов, введение корректирующего устройства значительно снижает амплитуду отклонения температур и уменьшает время переходного процесса.

Таким образом, с целью повышения точности поддержания температуры газа на выходе из реактора и оптимизации процесса очистки подачу природного газа в реактор и добавочного воздуха на установку абсорбции осуществляют с коррекцией по температуре газа на входе в реактор, а управляющее воздействие на подачу топливной смеси в камеру сгорания реактора осуществляют по температуре газа на выходе.из реактора с коррекцией по температуре газа на входе в реактор.

Точность поддержания температуры очищенного газа на выходе кз реактора составляет + 5 C и практически о находится на уровне 700 С.

Решение вопроса стабилизации температуры газа на выходе из реактора о на уровне 700 С позволяет поднять производительность агрегата за счет двух факторов: использования воздуха, ранее подававшегося на охлаждение rasa перед турбиной, в технологическом процессе, и увеличения производительности газотурбинного агрегата ГТТ-3 sa счет некоторого повышения среднестатической температуры рабочего тела на входе в турбину.

Это позволяет поднять степень рекуперации энергии в узле реактор каталитической очистки — ГТТ-3 за счет ведения процесса в режимах с минимальными непроизводительными потерями.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования температурного режима реактора каталитической очистки хвостовых газов от окислов азота в производстве слабой азотной кислоты, включающего последовательно соединенные установку абсорбции, камеру сгорания и реактор, путем регулирования соотношения расходов добавочного воздуха на установку абсорбции и природного газа в реактор в зависимости от температуры смеси на входе реактора и измерения температуры газа на выходе реактора, о т л н ч а ю шийся

5 1435532 6 те, что, с целью увеличения произ- тельно регулируют температуру газа водительности процесса за счет ловы- на выходе реактора изменением подачи шения точности регулирования темпе- топливной смеси в камеру сгорания по

Ратурного режима реактора, дополни- температуре смеси на входе реактора.

Составитель Г.Огаджанов

Техред М.Ходанич Корректор В.Вутяга

Редактор Н.Бобкова

Заказ 5604/l9 Тираж 446 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4