Способ управления параллельно работающими адсорбционными аппаратами

Способ управления параллельно работающими адсорбционными аппаратами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: может быть использовано при автоматизации установок промышленной и санитарной очистки технологических и вентиляционных выбросов , преимущественно адсорбционными методэми. Сущность изобретения: непрерывно измеряют общий расход очищаемой паровоздушной смеси, сравнивают его величины с величиной среднего допустимого общего расхода, определяют разность между этими значениями расходов и изменяют число работающих адсорбционных аппаратов в зависимости от знака и величины полученной разности расходов. Причем при уменьшении расхода очищаемой смеси последовательно отключают и выводят в резерв аппараты с наименее насыщенным слоем адсорбента, а при увеличении - последовательно выводят из резерва и включают в работу аппараты с наиболее насыщенным слоем адсорбента. 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4914740/26 (22) 26.02,91 (46) 30,01.93, Бюл, N 4 (71) Московский инженерно-строительный институт им, В,В.Куйбышева (72) А,A.Ðóëüíîâ, А.В.Егоров и И.А.Хлынин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1331545, кл, В 01 D 43/02, 1986. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТА1ОЩИМИ АДСОРБЦИОННЫМИ АППАРАТАМИ (57) Использование: может быть использовано при автоматизации установок промышленной и санитарной очистки технологических и вентиляционных выбросов, преимущественно адсорбционными

Изобретение относится к охране окру>кающей среды, в частности воздушного бассейна, может быть использовано при автоматизации установок промышленной и санитарной очистки технологических и вентиляционных выбросов, преимущественно адсорбционными методами, Известен способ управления параллельно работающими аппаратами, в соответствии с которым за счет измерения температурного фронта сорбции в ка>кдом из адсорберов, определении скорости его перемещения, вычисления среднего значения этого параметра для всей группы адсорберов и последующей коррекции расхода паровоздушной смеси (ПВС), поступающей в каждый аппарат, по отклонению скорости перемещения температурного фронта сорбции соответствующего адсорберл от ее усредненного значения, действительно обеспечивается оптимальное распределение очищаемой ПВС по адсорбционным an„„. Ы„„1790982 А1

s В 01 D 53/02, G 05 D 27/00 . методами. Сущность изобретения: непрерывно измеряют общий расход очищаемой паровоздушной смеси, сравнивают его величины с величиной среднего допустимого общего расхода, определяют разность между этими значениями расходов и изменяют число работающих адсорбционных аппаратов в зависимости от знака и величины полученной разности расходов. Причем при уменьшении расхода:очищаемой смеси последовательно отключают и выводят в резерв аппараты с наименее насыщенным слоем адсорбента., a при увеличении — последовательно выводят из резерва и включают в работу аппараты с наиболее насыщенным слоем адсорбента. 2 ил. паратам, что, в конечном итоге, дает воз. можность существенно повысить экономическую эффективность адсорбционной системы очистки в целом.

Однако известному способу присущи и недостатки, основной из которых связан с тем, что эффективное практическое применение этого способа возможно лишь в случае достаточно стабильного общего расхода

ПВС(нагрузки), поступающей всистемуочистки, либо при ее отклонении от номинальной не более чем на величину равную предельной нагрузке одного аппарата, т.е, в режимах,при которых скорость П В С в адсорберах близка к скорости, принятой при проектировании установки. Например, при работе 10 параллельно включенных аппаратов величина предельной нагрузки одного адсорбера будет равна 10% от общего расхода ПВС (при работе 5 аппаратов — 20% и т.д,). В то же время анализ режимов р-боты установок адсорбционной очистки в реаль1790982

30

50 ных производственных условиях показывает, что практически постоянно имеют место резкие колебания нагрузки (до 50-70/) в течение одной смены. Частота и амплитуда этих колебаний определяется режимом работы воздуходувок, подающих ПВС на очистку, и зависит от режима работы основного оборудования, являющегося источником вредных выбросов в атмосферу.

Отмеченное обстоятельство свидетельствует о том, что прй строго фиксированном количестве параллельно работающих адсорберов и переменном количестве очищаемой ПВС аппаратуры эксплуатируются, как правило, в условиях большой недогрузки, что приводит к увеличению текущих затрат, в частности, к большому перерасходу пара при работе адсорберов в режиме десорбции, Известный способ управления этой задачи решить не может, а поскольку рна исключительна, актуальна, появляется необходимость в разработке дополнительного контура управления, задача ко1 орого должна состоять в обеспечении в каждый момент времени оптимального (или близкого к нему) количества параллельно включенных аппаратов.

Цель изобретения заключается в повышении экономической эффективности очистки в условиях переменного количества очищаемой ПВС, Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что дополнительно измеряют величину общего расхода ПВС, поступающей на очистку, сравнивают ее с величиной среднего допустимого расхода, определяют разность ме>кд этими значениями расходов и в зависимости от знака полученной разности и пропорционально ее величине изменяют количество работающих адсорберов; причем, при уменьшении рйсхода ПВС последовательно отключают и выводят в резерв аппараты с наименее насыщенным слоем адсорбента, а при увеличении расхода — последовательно вводят из резерва и включают в работу аппараты с наиболее насыщенным слоем адсорбента.

Таким образом, оптимальное число работающих адсорберов определяется количеством ПВС, поступающей на очистку, График этой зависимости приведен на фиг.1. При этом для рациональной эксплуатации адсорберов небезразлично, какой из работающих аппаратов подлежит первоочередному выводу в резерв и какой включению в работу из числа находящихся в резерве. Вывод в резерв аппарата с наименее насыщенным слоем ацсорбента (в первом приближении — проработавшего наименьшее время или обработавшего наименьшее количество ПВС) объясняется тем, что адсорбер, близкий к насыщению, не имеет смысла держать в резерве, его целесообразно донасытить и вывести на десорбцию. С учетом этого из резерва целесообразно в первую очередь включать в работу тот аппарат, который последним был выведен в резерв, т,е, адсорбер с наиболее (иэ резервных) насыщенным слоем адсорбента, Из этих соображений адсорбер, поставленный в резерв после десорбции следует включать в работу последним из аппаратов, находящихся в резерве.

Сказанное свидетельствует, что любой из параллельно работающих адсорбционных аппаратов в принципе может находиться в одном из пяти технологических состояний: адсорбция, очередь на десорбцию (если она имеется), десорбция, резерв после адсорбции, резерв после десорбции.

Блок-схема устройства, поясняющая работу предлагаемого способа управления, приведена на фиг,2. Она состоит из расходомеров 1, 2,. 3, измеряющих количество

ПВС, поступающей в каждый отдельный адсорбер; регуляторов расхода 4, 5, 6: исполнительных механизмов 7, 0, 9; измерителей температуры 10, 11, 12; функциональных устройств 13, 14, 15, определяющих скорость движения фронта сорбции в аппаратах; вычислительного блока 16, рассчитывающего среднюю скорость движения фронта сорбции; расходомера 17, измеряющего общее количество ПВС, поступающей на очистку; блока 10. формирующего управляющие воздействия; блока 19, выполняющего выбор минимального сигнала; блока 20, управляющего переключением адсорберов и запоминающего устройства 21.

Сущность работы способа управления за кл ючается в следующем.

Сигналы с датчиков расхода 1, 2 3, в соответствии с известным способом управления группой параллельно работающих адсорберов, поступают на соответствующие регуляторы 4, 5. 6, воздействующие на исполнительные механизмы 7, 8, 9. Поскольку скорость отработки слоя адсорбента в аппаратах различна, для оптимального распределения ПВС по адсорберам с помощью сигналов отдатчиков температуры 10, 11, 12 в функциональных устройствах 13, 14, 15 определяется скорость движения температурного фронта сорбции в каждом из аппаратов, Выходные сигналы этих устройств поступают в вычислительный блок 16, где рассчитывается как средняя скорость движения температурного фронта сорбции для всей группы параллельно работающих адсорберов, так и отклонения от этого усред1790982 ненно го значения скоростей движения теплового фронта в отдельных аппаратах. Выходные сигналы блока 16, пропорциональные величинам этих отклонений корректируютзадания регуляторов расходов 4, 5, 6.

Одновременно с работой этого известного контура управления, сигнал пропорциональный величине общего количества очищаемой ПВС от расходомера 17 непрерывно подается в блок формирования управляющего воздействия 18, где в соответствии с графиком приведенным на фиг.1 вначале определяется интервал по

10 расходу ПВС, соответствующий одному работающему адсорберу: 15

Л Х = X« — Х«-1 (1) и величина усредненной номинальной нагрузки на систему:

А = (X2 + Хз)/2 (2)

Затем, эта величина А сравнивается с 20 величиной текущего расхода ПВС Xr и на основе полученной разности и интервала расхода Л Х формируется условие переключения адсорбера;

LXr — А1> (Л Х/2) (3) 25

Еслиусловие(3) выполняется и при этом величина (Xr — А) имеет отрицательный знак (что указывает на снижение общего расхода ПВС), на вход блока управления переключением аппаратов 20 поступает 30 сигнал о необходимости отключения одного адсорбера с наименее насыщенным слоем адсорбента. После этого величина А автома-. тически изменяется на величину Л Х и принимает новое значение; 35

O =А — ЛХ (4)

Если же условие (3) также выполняется, но величина (Хг — A) имеет положительный знак (т.е. если расход ПВС увеличивается) на вход блока 20 поступает сигнал о необхо- 40 димости вывода иэ резерва и включении в работу одного адсорбера с ««аиболее насыщенным слоем адсорбента. После этого величина А также автоматически изменяется на величину h,X и принимает новое значение

А =А+ ЛХ (5)

Если при дальнейшем контроле текущего значения расхода Хг вновь будет выполняться условие (3), то в зависимости от знака величины (Xr - А) будет осуществляться либо включение, либо отключение еще одного адсорбера с наиболее (или наименее) насыщенным слоем адсорбента. По5г иск конкретного аппарата подлежащего вводу в работу из резерва или выводу в резерв осуществляется в блоке 19 на основе сигналов поступающих в него от измерителей температуры 10, 11, 12 через функциональные блоки 13, 14, 15. В этом блоке сигналы пропорциональные текущему уровню фронта сорбции сравниваются между собой и определяется тот вход (код адсорбера), который имеет сигнал, соответствующий минимальному (максимальному) уровню фронта сорбции. Соответствующий код присваивается выходу данного блока, являющегося входом блока 20.

При подаче в этот блок сигнала о избытке числа работающих аппаратов с его выхода поступает сигнал на отключение и вывод в резерв одного из адсорберов. Отключение производится с помощью регуляторов 4, 5, 6 и их исполнительных механизмов 7, 8, 9, При подаче сигнала о недостатке числа работающих аппаратов сигнал на вь«вод из резерва и вкл«очение в работу одного из аппаратов проходит в той же последовательности через те >ке элементы управления, что и в предыдущем случае. Наряду с закрытием или открытием регулирующих клапанов этот же сигнал поступает и на функциональ««ь«е блоки 13, 14, 15 для блокирования или разблокирования их выходов.

Информация о переключении конкретного аппарата поступает также в запоминающее устройство 21, которое работает по принципу "первым вошел, последним выйдешь".

Это дает возможность записывать в него и пересылать обратно в блок 20 информацию о кодах адсорберов в последовательности возрастания уровня фронта сорбции.

Использование предлагаемого способа управления позволяет на 5 снизить расход пара на десорбцию и на 3; уменьшить затраты на адсорбент за счет снижения времени работы аппаратов в режиме десорбции и более экономного использования адсорбента. Экономический эффект для установки очистки вентиляционных выбросов производительностью 2880 тыс.м /сутки составляет 35924,4 руб.

Формула изобретения

Способ управления параллельно работающими адсорбционными аппаратами путем регулирования расхода паровоздушной смеси B каждый из них, измере««ия температурного фронта сорбции в каждом из адсорберов, определения скорости его перемещения, вычисления среднего значения указанного параметра для всей группы аппаратов и коррекции расхода паровоздушной смеси, поступающей в каждый из них, по отклонению скорости перемещения температурного фронта сорбции cooTDBTcTвующего адсорбера от ее усредненного значения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения зкономической эффективности в условиях переменного количес ва паро1790982

/(оИп радотвоааи аУспрйрйю

Х5

Х2 ХЗ И фиг. 1

Составитель Д,Рyльнов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 110 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 воздушной смеси дополнительно измеряют общий расход паровоздушной смеси. поступающей на очистку, сравнивают его со средним допустимым общим расходом, определяют разность между этими значениями расходов и в зависимости от знака полученной разности и пропорционально ее величине изменяют количество работающих адсорберов, при этом при уменьшении общего расхода паровоздушной смеси последовательно отключают и выводят в резерв аппараты с наименее насыщенным

5 слоем адсорбента, при увеличении общего расхода последовательно выводят из резерва и включают в работу аппараты с наиболее насыщенным слоем адсорбента.