Выбор параметров контроля и регулирования. Выбор главного контура

Основной регулирующей величиной в процессе абсорбции является концентрация определенного компонента в полученном продукте или содержание в нем примесей, которые я буду определять при помощи оптико-акустического газоанализатора.

Положение рабочей линии зависит от начальной и конечной концентрации компонента в обеих фазах, а положение равновесной линии - от температуры и давления в аппарате. Из этого следует, что концентрация извлекаемого компонента в обеденной смеси зависит от его начальных концентраций в газовой и жидких фазах, от расхода поступающей газовой смеси, от относительного расхода абсорбента, а также от температуры и давления в абсорбере.

Температуру я буду измерять при помощи термопреобразователя с унифицированным выходным сигналом 4…20 мА серии ТСПУ Метран - 276.

Расход в трубопроводе буду измерять при помощи кориолисового расходомера серии Метран - 360.

Давление в абсорбере буду измерять при помощи датчика давления фирмы КОРУНД-ДД-101.

Также требуется измерять и регулировать уровень жидкости в абсорбере. Измерять его будем при помощи дифмонометра серии Метран-100.

Регулировать в процесс абсорбции будем уровень, давление, температуру и расход абсорбента. Для регулирования используем электрический привод прямоходовой фирмы SAUTER. Данный привод включает в себя преобразователь и регулирующий орган.

В качестве главного контура возьмем контур регулирования давления в абсорбере с помощью расхода. Опишем этот контур по подробней. Давление будем измерять при помощи датчика КОРУНД-ДД-101, который питается от 24 В постоянного напряжение. На выходе из датчика получаем получаем унифицированный токовый сигнал 4…20 мА, который поступают на наш регулятор, где сигнал преобразуется при помощи ПИД закона. На выходе из регулятора получаем токовый сигнал 4…20 мА, который поступает на исполнительный механизм, в нашем случае эта AVF 234S SUT Привод Клапана с Возвратной Пружиной.

Основными управляющими воздействиями, поддерживающими количество концентрации извлекаемого компонента в обедненном газе, является изменение расхода свежего абсорбента. осуществляемое регулятором расхода. Такая схема обеспечивает приемлемое качество регулирования только при равномерной подаче исходного продукта и постоянных начальных концентрациях извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах.

Температура в абсорбере зависит от температур теплоемкостей и расходов газовой и в большей степени жидкой фаз. а также от интенсивности выделения тепла в процессе абсорбции и потерь тепла в окружающую среду. Большинство этих величин колеблется во времени, что приводит к нарушению теплового баланса и изменению температуры в абсорбере. Повышение температуры замедляет протекание процесса. Во избежание этого для интенсификации процесса абсорбент пред подачей его в абсорбер 1 охлаждают в холодильнике 2. Охлаждение абсорбента можно поддерживать по его температуре на выходе из холодильника, при этом регулятор воздействует на клапан, изменяющий расход хладагента.

Повышение давления в абсорбере способствует извлечению ценных компонентов из исходной газовой смеси. Поддержание заданного значения давления в верхней части колонны требует применения регулятора давления, действующего на клапан установленный на трубопроводе обедненного газа из абсорбера.

Для предотвращения проскока газовой смеси из абсорбера в линию насыщенного абсорбента в кубе абсорбера, собирают некоторое количество жидкости, уровень которой поддерживается регулятором, управляющим клапаном, установленным на линии отвода насыщенного абсорбента в десорберы. АСР уровня обеспечивает соблюдение материального баланса абсорбера.

При эксплуатации установки контролю подлежат расходы и температуры всех материальных потоков, составы исходной газовой смеси и обеденного газа, уровень в кубе абсорбера. давление и перепад давления в нем.

При переменном составе и расходе исходной газовой смеси, поступающей на абсорбер, с целью повышения качества регулирования заданной степени извлечения компонентов из нее используют многоконтурные системы.

Компенсация изменения расхода исходного насыщенного газа (нагрузки абсорбера по газу) обеспечивается путем использования регулятора соотношения расходов этого газа и свежего абсорбента. При переменной концентрации извлекаемого компонента в исходной газовой смеси дополнительно предусматривают корректировку соотношения расходов насыщенного газа и свежего абсорбента с помощью регулятора концентрации извлекаемого компонента в газовой смеси, выход которого направляется в корректирующую камеру регулятора соотношения. Однако основной регулирующей величиной в этой системе является концентрация извлекаемого компонента в обедненном газе. Текущее значение данной величины поступает на свой регулятор, вырабатывающий сигнал, который в качестве задания подается на регулятор концентрации извлекаемого компонента в исходной газовой смеси, что также приводит к изменению соотношения расхода веществ, поступающих в абсорбер.

С помощью рассмотренной схемы минимизируются потери ценного компонента, содержащегося в уходящем обедненном газе.

Насыщенный абсорбент, отбираемый из куба абсорбера, направляют на десорбцию, т.е. извлечение поглощенного в нем ценного компонента. Поэтому качественное регулирование состава насыщенного абсорбента, если он не является конечным продуктом не обязательно: достаточно обеспечить равномерную подачу насыщенного абсорбента в десорбер и одновременно поддерживать постоянство уровня в кубе абсорбера. Ля этого применяют двухконтурную каскадную систему регулирования, воздействующую на расход отводимого из абсорбера кубового продукта. Стабилизирующим регулятором в этой системе является регулятор расхода насыщенного абсорбента, а корректирующим - регулятор уровня в кубе абсорбента.

Возмущения по расходу хладагента можно скомпенсировать с помощью каскадной системы регулирования расхода хладагента с корректировкой по температуре охлаждаемого абсорбента.

В промышленных схемах насыщенный абсорбент десорбнруют и регенерируют для повторного использования. Схема автоматизации абсорбционно-десорбционной установки с замкнутым контуром по абсорбенту приведена на рисунке.

Схема автоматизации процесса абсорбции была рассмотрена ранее. Заданная степень очистки компонента газовой смеси от абсорбента в десорбере обеспечивается АСР расхода этого компонента с коррекцией по температуре в укрепляющей части десорбера и составу газовой фазы на выходе из десорбера. Давление в десорбере поддерживается регулятором, управляющим отводом газов, нескондеционировавшихся в дефлегматоре 5. Требуемый расход хладагента через дефлегматор обеспечивается регулятором температуры скондеционировавшихся газов. Заданное значение этой температуры устанавливается на несколько градусов ниже температуры десорбируемого газа.

Постоянство подачи тепла в нижнею часть колонны обеспечивается посредством установки регулятора расхода на линии подачи греющего пара в кипятильник. Скондеционировавшихся пары отводятся с установки регулятором уровня в емкости 7. а адсорбент регулятором уровня в кубе десорбера.

• 1. Заданная степень очистки компонента газовой смеси от абсорбента в десорбере обеспечивает АСР расхода этого компонента с коррекцией по температуре в укреплённой части колонны и составу газовой фазы на выходе из десорбера.
• 2. Давление в десорбере поддерживает регулятор, управляющим отводом газов, не сконденсировавшихся в дефлегматоре 6.
• 3. Требуемый расход хладагента через дефлегматор обеспечивается регулятором температуры сконденсировавшихся газов.
• 4. Постоянство подачи тепла в нижнюю часть колонны обеспечивается посредством установки регулятора расхода на линии подачи греющего пара в кипятильник.
• 5. Сконденсировавшиеся пары отводятся с установки регулятором уровня.
• 6. Абсорбент после десорбера содержит некоторое количество компонентов исходной смеси, что влияет на процесс абсорбции.

Поэтому в систему вводят определённое количество свежего абсорбента, и отводят такое же количество отработанного.

Ввод свежего абсорбента в систему поддерживается регулятором состава абсорбента, а вывод отработанного абсорбента из системы - регулятором уровня в ёмкости абсорбера 3.При такой схеме автоматизации абсорбент после десорбера может содержать некоторое количество компонентов исходной газовой смеси, что будет влиять на состав обедненного газа. Поэтом для улучшения процесса абсорбции в систему необходимо постоянно вводить определенное количество свежего абсорбента и отводить такую же часть отработанного. Ввод свежего абсорбента с систему поддерживается регулятором состава абсорбента, направляемого в абсорбер, а вывод отработанного абсорбента из системы - регулятором уровня в емкости абсорбента 3.