Способ управления тепло-массообменным процессом

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ59242 Союз Советских Социалистицеских Республик61) Дополнительное к авт, свид-ву -22) Заявлено 01.07,76 (21) 2380411/23-26 51) М.Кл. В 01 Р 3/4 с присоединением заявки-Государственный коцит Совета Министров ССС по делам изобретений . -и открытий(23) Приоритет - (43) Опубликовано 15.02,78. Бюллетень .Ъ 6 (45) Дата опубликования описания 18.04,78. М. Хани ров, В, М, Гуля непропетровский 71) Заявитель 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫМ ПРОЦЕССОМяется о а,путем пластин им оора зом,Измеряются основньи выходных потоков,входящего в апп ар ат кс помощью датчика 1мощью датчика 2, проц параметры входных именно количество енноугольного масла коксового газа с по тное содержание в Изобретение относится к способу автоматического управления процессом тепло- и массообмена, применяемому в,неорганичеокой химин, в частности,в управлении ректификацией, абсорбцией, в коксохимической, химической, нефтеперерабатьовающей и пищевой промышленностях 1).Наиболее эффективньвми и перспективными процессами, приводящими к интенсификации тепломассообмена,в химической алпаратуре, являются процессы, осуществляемые в тонких жидких слоях и пленках,Эффективность процессов, протекающих в тонких жидких пленках, определяется равномерностью расвределения этой пленки пс поверхности насадки.Известен способ автоматического управления процессом ректификации, в котором путем изменения расхода дистидлята в зависимости от состава продукта на контрольной тарелке,регулируется расход пара, в зависимости от суммы сипналов,соотношения расход дистиллята - расход пара и состава сырья,Известный способ можно применить также для автоматичеокого управления процессом тепломаосообмена, протекающем в аппарате с плоскопаралдельной насадкой. Например, при абсорбции бензольных углеводородов из коксовото газа моино ввести коррекцию подачи поглотительного масла по соотношению мико-техиологическии институЭ. Дзержинского расходов газ - масло и содержания бензоль.ных углеводородов в уходящем поглотительном масле.Однако степень насыщения поглотитель 5 ного масла бензольными углеводородами зависит не только от соотношений расходов ифизических свойспв контактирующих реагентов, но и от поверхности их контакта, которая зависит от конструкции аппарата и каче 10 стерва орошения.Целью изобретения явл птимизацияпроцесса тепломассообмен улучшенияравномерности орошения плоокопараллельной насадки.15 Для этого регулируют угол, образованныйплоскостью насадки и плоскостью, проходящей через ось продольной щели и ось горизонтальной трубки щелевого оросителя, в за.висимости от расхода поглотительного масла,20 поступающего .на ороситель,На чертеже показана схема реализацииспособа управления теплом аосообменньтмпроцессом.Споооб осуществляется следующ3выходящем каменноугольном масле бонзольных углеводородов с помощью датчика 3. Сигналы, пропорциональные измеряемым расходам поглотительного масла и коксового газа, поступают на вторичные приборы 4 и 5, для регистрации и на,регулятор соотношения б. Регулирование расхода поглотительного масла осуществляется изменением расхода масла при помощи исполнительного механизма 7, до тех пор пока не исчезнет рассогласование между заданныцм значением соотношения поглотительного масла и газа и его текущим значениеум,Сигнал, пропорциональный изменению содержания углеводородов, поступает на вторичный прибор 8.Уцравление распределением поглотитель- ного масла по поверхности плоскопараллельной,насадки осуществляется следующим образом,Сигнал, пропорциональный изменению расхода поглотительного умысла, со вторично. го прибора 5 поступает на регулятор 9 расхода, После регулятора расхода уцравляющий сигнал поступает на блок 10, где он умножается на постоянный коэффициент К и поступает на исполнительные механизмы 11.Иополнительные механизмы 11 осуществляют поворот оросителя на определенный угол а, пропорциональный поданному сигналу. Ороситель состоит из ряда горизонтальных трубок 12 с продольной щелью 13, которые прилегают вплотную с обеих сторожи пластичны насадки 14 в верхней ее части так, что плоскость, проходящая через ось продольной щели и ось горизонтальной трубки, образует с плоскостью насадки острый угол а.За счет управления изменением угла а добиваются равномерного орошения плоокопараллельной насадки, т. е. плоская струя попадает на нее под малым углом и за счет этого не отражается в виде струй и брызг.Для того чтобы показать правомерность применения предлагаемого способа, рассмотрим задачу о струйнокм течении тяжелой жидкости через отверстие прямоугольного сечения.Предполагается, что струя жидкости, чопалая на поверхность плоскопараллел 1 л ой насадки, должна образовывать пленку ламинарис отекающей жидкости без образования отраженныех струй и капель, а для этого угол а должен быть минимальным.При струйном движении жидкости значение имеют свойства инерции и весомости, которые характеризуются значением плотности о и ускорения силы тяжести О.Вес жидкости Я, вытекающей через задан:ное отверстие в единицу времени, может быть функцией параметров где Й - напор.Известна зависимость, полученная с помощью теории размерности УУ 2 уе, % 5 откуда объемная скорость определится как кдг 1 Р Ч Й Ы1,10 где д - удельный вес,Линейная скорость истеченияоу /2 Ь%дЬ 1/Функцию у- ) можно определить опыт.1)ным путем, наблюдая течение через прямоугольное овверстие различной ширины - Ь,20 но с постояннои длиноиПолучена следующая зависимость: Р ,1% ,%25 5,яп 2 а(1) где 5, - дальность полета струй без соуда.рения с плоскостью насадки. Подставляя вме- ЗО сто 5, (1) расстояние 5 от центра оросителядо поверхности насадки, определим оптимальный угол а как а = 0,5 агсып35 а=К 6 гВ днаназоне изменения переменной Ог эту 50 функцию с достаточной точностью можно аппроксимировать линейной зависимостью. Формула изобретения 55 Способ управления тепломассообменнымпроцессом, в массообменных аппаратах с пулсакопараллельной насадкой и щелевым оросителем, путем изменения расхода поглотительного масла в зависимости от соотноше ния расход газа - расход поглотительногомасла, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процесса путем улучшения равномерности орошения пластин плоскопараллельной насадки, регулируют угол, образо наивный плоскостью насадки и плоскостью,. Одна,ко строить сложное вычислительноеустройство для вычисления функции (2) с 40 целью введения постоянной коррекции угла а неоправданно сложно и дорого. Достаточно просто ввести некоторый коэффициент пропорциональности К и экспериментально или на основании численного решения (2) 45 для заданных условий построить функциювида592421 Иаслн Составитель Т. ЧулковаТскрсд А. Камышникова Корректоры: Л. Котова и 3. Тарасова Редактор О. Торгашева Подписное Изд. Л% 272 Тираж 947 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 1772 МОТ, Загорский филиал 5проходящей через ось продольной щели и ось горизонтальной трубки оросителя, в зависимости от расхода поглотительного масла, поступающего на ороситель. 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР500805,кл. В 01 Р 3/42, 1974.