Способ управления химическим реактором сжатия

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалйстическик Республик,(22) Заявлено 27. 04. 78 (21) 2604001/23-26с присоединением заявки Нов(5 ЦМ. Кл.з В 01 У 3/006 05 Ь 27/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий.Щипачев Ю.А.КолбанОвский, Р.В.Цагарели и В Институт нефтехимического синтеза м. А.,В,Топчиева АН СССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМ РЕАКТОРОМСЖАТИЯ Изобретение относится к способам управления химическими реакторами сжатия свободнопоршневого типа и может быть использовано в химической промышленности,Известен способ управления химическим реактором сжатия свободнопоршневого типа путем открытия и закрытия впускных клапанов в зависимости от положения поршня 1 .Недостатком данного способа является то, что при его использовании возникают большие трудности при запуске химического реактора, а также при переходе с одного режима работы 15 на другой, так как впускные клапаны в этих режимах должны открываться и закрываться не при тех значениях координаты поршня, что при стационарном режиме работы химического реакто ра. Кроме того, данный способ не позволяет обеспечить стабильную работу химического реактора при колебаниях давления газа на входе и выходе из аппарата. Такие колебания всегда имеют место при его работе в составе любой технологической системы на химическом производстве.Цель изобретения - обеспечение устойчивой работы химического реакто-ЗО ра в стационарных и в переходных режимах.Поставленная цель достигается тем,что определяют знак величины перепада давлений газа между рабочей полостью химического реактора и соответствующей впускной магистралью вмомент изменения. знака указанной величины с минуса на плюс, формируюткоманду на снятие с впускных клапановвсех управляющих воздействий, кромеперепада давлений, а в момент изменения знака величины перепада с плюсана минус выдают команду на отсчетзаданного временного интервала, поистечении которого формируют командуна закрытие впускных клапановНа фиг.1 изображена блок-схема системы управления химическим реактором сжатия свободнопоршневого типа, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 - временные диаграммы изменения знака разности давления между рабочей полостью химического реактора и соответствующей впускной магистралью, работы электромагнита и положения впускных клапанов той же рабочей полости.Способ осуществляется следующим образом.В цилиндрическом корпусе 1 химического реактора совершает колебания поршень 2, разделяющий реакционную камеру на две рабочие полости: верхнюю 3 и нижнюю 4. Газообразные реагенгы подаются в химический реактор по впускным магистралям 5 и б через впускные клапаны 7 и 8 соответственно, которые могут закрываться электромагнитами 9 и 10.Управление впускными клапанами производится следующим образом,На впускных магистралях установлены тензодатчики 11 и 12, а в рабочих полостях 3 и 4 химического реактора - тензодатчики 13 и 14 соответственно. Компараторы 15 и 16 сравнивают электрические сигналы, поступаю. щие от подключенных к ним тензодатчиков давления и выдают электрические импульсы на входы реле времени 17 и 18 в моменты изменения знака перепада давлений ЬР в рабочих полостях и соответствующих впускных магистралях с плюса на минус и электрические импульсы на входы блоков управления 19 и 20 при изменении о знака перепада давленнй ЬР с минуса на плюс. Блок измерения 21 измеряет период Т изменения знака перепада давления ЬР и представляет собой частотомер-хронометр. Реле времени 17 и 18 выдают через время задержки0,05 Т (0,8 Т) команду в блоки управления 19 и 20, которые содержат усилители мощности и тиристорные переключатели, построенные по схеме параллельного инвертора и связанные с электромагнитами 9 и 10 соответственно.В момент 1 л поршень 2 находится в крайнем нижнем положении. Газообразные реагенты в нижней рабочей полости 4 сжаты поршнем до максимального давления 500 атм) и температуры (1500 К), при которьх происходит химическая реакция. Б верхней рабочей полости 3 в этот момент времени давление составляет 4 атм. Поэтому поршень 2 с большим ускорением начинает двигаться вверх. При этом объем нижней рабочей полости 4 увеличивается, давление и температура в ней падают и химическая реакция останавливается.В момент времени. т,о это давление становится меньше, чем давление во впускной магистрали б, электромагнит 10 до этого момента выключен и внускные клапаны 8 свободны от всех сил, кроме сил,обусловленных перепадом давления ьР. Поэтому впускные кла паны 8 открываются в момент с , и через них в рабочую полость 4 начинают поступать газообразные реагенты. Так как корпус химического реактора имеет большое отношение его длины к внутреннему диаметру, то перемешивание новой порции реагентов с уже пва реагировавшими веществами затруднего, и происходит вытеснение прореагировавших веществ в верхнюю часть раСбочеи полости 4.Происшедшее в момент времени изменение знака перепада давления ЬР при помощи тензодатчиков 12 и 14 фиксируется компаратором 16, который включает реле времени 18 на отсчет времени. Блок измерения 21 измеряет период изменения знака перепада давления Ь Р. Через заданное время задержки С реле времени 18 выдает электрический импульс в блок измерения 21, который включает электромагнит 10 впускных клапанов 8. За время Т в рабочую полость 4 поступает такое количество газообразных реагентов, что они занимают объем, примерно равный объему, занимаемому уже прореагировавшими веществами.Тем временем поршень 2 продолжает двигаться вверх и, когда его нижний торец достигает выхлопных окон 22, прореагировавшие вещества истекают из рабочей полости 4. Поршень 2 поднимается еще выше, сжимает реагенты в верхней рабочей полости 3 и останавливается, истратив весь запас кинетической энергии, и затем начинает двигаться вниз, К тому моменту, когда поршень перекрывает выхлопные окна, истечение прореагировавших веществ завершается. При дальнейшем движении вниз поршень 2 сжимает газообразные реагенты и в момент времени знак перепаца давления АР изменяется С минуса на плюс, При этом компаратор 16 подает электрический импульс непосредственно на блок управления 20, который выключает электромагнит 10. Впускные клапаны 8 вновь становятся свободными. Наконец, поршень 2 останавливается в положении, с которого началось рассмотрение работы химического реагента.В верхней рабочей полости 3 производятся те же операции, но в противофазе с операциями в нижней рабочей полости.Использование изобретения позволяет обеспечить устойчивость работы химических реакторов сжатия свободно- поршневого типа как в стационарных, так и в переходных режимах.Формула изобретенияСпособ управления химическим реактором сжатия свободнопоршневого типа путем открытия и закрытия впускных клапанов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы химического реактора в стационарных и переходньх режимах, определяют знак величины перепада давлений газа между рабочей полостью химического реактора и соответствую880460 ектраканит Апюигк ккаиен 8 луСкные клапаны открыты 9794/10 Тираж 570 Подписно ИП иал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 щей впускной магистралью в момент изменения знака указанной величины сминуса на плюс, формируют команду наснятие с впускных клапанов всех управляющих воздействий, кроме перепададавлений, а в момент изменения знака величины перепада с плюса на минус выдают команду на отсчет заданного временного интервала, по истечении которого формируют команду назакрытие впускных клапанов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США М 2814551,кл.23-1,1957 (прототип).