Способ управления реактором для получения технического углерода

(51) 4 С 09 С 1 48 С 7 ОО НИЯ ЕТЕЛЬСТ ВТОРСИОМУ ЪГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗО(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.П,Власюк, Ю.А.Тверской, А.В.Воробьев, С.А.филатов ". и А.В.Братков(56) Басс Ю.П. и др. Исследование процесса образования сажи при распылении углеводородного сырья в турбулентном потоке продуктов сгора" ния. - Газовая промышленность, 1963, ф 8с15Авторское свидетельство СССР В 478045, кл, С 09 С 1/48, 1973.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОИДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА(57) Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов, может быть использовано внефтехимической промышленности приавтоматизации реакторов для получениятехнического углерода и позволяетстабилизировать качество техническогоуглерода, Сигнал с датчика (Д) 16 качества сырья поступает на вычислительное устройство 15, где рассчитывается заданное значение давления вреакторе. Текущее значение давленияв реакторе измеряется датчиком 18 ирегулируется регулятором 17 путемвоздействия на магнитный пускатель20, исполнительный механизм 21 и задвижку 2, 1 ил.избыток воздуха в зоне реакции; расходы воздуха на горвнне топлива и распыл сырья соответатвенно;5 Орасход топлива,".стехиометрический коэффициент сжигания тонлива; 55 относительное количество сырья, превращенное до СО(7) Изобретение относится к автоматизации химико"технологических процессов и может быть использовано в нефтехимической промышленности при авто 5 матизацни реакторов для получения технического углерода печным способом.Целью изобретения является стабилизация качества технического угле" рода.На чертеже приведена схема автоматического управления, реализующая данный способ,Схема содержит реактор 1 с задвижкой 2 на выходе, датчики 3-б и ре" гуляторы 7-10 расхода воздуха на горение и распыл сырья, топлива, исполнительные механизмы 11-14, вычислительное устройство 15, датчик 1 б щ качества сырья, регулятор 1 и датчик 18 давления в реакторе, пневмоэлект . ропреобразователь 19, магнитный пускатель 20 иисполнительный механизм 21. 25Способ осуществляется следующим образом.Качество техуглерода определяется тепловым балансом реактора. При постоянных расходах исходных компонен- ЗО тов и качества топлива на тепловой баланс реактора влияет качество сырья, Влияние на тЕпловой баланс оказывают величины стехиометрических коэффициентов сжигания сырья, доСО СОФ СОс и до СО-ЬКоличество сжигаемого сырья определяется из выражения Линеаризуем уравнение (1),в окрестности некоторой статической точ- кчЬ и Для стабилизации теплового балансареактора необходимо выполнение усло"вия: С учетом условия (3) выраженив(2) примет вид: сО 16 :с ЬФВ (4)с Ьлсо ес Полученная методом регрессионногоанализа экспериментально-статическаяСОмодель зависимости Ьс от индексакорреляции сырья имеет виц: 9,45 б 27 + 0,0187573 ИК -- О, 00011 3 А 8 ИК . (5),При изменении ИК сырья в пределах10 единиц, что наблюдается в практике получения техуглерода определеннойсомарки разность Ь с - Ь можно считать постоянной. Таким образом, выражение (5) имеет вид: 7где К -ару- - коэффициентпропорциональ"ности.Относительное количество сырья,превращенного до СО, является функци"ей давления в реакторе, т,е., Так, при повышении давления в реакторе доля сырья, превращенного до, СО, уменьшается, так как подавляются реакции образования СО при горении и газификации сырья.В реальных заводских условиях давление в реакторе можно изменять в не" больших пределах (0,05"О, 1 кгс(смф), потому что запас давления ограниченмощностью заводской. компрессорной,поэтому зависимость (7) можно определить экспериментальным путем, каклинейную функцию, т,е.(10) Р=К 1 где К - постоянный коэффициент, определяемый опытным путем; 55- стехиометрический коэффициент сжигания сырья до СО,; Клгде К = в , -- коэффициент пропорциональности,Таким образом, влияние изменениясвойств сырья, проявляющихся изменесо ф 20кием Е , можно компенсировать изменением давления в реакторе, при неизменных остальных параметрах процесса. При этом тепловой баланс реактора является инвариантным относительно изменения свойств сырья, чтообеспечивает получение техуглеродастабильного по качественным показателям,Схема автоматического управления,ЗОреализующая предлагаемый способ,работает следующим образом.Расходы воздуха на горение, нараспыл сырья, топлива и сырья измеряют датчиками 3"6 расхода (диафрагмами с дифференциальными манометрамитипа 13 ДД 11), стабилизируются регуляторами 7-10 расхода (типа ПР 3.3 1с вторичным прибором ПВ 10.1 Э) и реогулируются с помощью исполнительныхмеханизмов 11-14 (типа ПОУ, для ВСД -ф40заслонка с МИИ).В вычислительное устройство 15 сдатчика 16 качества сырья (измеритель индекса корреляции сырья в потоке ИК) поступает сигнал, соот 45ветствующий показателю качества сырья(например, индекс корреляции), гдена основании экспериментально определенной зависимости Р - давление в реакторе,рассчитывается заданное начение давления в реакторе. В регулятор 17 давле,ия в реакторе (наприме, Рсизмерительным блоком ИОЧ) в качестве пере- ",ме,ной поступает сигнал с датчика 18давления (например, И 111), а в качестве задания - сигнал с вычислительногоустройства 15, преобразованный впневмоэлектропреобразователе 19 (типа ПЭИ) в унифицированный электрический сигнал (0-5 А)- При наличиинебаланса между измеренным и заданнымзначениями давления в реакторе регулятор 17 формирует сигнал, которыйчерез магнитный пускатель 20 (типаМКР-58) бесконтактно управляет исполнительным механизмом 21 (типа ИЭП 250), который воздействует на выходную задвижку 2, При этом увеличениепроходного сечения выходной задвижкиприводит к уменьшению давления в реакторе, а уменьшение проходного сечения выходной задвижки - к увеличениюдавления в реакторе таким образом,чтобы измеренное давление соответствовало расчетному,Вычислительное устройство 15 построено на базе стандартных элементовсистемы УСЭППА и выполняет функции"+", "-" (прибор алгебраического суммирования,ПФ 1.1), и "х" (прибор умножения на .постоянный коэффициентПФ 1.9, множительно-делительное устройство ПФ 1.18),Использование данного способауправления позволяет стабилизироватькачество техуглерода за счет стабилизации теплового баланса реактора.Формула изобретенияСпособ управления реактором для получения технического углерода, включающий стабилизацию подачи исходных потоков на входе в реактор, измерение качества сырья и регулирование расхода выходного потока иэ реактора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации качества технического углерода, дополнительно измеряют давление в реакторе, по измеренному значению качества оырья вычисляют заданное значение давления в реакторе, сравнивают его с измеренным значением давления и при превышении заданного значения1426989 Составитель Г. ОгаджановРедактор Н. Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко Заказ 4828/26 Тираж 646 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г, ужгород, ул. Проектная, 4 Ъ давления над измеренным уменьшаютрасход выходного продукта из реактора, а при превышении измеренногозначения давления над заданным увеличивают расход выходного продукта изреактора.