Способ управления параллельно работающими адсорбционными аппаратами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ТЕН ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМт 1331545, кл, В 01 О 43/02, 1986.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТА)ОЩИМИ АДСОРБЦИОННЫМИ АП.ПАРАТАМИ(57) Использование: может быть использовано при автоматизации установок промышленной и санитарной очисткитехнологических и вентиляционных выбросов, преимущественно адсорбционными Изобретение относится к охране окрукающей 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 какдом 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 ап 501790982 А(5)5 В 01 Р 53/02, 0 05 О 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., а 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 всистемуочи- ф стки, 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 адсор- а берах близка к скорости, принятой при проектировании установки. Например, при работе 10 параллельно включенных аппаратов величина предельной нагрузки одного адсорбера будет равна 10 ф от общего расхода ПВС (при работе 5 аппаратов - 20 и т.д,). В то же время анализ режимов работы установок адсорбционной очистки в реаль 17909825 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ных производственных условиях показывает, что практически постоянно имеют место резкие колебания нагрузки (до 50-700/О) в течение одной смены. Частота и амплитуда этих колебаний апределлетсл режимом работы воздуходувок, подаощих ПВС на очистку, и зависит от режима работы основного оборудования, лвллющегося источником вредных выбросов о атмосферу.Отмеченное обстоятельство свидетельствует а том, чта прй строго фиксированном количестве параллельно работающих адсорберов и переменном количестое 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 ана исключительна, актуальна, появляетсл необходимость в разработке дополнительного контура управления, задача ка 1 араго должна состолть о обеспечении в каждый момент времени оптимального (или близкого к иему) количества параллельно включенных аппаратов.Цель изобретенил заключаетсл о пооышении экономической эффективности очистки в условиях переменного количества очищаемой ПВС,Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что дополнительно измеряют величину общего расхода ПВС, поступающей иа очистку, сравнивают ее с величиной среднего допустимого расхода, определяют разность мекд этими значениями расходов и о зависимости от знака полученной разностии пропорционально ее величине изменяют количество работающих адсорберов; причем, при уменьшении расхода ПВС последовательно отключают и выводят о резерв аппараты с наименее насыщенным слоем адсорбента, а при увеличении расхода - последовательно вводят из резерва и включают в работу аппараты с наиболее насыщенным слоем адсарбента,Таким образом, оптимальное число работающих адсорберав определлетсл количеством ПВС, поступающей на очистку,График этой зависимости приведен иа 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 о резерв аппарата с наименее насыщенным слоем ацсорбеита (в первом приближении - проработавшего наименьшее время или абрабатавшего наименьшее количество ПВС) обьлсняется тем, что адсорбер, близкий к насыщению, не имеет смысла держать в резерве, его целесообразно доиасытить и вывести на десорбцию. С учетомэтого из резерва целесообразно в первую очередь включать в работу тот аппарат, который последним был оыведен 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 аппаратоо, находящихся в резерве.Сказанное свидетельствует, что лобой из параллельно работающих адсорбционных аппаратов в принципе может находиться в одном из пити технологических состояний: адсорбция, очередь на десорбцию (если оиа имеется), десорбция, резерв после адсорбции, резерв после десорбции.Блок-схема устройства, полсияющая работу предлагаемого способа управления, приведена иа фиг,2. Оиа состоит из расходомеров 1, 2,. 3, измеряющих количество ПВС, поступающей в каждый отдельный адсорбер; регуллтороо расхода 4, 5, 6: исполнительных механизмов 7, 8, 9; измерителей температуры 10, 11, 12; функциональных устройсто 13, 14, 15, определяащих скорость движения фронта сорбции в аппаратах; вычислительного блока 16, рассчитываощего средию 1 о скорость доикения Фронта сорбции; расходомера 17, измеряюгцего общее количества ПВС, поступающей на очистку; блока 18, формирующего упраоляющие воздейстоия; блока 19, оь 1 полилющега оыбор минимального сигнала; блока 20, управляющегоо переключением адсорберов и запоминающего устройства 21.Сущность работы способа управления заключаетсл в следующем,Сигналы с датчиков расхода 1, 2 Э, в соответствии с известным способом управления группой параллельно работаощих адсорбероо, поступают иа соответствующие регуляторы 4, 5. 6, воздействующие иа исполнительные мехаиизмь 1 7, 8, 9. Поскольку скорость отработки слоя адсорбента о аппаратах различив, длл оптимального распределения ПВС по адсорберам с помощью сигналов отдатчиков температуры 10, 11, 12 в функциональных устройствах 13, 14, 15 определяется скорость движеиил температурного Фронта сорбции в каждом из аппаратоо, Выходные сигналы этих устройств поступают о вычислительный блок 16, где рассчитывается как средняя скорость движения температурного фронта сорбции для всей группы параллельно работающих ад. сорберов, так и отклонения от этого усред 1790982ненного значения скоростей движения теплового фронта в отдельных аппаратах. Выходные сигналы блока 16, пропорциональныевеличинам 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 5 10 расходу ПВС, соответствующий одному работающему адсорберу: 15Л Х = Х - Х(1) и величина усредненной номинальной нагрузки на систему:А = (Х 2 + Хз)/2 (2) Затем, эта величина А сравнивается с 20 величиной текущего расхода ПВС Хт и на основе полученной разности и интервала расхода Л Х формируется условие переключения адсорбера:1 Хт - А 1) (Ь Х/2) (3) 25 Если условие(3) выполняется и при этом величина (Хт - 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 Ь Х и принимает новое значение; 35А =А - ЛХ (4) Если же условие(3) также выполняется, но величина (Хг - А) имеет положительный знак (т.е. если расход ПВС увеличивается) на вход блока 20 поступает сигнал о необхо димости вывода иэ резерва и включении в работу одного адсорбера с аиболее насыщенным слоем адсорбента. После этого величина А также автоматически изменяется на величину ЬХ и принимает новое значе ниеА =А+ ЬХ (5) Если при дальнейшем контроле текущего значения расхода Хг вновь будет выполняться условие (3), то в зависимости от знака величины (Хт - А) будет осуществляться либо включение, либо отключение еще одного адсорбера с наиболее (или наименее) насыщенным слоем адсорбента. По 5 г 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 вьвод из резерва и вклочение 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 функциональье 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.мз/сутки составляет 35924,4 руб,Формула изобретения Способ управления параллельно работающими адсорбционными аппаратами путем регулирования расхода паровоздушной смеси в каждый из них, измереия температурного фронта сорбции в каждом из адсорберов, определения скорости его перемещения, вычисления среднего значения указанного параметра для всей группы аппаратов и коррекции расхода паровоз- душной смеси, поступающей в каждый из них, по отклонению скорости перемещения температурного фронта сорбции соответствующего адсорбера от ее усредненного значения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения зкономической эффективности в условиях переменного количес ва паро1790982 ЮоИОрадотюоао годспрйрйю ХХ ХЗОцг. 7 цг,2 Составитель А,РульноТехред М,Моргентал ктор Н.Ревска Редакто Заказ 110 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 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 общегорасхода последовательно выводят из резерва и включают в работу аппараты с наиболее насыщенным слоем адсорбента,