Устройство управления абсорбером с псевдоожиженной насадкой

СОКИ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧ БЛИН 51)5 В 01 0 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ййййвв ацщРВ. ГаЮЧяя(57) Изобрствам дляния работыной насадкуправленияс ВЕ(56) АвМ 44194Авто11 97502 СТВО УПРАВЛЕНИЯ АБСОЖЕННОЙ НАСАДКОЙтение относится к устройвтоматического регулироваабсорберов с псевдоожиженй и может применяться дляпроцессами тепло- и массо 2 обмена в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение интенсивности массообмена за счет увеличения точности регулирования. Сигнал с установленного в рабочем объеме абсорбера датчика 2 удельной поверх" ности контакта фаз поступает на блок 5 перемножения. Сигнал с выхода бло" ка 5, пропорциональный интегральной поверхности контакта, поступает на вход экстремального регулятора 6, формирующего сигнал управляющего воздействия с учетом ограничения по величине сигнала концентрации целевого компонента в газовом потоке на выходе а из абсорбера, поступающего с датчика ЕСигнал управляющего воздействия с регулятора 6 поступает на регулирующий клапан 7. 2 ил. С:Изобретение относится к устройствам автоматического регулированияабсорберов с псевдоожиженной насадкойи может применяться для управленияпроцессами тепло- и массообмена вхимической, нефтехимической и другихотраслях промышленности.Целью изобретения является интенсификация массообменного процесса.На фиг. 1 представлена схема упавления абсорбером с псевдоожиженной насадкой, на фиг. 2 - схема регулятора,Устройство управления абсорберомс псевдоожиженной насадкой содержитабсорбер 1, датчик 2 удельной поверхности контакта взаимодействующих фаз,датчик 3 перепада .давлений, датчикконцентрации целевого компонента В 2 Огазе на выходе из абсорбера 1, блок5 перемножения, регулятор 6 и клапан7 на линии подачи абсорбента.Регулятор 6 состоит из блока 8 па-мяти, элемента 9 сравнения, блока 2510 формирования импульса, триггера 11,интегратора 12 и блока 13 ограничений,8 кацестве датчика 2 удельной поверхности контакта фаэ применяетсяприбор для измерения удельной, поверхности контакта фаз, основанный настереометрическом (статистическом)способе получения информации о величине удельной поверхности контактавзаимодействующих фаз. Устойчиваястепень смешения структуры псевдоожиженного слоя на макроуровне при полной сегрегации на микроуровне позволяет считать развитие поверхностимежфаэового контакта стационарнымслучайным процессом и определять еевеличину методом случайных секущих,который физически реализован следующим образом. 8 трехфазном слое введением ограничивающего контура выделяется макрообъем, сохраняющий всесвойства газожидкостной системы. Вэтом макрообъеме на расстоянии, принимаемом эа секушую, помещаются двапериодически подключаемых к суммирую"щему устройству точечных электрода,которые в процессе хаотического движения газожидкостной структуры оказываются разделенными межфазовой поверхностью. Опрос состояния электродов производится электронносчетнойсистемой, применение которой исключает влияние движения газожидкостной структуры на процесс измерения, который полностью автоматизирован введением электронного таймера с изменяе" мым временем измерения и периода оп-роса датчика (или ряда датчиков). Погрешность измерения не превышает 2,5, При необходимости точность результатов можно повысить, увеличив длину секущей.Принцип работы экстремального регулятора 6 заключается в следующем, Оптимальный режим работы абсорбера с псевдоожиженной насадкой (как и абсорберов других типов) характеризуется максимальной величиной поверхности межфазового контакта, развиваемой в рабочем объеме аппарата. Указанное максимальное значение зависит от многих переменных во времени величин и также изменяется во времени. Учесть влияние некоторых из этих пе-, ременных (например, фаз самоорганизации структуры трехфазногослоя, распределения газовых факелов над опорно-распределительными решетками при ,изменении расхода газа, степени изно,са подвижной насадки и т.п.) средствами стабилизации и программного регулирования очень трудно, практически просто Ьевоэможно. Поэтому в предлагаемом устройстве управления исполг зуется экстремальный регулятор, основанный на принципе запоминания зкст" ремального значения регулируемого па,раметра.Выходной сигнал экстремального р.гулятора Р в виде давления сжатого воздуха посредством исполнительного механизмасоздает на входе в объект регулирующего воздействия Х, Текущее знацение регулируемого параметра У абсорбера, будуци сформированным вычислительным устройством 5 как результат перемножения перепада давле" ниФ и удельной поверхности контакта, изменяется под действием регулирующего воздействия Х и возмущающих воздействий. Абсорбер обладает экстремальной статической характеристикой перемещающейся с течением времени в плоскости параметров Х - У. Это значит, цто максимальное значение поверхности контакта при определенном значении регулирующего воздействия возможно только в данный момент времени. В последующий же момент времени под действием возмущающих воздействий экстремальное значение регулируемогопараметра изменит свою величину инаступит при другом значении регулирующего воздействияТекущее значение регулируемого параметра (поверхности контакта фаз в форме сигнала5сжатого воздуха) поступает на экстремальный регулятор б. При работе регулятора его выходная величина Р непрерывно принудительно изменяется спостоянной скоростью независимо оттекущего значения поверхности контакта У. Это приводит к непрерывному изменению У во времени.Если У приближается к экстремальному значению Уцс, его текущее значение возрастает, вызывая увеличениедавления Р, .При увеличении Р давление Р "следит" на выходе блока 8памяти за текущим значением Р и срав.нивается в элементе 9 сравнения с текущим значением Р, увеличенным навеличину о - зону нечувствительности регулятора, Так как Р + 3 превышает Р, то на выходе элемента сравнения никакого сигнала ме возникаети давление Р на выходе регулятора и,следовательно, текущее значение регулирующего воздействия Х продолжаютИзменяться в прежнем направлении, 30Вследствие этого текущее значениепараметра У достигает максимальногозначения, а затем при дальнейшемизменении регулирующего воздействияв том же направлении удаляется отнсгс, т,е. начинает уменьшаться.35Как только величина Р достигаетсвоего максимального значения, блок.8 гамяти Фиксирует это значение Р 3Р юи при дальнеишем уменьшении40Р; давление Р,. Остается неизменнымйъ.1равным Р ,щ , В момент времени,когда знацение параметра станет меньше запомненного максимального значе"ния на величину 3 ; на выходе элемен 45та 9 сравнения возникает сигнал Рф Укоторый вызывает появление импульсав выходной линии блока 10,Импулс Р поступает на триггеркоторый при наличии импульса Р50скачкообразно переходит из одногосостояния в другое. На выходе триггера формируются два давления Р г и Рг,которые пои подаче импульса Р иэменяют свОи состояния на прстивспслсж"ные Р и Рт и сохраняют свои значе.- 55ния до прихода нового импульса Рц,Сигнал с триггера подает я нз интегратор 12 - устройство, скооссть изменения выходной величины которогопропорциональна, значению входной величины. На выходе интегратора Формируется давление Р, которое возрастает с постоянной скоростью, или убывает с той же скоростью. Таким образом, только при появлении импульсаРц осуществляется реверс изменениявыходной величины регулятора Р . Приэтом параметр У сначала приближаетсяк максимальному значению, достигнетего, а затем вновь удаляется Такимобразом, вследствие принудительногоизменения регулирующего воздействиятекущее значение поверхности контакта фаз колеблется у своего максимального значения.Импульс Рц также сбрасывает запомненное в блоке 8 памяти давление= Р,рвксдо атмосферного, после чего давление Р снова начинает следитьза текущим значением давления Р додостижения последним нового максимального значения.Блок ограничений предназначен дляполучения импульса Р на выходе блоЧка 1 О импульса и, следовательно, искусственного реверса выходной величины регулятора Р при превышении какими-либо технологицескими параметрами процесса концентрации целевогокомпонента в газовой фазе на выходеиз абсорбера) допустимых значений Р .Бсли расход газа снижается ниженоминального, то подвижная насадкапереходит в статическое состояние.При этом работа регулятора 6 происходит в описанной последовательности,так как экстремальный характер статической характеристики абсорбераимеет место и в это случае при избытке жидкости, как и при ее недостатке уменьшается величина поверхности контакта взаимодействующих Фаз. Следует тольке предварительно поместить датчик 4 так, цтобы после перехода насадки в статицеское состояние сн сказался ьнутри объема насадки.При увеличении расхода газа вышеноминального цасть подвижной насадки прижимается к опорной решетке и за счет увеличивающегося сопротивления абсорбера снижает расход газа. Изменение расхода абссрбента при этом происходит списанным образом. Следует только обратить внимание на рас" положение верхней точки отбора пере169983 пада давления, которая должна бытьрасположена ниже слоя прижатой насадки для того, чтобы не искажалисьпоказания перепада давления на зонепсевдоожижения, который служит источником косвенной информации о высоте трехфазного слоя,Устройство работает следующим образом,10 Гидродинамический режим абсорбера 1, целью регулирования которого является обеспечение максимальной поверхности массопередачи в слое псевдоожиженной насадки, характеризуется величиной интегральной поверхности контакта взаимодействующих фаз. Для этого сигнал с датчика 2 удельной поверхности контакта фаз и сигнал перепада давлений с датчика 3 поступает в блок 5 перемножения. Сигнал с выхода блока 5, пропорциональный интегральной поверхности контакта, поступает на вход экстремального ре гулятора 6, формирующего сигнал управляющего воздействия с учетом ограничения по величине сигнала концентрации целевого компонента в газовом потоке на выходе из абсорбера 1, пос- Зо тупающего с датчика ч; Сигнал управляющего воздействия с регулятора 6 поступает на регулирующий клапан 7, изменяющий расход абсорбента. Регулирование газового потока осуществляется за счет присущих абсорберу с псевдоожиженной насадкой свойств саморегулирования. При увеличении скорости газа возрастает гидравлическое сопротивление слоя орошенной подвижной насадки, обеспечивая отрицательную обратную связь в пределах обычного режима развитого псевдоожиженияПри дальнейшем увеличении скорости газа часть насадки выходит из зоны активного псевдоожижения, прижимается к опорной решетке, обеспечивая таким образом организацию управляющего воздействия на проходящий через абсорбер газовый поток.Формула изобретенияУстройство управления абсорбером с псевдоожиженной насадкой, содержаР щее датчик концентрации целевого компонента в выходящем из абсорбера газовом потоке, датчик перепада давления, блок перемножения, регулятор и клапан на линии подачи абсорбента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации массообменного процесса, оно дополнительно содержит датчик удельной поверхности контакта фаз, установленный в рабочем объеме абсорбера, причем выход датчика удельной поверхности соединен с первым входом блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом датчика перепада давления, а выход- соединен с первым входом ре-улятора, второй вход которого соединен с выходом датчика концентрации целевого компонента в выходящем из абсорбера газового потока, а выход регулятора соединен с управляющим входом клапана на линии подачи абсорбента.1699483 ВОЗРЩЩРИУР ь А.Пруско СоставиТехред И тор И. Редактор К.Рогулиц иеавиле Ф Ю Еишииют борска КНТ ССС Го Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул . Гагарина,ка КИ рственно1130 ТиркомитМоск Подписное по. изобретениям и открытиям 3-35, Раушская наб., д. 4/5