Способ автоматического управления процессом выжига кокса в трубчатой пиролизной печи

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик Оп ИСАНИЕИ ЗОБРЕТЕ Н ИэеК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 897836(22)Заявлено 12.02.80 (21) 2881265/23-26с присоединением заявки РЙ(5)М. Кл. С 10 С 9/20С 05 Р 27/00 Государственный комитет СССР ао делам изобретений и открытийОпубликовано 15.01.82. Бюллетень РЙ 2 Дата опубликования описания 17,01.82(72) Авторы изобретения 71) Заявитель 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСС ВЫЖИГА КОКСА В ТРУБЧАТОЙ ПИРОЛИЗНОИ ПЕЧ Изобретение относится к автоматическому управлению трубчатыми пиролизными печами и может быть использовано в химической и нефтехимической роизводнаприме ическогот трубчаванный на об автомат вым режимоечью, оснои топлива зон исимости о давления в тбчке распределения и регулирования температуры пирогаза на выходе печи путем изменения общей подачи топлива 11,Известен также способ автоматического управления процессом выжига кокса в трубчатой пиролизной печи путем регулирования температуры на выходе печи изменением подачи топлива аданного знампературу на уют соотношениеа путем прекраэменения расхо+ сходо шения и регулирования соотн воздуха и пара в печНедостатком извес ляется то, что выжиг ых способов явокса осущестпромышленности, стве олефинов.Известен спо управления тепл той пиролизной перераспределен обогрева эмееви вляют эа длительное время, что приводит к снижению эффективного времени работы печи.Цель изобретения - повышение эффективного времени работы печи за счет снижения времени выжига кокса.Цель достигается тем, что регулируют температуру на выходе печи в зависимости от концентрации углекислогО газа в продуктах горения на выходе Опечи и при достижении температуры на выходе печи максимально допустимого значения и величины концентрации углекислого газа э5чения стабилизируют тевыходе печи и регулиррасходов воздуха и парщения подачи воздуха ида пара,На фиг. 1 изображена схема реализации данного способа; на биг. 2 -типичные кривые зависим"ти выходаСО от времени выжига кокса при различных температурах газа выжига на8978 где С " концентрация СО во время-анализа газов выжига,1 " 1)2 и, об.%;Сб - концентрация СО во время1,п";1 анализа газов выжига, об.%;С - концентрация СО во времяЯ1 п 1 анализа газов выжига, 50 об.%.где Тв - температура газов выжига навыходе из печи, рассчитываемая блоком 12 по результатам п"1 анализа,Ки К- коэффициенты, определя емые экспериментальнов пределах от 1-2,5;Рассчитанное по формуле (4) значение управляющего воздействия по тем выходе из печи; на фиг, 3 - криваязависимости выхода СО от времени выжига кокса.Схема реализации данного способа(фиг, 1) содержит пиролиэную печь 1,5датчик 2 состава, продуктов горениякокса и датчик 3 температуры газоввыжига, связанного через регулятор 4 с регулирующим клапаном 5 расхода топливного газа в обогревающиегорелки, датчики 6 и 7 расхода параи воздуха, связанных через соответ, -ствующие регуляторы 8 и 9 с регулирующими клапанами 10 и 11. Информацияс датчиков 2, 3, 6 ипоступает навходы блока 12 управления выжигомкокса, в котором рассчитываются значения управляющих воздействий по расходам воздуха и пара в печь, а такжепо температуре продуктов выжига кокса на выходе из печи.Процесс выжига кокса является оченьответственной операцией, так как неправильный выжиг может привести кпрогару пироэмеевика. Чтобы прогаране произошло, ручной выжиг ведут сбольшой предосторожностью, в результате чего выжиг кокса осуществляютза заведомо большой промежуток времени, чем можно было бы достичь приЗОоптимальном релжме выжига,Автоматический контроль эа темпе"ратурой стенки по всей длине пирозмеевика во время выжига кокса невозможен, так как кокс выгорает постепенно от начала до конца пирозмеевика и практически в любом месте пирозмеевика может произойти его про"гар. Опасность прогара особенно возрастает в последние часы выжига, когдатолщина пленки кокса заметно уменьшается, В связи с этим необходимоконтролировать величину температурыстенки пирозмеевика косвенным путем,следя, например, за концентрацией СОв продуктах выжига,Как видно из фиг. 2 и 3, концентрация СО в продуктах выжига не явля"ется постоянной величиной, а имееттенденцию со временем выжига уменьшаться, Это уменьшение в начальныечасы выжига незначительно (фиг. 3),а в последние часы выжига концентрация СО в продуктах выжига резко падает.Таким образом, стратегия автоматического выжига кокса в пиролизной пе-.чи должна заключаться в поддержаниив начальные часы до момента времени 364максимально возможной концентрацииСО в продуктах выжига, соответствую-щей максимально возможной температурестенки пирозмеевика.Способ осуществляют следующим образом.Информация от датчиков 2, 3, 6 и 7поступает на входы блока 12. В начальный момент выжига блок 12 устанавливает значения температуры газов выжига на выходе из печи, расхода воздуха пара в печь соответственно равнымите = тв = тв, (1)с п 4 про (2)о(3)где Г и Гй определяются экспериментально, исходя иэ того, что начальнаяконцентрация Сс в газах выжига должнаЛбахбыть равна С максимально возможномузначению концентрации СОп в газах выжига, соответствующему максимальновозможному значению температуры стенкио змеевика, при этом соотношениеГвустанавливается равным в пределахО1,5-1,0 и поддерживается в интервалевремени 0-Т постоянным,рйьТе - минимально возможное значениетемпературы газов выжига. на выходе иэпечи, определяемое технологическимрегламентом, обычно равное 600 С.сПо мере выжига кокса из печи концентрации СО в газах выжига падаети, чтобы поддерживать значение этойконцентрации на необходимом уровне,увеличивается температура газов выжи"га на выходе иэ печи по закону897836 20 Р) (8) Г 82 - К 8 ЬГ 8ОП 11 где Г 8 и Г -е а дГ 8 и Кщ 5пературе газов выжига на выходе изпечи проверяется перед выдачей нарегулятор на ограничение:т "Та", Ь) 5п 1 бхгде Т - максимально возможное зна 1чение температуры газов выжига на выходе из печи,определяемое технологическим регламентом.Как только время выжига кокса достигнет значения Т , которому соотгФветствует значение ЬС= С 11 СОРф гпах)1, 0-1, 57. (6), дальнейший рост темйе,ратуры по формуле (4) прекращаетсяесли она достигла граничного значетоахния Т 8, и блок 12 начинает изменятьрасходы воздуха и пара в пеЧь такимобразом, чтобы соотношение в -ъ О8Рп значения управляющихвоздействий по расходувоздуха и пара в печь,выдаваемых на регулято"ры 8 и 9 на 3-ом шагеуправления;соответственно шаг из- ЗОменения управляющеговоздействия по расходувоздуха и коэффициентпропорциональности,нодбираемые экспериментгль-уно таким образом, чтобы эа 1-5 ч до окончания выжига, расходвоздуха в печь был равен О, диапазоны их выбора такие; К 1,01 О,О,ЬГ 8= 1,0-100,0 ; соответственно шаг изменения управляющего воздействия по расходу пара и коэффициент пропорциональности, подбираемые экспериментально таким образом, чтобы за 1-5 ч до окончания выжига, расход пара вюах печь был равен Гй 1,0-10,0;аГ = 2 О,О,0 кг/Ч 6Г,пмаксимально возможноезначение расхода парав печь при выжиге кокса, обусловленное технологическим регламентом.Таким образом, данный способ позволяет сократить время эффективноговыжига кокса в печи, за которое принимается время, в течение котороговыполняется соотношение6 ). Приэтом температура стенки змеевика непревышает допускаемого значения. Вконце выжига кокса в печи, когданаиболее возможен прогар змеевика,кокс удаляется паром без воздуха(соотношение в - = 0), что позволяетГ 88Гополностью ликвидировать опасностьпрогара змеевика,Результаты моделирования и испытания данного способа показывают, чтоего внедрение позволяет увеличитьэффективное время работы каждой пиролизной печи по производству олефинов на 320 ч в год.Формула изобретенияСпособ автоматического управленияпроцессом выжига кокса в трубчатойпиролйзной печи путем регулированиятемпературы на выходе печи изменением подачи топлива и регулированиясоотношения расходов воздуха и парав печь, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективноговремени работы печи за счет снижениявремени выжига кокса, регулируют температуру на выходе печи в зависимости от концентрации углекислого газав продуктах горения на выходе печии при достижении температуры на выходе печи максимально допустимогозначения и величины концентрации уг,лекислого газа заданного значениястабилизируют температуру на- выходепечи и регулируют соотношение расхо-,дов воздуха и пара путем прекращенияподачи воздуха и изменения расходапара. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРУ 446536, кл, С 10 С 9/20 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 446537, кл. С 10 С 9/20, 1972.Составитель Г. Огаджановулинец Техред Ж,Кастелевич Кооое оо Н. Ки и 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,11875/36 Тираж 523 . ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035 д Москва ЖРауш