DE2634491B2

DE2634491B2 - Steuersystem für Absorptionskolonnen

Info

Publication number: DE2634491B2
Application number: DE2634491A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Leoben Grill; Helmut Dr. Grohmann; Franz Dipl.-Ing. St. Jakop bei Mixnitz Nössler
Original assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Current assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Priority date: 1975-08-26
Filing date: 1976-07-31
Publication date: 1981-05-07
Also published as: GR61142B; IL50218A; BR7605537A; FR2321929A1; TR19263A; ATA657975A; ES450978A1; CA1081605A; IL50218A0; DE2634491C3; GB1553920A; IT1069673B; AT350515B; FR2321929B1; US4075293A; DE2634491A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für Absorptionskolonnen, die zur Absorption von Gasen oder Dämpfen in einer die Kolonne durchströmenden Absorptionsflüssigkeit vorgesehen sind, insbesondere zur Steuerung sog. adiabatischer Kolonnen für die Absorption von Chlorwasserstoff aus einem diesen enthaltenden Gasgemisch in Wasser, mit einem in den Flüssigkeitsablauf der zu steuernden Kolonne eingefügten Meßgerät, das einen in der ablaufenden Absorptionsflüssigkeit vorliegenden physikalischen oder ehe-

mischen Kennwert mißt, der von der absorbierten Menge jenes Gases oder Dampfes abhängt, auf dessen Absorption das System abgestellt ist, und bei dem der Zulauf der Kolonne unter Berücksichtigung dieses gemessenen Kennwertes gesteuert wird.

Bei einem bekannten Steuersystem vorgenannter Art wird am Flüssigkeitsablauf der Absorptionskolonne ein physikalischer Kennwert der ein Maß für die Menge des in der Flüssigkeit absorbierten Gases oder Dampfes ist wie die Siedetemperatur der ablaufenden Absorptionsflüssigktk, gemessen, und anhand dieses Meßwertes wird die Steuerung des Flüssigkeitszulaufes zur Absorptionskolonne so vorgenommen, daß sich ein bestimmter Sollwert der im Flüssigkeitsablauf fortlaufend gemessenen physikalischen Größe einstellt Eine solche Regelung arbeitet im allgemeinen dann befriedigend, wenn lediglich ein mit der Zufuhr des zu absorbierenden Gases in Verbindung stehender BetrieDsparameter des Absorptionsprozesses Schwankungen unterworfen ist während die Absorptionsflüssigkeit in stets gleichbleibender Qualität zur Verfugung steht So weist eine solche Regelung gute Betriebseigenschaften bei der Absorption von HCl-Gas, welches mit Luft vermengt einem adiabatisch betriebenen Absorber zugeführt und in diesem von Wasser absorbiert wird, wobei zur Absorption Wasser mit konstantem geringen Fremdstoffgehalt eingesetzt wird, auf. Trachtet man jedoch zur Absorption von Gasen oder Dämpfen Absorptionsflüssigkeiten mit schwankender Absorptionsfähigkeit wie z. B. Wasser, welches eine schwankende Fremdstoffbeladung, die die Absorptionsfähigkeit beeinflußt aufweist einzusetzen, wie dies meist bei Kreislaufprozessen unumgänglich ist, und trachtet man überdies die Absorptionsfähigkeit der Absorptionsflüssigkeit möglichst weitgehend auszunützen, z. B. um im Zuge eines solchen Absorptionsprozesses Säuren möglichst hoher Konzentration herzustellen, ergeben sich bei Anwendung der vorerwähnten bekannten Regel- bzw. Steuermethoden beträchtliche Schwierigkeiten. Will man nämlich die Gesamtmenge des dem Absorber zugeführten zu absorbierenden Gases oder Dampfes absorbieren und gleichzeitig die Absorptionsfähigkeit der Absorptionsflüssigkeit möglichst vollständig ausnützen, müssen auch auftretende Schwankungen der Absorptionsfähigkeit der Absorptionsflüssigkeit, « wie sie sich z. B. beim Vorhandensein von Vorbeladungen der Absorptionsflüssigkeit mit absorptionshemmenden Fremdstoffen ergeben, Berücksichtigung finden, was aber bei der vorerwähnten bekannten Steuerung bzw. Regelung praktisch nicht erfolgt. so

Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem eingangs erwähnter Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau auch bei im Betrieb auftretenden Veränderungen mehrerer Betriebsparameter des Absorptionsvorganges, und zwar insbesondere auch bei Veränderungen der Absorptionsfähigkeit der Absorptionsflüssigkeit, mit einfachen Mitteln die Konstanthaltung des Gehaltes der ablaufenden Absorptionsflüssigkeit an dem zu absorbierenden Gas bzw. Dampf auf den jeweils gewünschten Wert ermöglicht, ω und zwar insbesondere auch auf den durch eine Vorbeladung der Absorptionsflüssigkeit mit absorptionshemmenden Stoffen begrenzten Höchstwert.

Das erfindungsgemäße Steuersystem eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfskolonne mit einer im Vergleich zu der zu steuernden Kolonne kleinen Kapazität vorgesehen ist, welche mit einem kleinen Teil der zur Absorption in der zu steuernden Kolonne vorgesehenen Gasen oder Dämpfen beaufschlagt wird und die auch mit der in der zu steuernden Kolonne verwendeten Absorptionsflüssigkeit gespeist wird, wobei die Zuführung der Gase oder Dämpfe zur Hilfskolonne mi« deutlichem Oberschuß gegenüber der Absorptionsflüssigkeit erfolgt daß weiter in den Flüssigkeitsablauf der Hilfskolonne ein Meßgerät eingefügt ist das gleichfalls einen von der Konzentration des bzw. der zu absorbierenden Gase(s) oder Dampfes (Dämpfe) in der ablaufenden Absorptionsflüssigkeit abhängigen physikalischen oder chemischen Kennwert mißt und daß ein Meßwertkomparator vorgesehen ist an den das in den Flüssigkeitsablauf der zu steuernden Kolonne eingefügte Meßgerät und das in den Flüssigkeitsablauf der Hilfskolonne eingefügte Meßgerät angeschlossen sind und der seinerseits ein Steuersignal zur Betätigung des Flüssigkeitszulaufes oder der Gaszuleitung der zu steuernden Kolonne abgibt Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann dabei der vorstehend erwähnten Zielsetzung voll entsprochen werden, wobei gleichzeitig zu der Konstanthaltung der jeweils gewählten bzw. möglichen Konzentration der ablaufenden Absorptionsflüssigkeit an dem zu absorbierenden Gas bzw. Dampf auch ohne weiteres erzielt werden kann, daß jeweils die ganze Menge des der zu steuernden Absorptionskolonne zugeführten Gases bzw. Dampfes absorbiert wird und keine die Umgebung belastenden Gase oder Dämpfe durch die Abgasableitung die zu steuernde Kolonne verlassen.

Es kann darauf hingewiesen werden, daß es aus der DE-AS 10 55166 bekannt ist die Regelbarkeit von Industrieöfen, die auf Änderungen der Beheizungseinstellung träge reagieren und durch diese Trägheit starke Pendelungen der Betriebswerte um den Sollwert verursachen, dadurch zu verbessern, daß man einen dem zu regelnden Industrieofen verhältnisgleich arbeitenden Modellofen vorsieht, die eine bedeutend kleinere spezifische Wärmekapazität als der zu regelnde Industrieofen hat, und daß man an diesem Modellofen die für die Regelung des Industrieofens maßgebenden Faktoren mißt und den Industrieofen unter Verwendung der am Modellofen gemessenen Faktoren regelt. Wesentliche Unterschiede zum Erfindungsgegenstand liegen dabei darin, daß zwischen öfen und Absorptionskolonnen ganz wesentliche Unterschiede im Aufbau und im Betriebsverhalten vorliegen und daß bei der Technik der DE-AS 10 55 166 das im Industrieofen behandelte Gut bzw. dessen Eigenschaften am Ende der Behandlung und der Einfluß von Schwankungen der Eigenschaften, die beim zu behandelnden Gut vor der Behandlung vorliegen, die Regelung nicht beeinflussen.

Es ist weiter aus dem Aufsatz »Zur Nachbildung des statischen und dynamischen Betriebsverhaltens von Rektifikationskolonnen«, veröffentlicht in Heft 1/1973 der Zeitschrift »Messen, Steuern, Regeln«, bekannt, zur Optimierung des Betriebsverhaltens und zur Konzipierung einer Prozeßautomatisierung von Rektifikationskolonnen Simulationsrechner einzusetzen. Der Einfluß von Schwankungen der Eigenschaften der einer Absorptionskolonne zufließenden Substanzen auf den Betrieb und die von der Kolonne abfließenden Substanzen ist in diesem Aufsatz nicht behandelt.

Die DE-OS 15 23 655 beschreibt ein Verfahren, mit dem eine chemische Anlage, die ein gasförmiges Produkt abgibt, selbsttätig auf einen optimalen Betriebszustand hingeführt werden soll. Hierfür ist dabei vorgesehen, einen Teil dieses von der Anlage abgegebe-

nen gasförmigen Produktes unter Beigabe von Verbrennungsluft katalytisch zu verbrennen und von dieser katalytischen Verbrennung zwei Meßwerte zu gewinnen, nämlich die Konzentration des oxydierten Bestandteiles am Ausgang des Verbrennungsofens und die Temperatur der katalytischen Verbrennung, und diese beiden Meßwerte mittels eines Elektronenrechners zu einer Stellgröße zu verarbeiten, die die Anlage steuert. Es liegt auch dabei ein anderer Aufbau und eine andere Betriebsweise vor als beim Erfindungsgegenstand und es wird bei der Technik der DE-OS 15 23 655 keine Beziehung zwischen den Parametern des von der Anlage unmittelbar abgegebenen Produktes und den Parametern der katalytischen Verbrennung erfaßt.

Vorzugsweise sieht man bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem vor, daß Druck und Temperatur in der Hilfskolonne auf ungefähr gleiche Werte wie die in der zu steuernden Kolonne vorliegenden Druck- und Temperaturwerte justiert sind und zwar insbesondere auf ungefähre Gleichheit dieser Werte im Ablaufbereich der Kolonnen. Diese Ausbildung des erfindungsgemäßen Steuersystems ist insbesondere bei starker Temperaturabhängigkeit der maximal durch Absorption in der jeweils zur Verfügung stehenden Absorptionsflüssigkeit aufnehmbaren Menge des zu absorbierenden Gases oder Dampfes vom Druck und/oder von der Temperatur von Vorteil, und es ist durch den Einsatz dieser vorzugsweise vorgesehenen Maßnahmen auch bei sehr starker Druck- und/oder Temperaturabhängigkeit ein verhältnismäßig einfacher Vergleich der am Flüssigkeitsablauf der Hilfskolonne und am Flüssigkeitsablauf der zu steuernden Kolonne gewonnenen Meßwerte, die ja der Kolonnensteuerung dienen, möglich. Hierbei ist es auch günstig, die Hiifskoionne mit einer Heizung oder mit einer Kühlung auszustatten. Die Ausstattung der )■> Hilfskolonne mit einer Heizung oder einer Kühlung, um die Temperaturverhältnisse in der Hilfskolonne an jene die in der Hauptkolonne vorliegen anzugleichen, ist dabei insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Bauhöhe der Hilfskolonne im Vergleich zu jener der zu steuernden Kolonne verhältnismäßig gering ist und wenn die Wärmetönung der Absorption von größerem Einfluß ist.

Gemäß einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Steuersystems, welche vor allem hinsichtlich des « apparativen Aufwandes für die mengenmäßige Steuerung des Zuflusses zur Absorptionskolonne und hinsichtlich der allenfalls vor der bzw. den Steuerstellen vorzusehenden Speichermöglichkeit für die der Absorptionskolonne zuzuleitenden Substanzen Vorteile bietet ^n ist vorgesehen, daß der Meßwertkomparator direkt oder über einen sein Ausgangssignal in ein Betätigungssignal umformenden Wandler an ein in den Flüssigkeitszulauf der zu steuernden Kolonne eingefügtes Ventil, oder eine in diesen Flussigkeitszulauf eingefügte Pumpe, angeschlossen ist

Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem erhält man einen sehr einfachen Aufbau, der in den Flüssigkeitsablauf der beiden Kolonnen eingefügten Meßgeräte, wenn man die Dichte der ablaufenden Absorptionsflüssigkeit als Kriterium für die Kolonnensteuerung heranzieht und dementsprechend in den Flüssigkeitsablauf der Hilfskolonne, wie auch in den Flüssigkeitsablauf der zu steuernden Kolonne Dichtemesser einfügt

Eine sowohl konstruktiv sehr einfache als auch hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens vorteilhafte Konzeption des erfindungsgemäßen Steuersystems ist dadurch gekennzeichnet daß der Flüssigkeitszulauf der Hilfskolonne an den Flüssigkeitsablauf der zu steuernden Kolonne angeschlossen ist. Bei dieser Konzeption ergibt sich der Vorteil, daß auch bei stark wechselnden Betriebsverhältnissen ohne besondere Maßnahmen und auch bei einem hinsichtlich des Absorptionsverhaltens vom Aufbau der zu steuernden Kolonne abweichenden Aufbau der Hilfskolonne Temperatur und Druck in dem für den Gehalt der abströmenden Absorptionsflüssigkeit an zu absorbierendem Gas bzw. Dampf maßgeblichen unteren Teil der zu steuernden Kolonne praktisch gleich den Temperatur- und Druckverhältnissen in der Hilfskolonne sind, woraus sich ein sehr gutes Steuerungsverhalten ergibt.

Strebt man im Rahmen des erfindungsgemäßen Steuersystems in der Hilfskolonne einen dem Absorptionsvorgang in der zu steuernden Kolonne weitgehend gleichen Absorptionsablauf an, wobei man unter anderem mit einem sehr geringen Gasmengenüberschuß in der Hilfskolonne das Auslangen finden kann und eine hohe Regelgeschwindigkeit erreichen kann, ist es günstig, wenn man vorsieht daß der Flüssigkeitszulauf der Hilfskolonne an den Flüssigkeitszulauf der zu steuernden Kolonne angeschlossen ist

Die Abgasableitung der bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem vorgesehenen Hilfskolonne kann in den meisten Fällen unmittelbar an die Abgasableitung der zu steuernden Kolonne angeschlossen werden, was konstruktiv sehr einfach ist und im Hinblick auf die im allgemeinen sehr geringe Menge an Gas, das die Hilfskolonne durchfließt bezüglich einer allenfalls auftretenden Umweltbelastung meist tragbar ist insbesondere wenn eine Nachwäsche für die Abgase installiert ist. Man kann aber auch, wenn man ein Abströmen der Abgase aus der Hilfskolonne in die Umgebung oder in einen Kreisprozeß vermeiden will, vorsehen, daß die Abgasableitung der Hilfskolonne in die zu steuernde Kolonne direkt oder in die Gaszuleitung der zu steuernden Kolonne einmündet Im Hinblick auf die Druckverhältnisse in den beiden Absorptionskolonnen ist es dabei vorteilhaft wenn man vorsieht daß die Hilfskolonne in der Nähe der zu steuernden Kolonne an der Gaszuieitung der letzleren angeordnet ist Hierbei ergibt sich eine konstruktiv einfache Lösung, wenn man die Hilfskolonne in eine Zweigleitungsschleife, die an der Gaszuleitung der zu steuernden Kolonne angeordnet ist, einfügt Bei letzterer Konzeption kann man dabei den Gasdurchsatz durch die Hilfskolonne fördern bzw. sehr einfach auf den jeweils gewünschten Wert einstellen, wenn man im Zuge der die Gaszuleitung und Abgasableitung der Hilfskolonne bildenden Zweigleitungsschleife einen Saugzugventilator anordnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem erhält man eine besonders gute Regelfähigkeit und eine gute Sicherheit gegen einen Durchbruch der absorbierenden Gase, wenn man vorsieht daß der Meßwertkomparator und/oder die in die Flüssigkeitsabläufe der beiden Kolonnen eingefügten Meßgeräte auf eine Steuerung der Konzentration des absorbierten Gases bzw. Dampfes im Flüssigkeitsablauf der zu steuernden Kolonne auf einen unter der Konzentration des absorbierten Gases bzw. Dampfes im Flüssigkeitsablauf der Hilfskolonne liegenden Wert justiert sind.

Wird die höchstmögliche Konzentration der zu absorbierenden Gase bzw. Dämpfe in der Alworptionsflüssigkeit angestrebt wie dies häufig bei der Herstellung von Säuren der Fall ist kann man vorteilhaft vorsehen, daß der Meßwertkomparator und/oder die in

die Flüssigkeitsabläufe der beiden Kolonnen eingefügten Meßgeräte auf eine Steuerung der Konzentration des absorbierten Gases bzw. Dampfes im Flüssigkeitsablauf der zu steuernden Kolonne auf den am Flüssigkeitsablauf der Hilfskolonne vorliegenden Wert justiert sind, wobei vorzugsweise im Zuge der Abgasableitung ein Hilfsabsorber, dessen Flüssigkeitsablauf an den Flüssigkeitszulauf der zu steuernden Kolonne angeschlossen ist, angeordnet ist Der bei letzterer Ausführungsform vorgesehene Hilfsabsorber ist dabei als Sicherheitseinrichtung gegen einen unerwünschten Austritt der zu absorbierenden Gase aus dem zu steuernden Absorber in die Umgebung angeordnet.

Zur Bildung der Kennwerte, die als Maß für die Konzentration des zu absorbierenden Gases oder Dampfes in der aus der zu steuernden Kolonne und in der aus der Hilfskolonne ablaufenden Flüssigkeiten dienen, kann beispielsweise die Dichte dieser Flüssigkeiten, der Siedepunkt dieser Flüssigkeiten oder der Brechungsindex dieser Flüssigkeiten herangezogen werden, aber es sind auch andere physikalische oder chemische Parameter, wie zum Beispiel der pH-Wert, hierzu geeignet. Zieht man die Dichte zur Bildung der Kennwerte heran, kann man zur Gewinnung der Meßwerte Meßzellen vorsehen, in denen Schwimmer angeordnet sind, deren Eintauchtiefe in die zu messende Flüssigkeit ein Maß für die Dichte dieser Flüssigkeit ist und man kann aus der Eintauchtiefe der Schwimmer ein elektrisches Signal gewinnen, das dann dem Meßwertkomparator zugeleitet wird. Man kann aber auch die Dichte der Flüssigkeiten auf pneumatischem Wege, mit einem in die betreffende Flüssigkeit ragenden Tauchrohr, durch das ein geringer Gasstrom geführt wird, dessen Druck gemessen wird, erfassen. Will man den Siedepunkt der Flüssigkeiten als Maß für die Konzentration heranziehen, kann man die Meßzellen mit Heizeinrichtungen versehen und die Siedetemperatur mit elektrischen Thermometern messen und die Thermometersignale dem Meßwertkomparalor zuführen.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf in der Zeichnung dargestellte Beispiele weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen die

F i g. 1 bis 4 vier verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steuersystems.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Steuersystem zur Steuerung einer Absorptionskolonne 1, welche als sogenannte adiabatische HCl-Absorptionskolonne ausgebildet ist, der ein Gasgemisch, welches Inertgase und HCl-Gas enthält, über eine Gaszuleitung 2 zugeführt wird, und die über einen Flüssigkeitszulauf 3 mit dem als Absorptionsflüssigkeit dienenden Wasser, welches verschiedene die Absorption hemmende inhaltsstoffe, wie z.B. Chloride, in größerer Menge enthalten kann, gespeist wird, ist eine Hilfskolonne 4 vorgesehen, deren Flüssigkeitszulauf 5 an den Flüssigkeitsablauf 6 der zu steuernden Kolonne 1 angeschlossen ist. Der Hilfskolonne 4 wird über ihre Gaszuleitung 7, welche an die Gaszuleitung 2 der zu steuernden Kolonne 1 angeschlossen ist, ein kleiner Teil der zur Absorption in der zu steuernden Kolonne 1 vorgesehenen Gase zugeführt, wobei die die Hilfskolonne 4 durchströmende Gasmenge so gewählt ist, daS ein deutlicher Oberschuß des zu absorbierroden Gases vorliegt Das Restgas verläßt die Hilfskolonne 4 über deren Abgasableitung 8, welche in die Abgasleitung 9 der zn steuernden Kolonne ί einmündet. Im Zuge der Abgasableitung 9 ist dabei ein Saugzugventilator 10 angeordnet, der die Gasdurchströmung der beiden Absorptionskolonnen 1,4 forciert. Sowohl in den Flüssigkeitsablauf 6 der zu steuernden Kolonne 1, wie auch in den Flüssigkeitsablauf ti der s Hilfskolonne 4 ist je eine Meßzelle 12 bzw. 13 eingefügt, die einen physikalischen oder chemischen Kennwert, der in den Flüssigkeitsabläufen 6 bzw. 11 vorliegenden Flüssigkeiten mißt und ein dem Meßwert entsprechendes Signal abgibt. Es kann sich dabei vorteilhaft bei den

ίο Meßzellen 12, 13 um Dichtemeßzelien handeln, die ein elektrisches Meßsignal liefern. Die Meßzellen 12, 13 sind an einen Meßwertkomparator 14 angeschlossen, der ein Steuersignal zur Betätigung eines in den Flüssigkeitszulauf 3 der zu steuernden Absorptionsko-

] 5 lonne 1 eingefügten Steuerventils 15, welches über eine Stcuerleitung ·6 mit acm Meßwertkornparator verbunden ist, abgibt

Das in Fig.2 dargestellte Steuersystem zur Steuerung einer Absorptionskolonne 1, die über eine Gaszuleitung 2 mit einem Gasgemisch, welches zu absorbierende Gase oder Dämpfe enthält, beaufschlagt wird und über einen Flüssigkeitszulauf 3 mit Absorptionsflüssigkeit gespeist wird, ist analog wie dies bei dem Steuersystem gemäß F i g. 1 der Fall ist, mit einer Hilfskolonne 4 versehen, der über eine Gaszuleitung 7, welche an die Gaszuleitung 2 der zu steuernden Absorptionskolonne 1 angeschlossen ist, ein kleiner Teil der zur Absorption in der Kolonne 1 vorgesehenen Gase zugeführt wird. Es erfolgt auch hierbei wieder die Zufuhr der zu absorbierenden Gase bzw. Dämpfe zur Hilfskolonne 4 mit deutlichem Überschuß. Analog wie dies bei dem Steuersystem gemäß F i g. 1 der Fall ist ist auch beim Steuersystem gemäß F i g. 2 die Abgasableitung 8 der Hilfskolonne 4 an die Abgasableitung 9 der zu steuernden Absorptionskolonne 1 angeschlossen und es ist ein Sauggebläse 10 zur Forcierung des Gasdurchsatzes durch die Kolonnen 1 und 4 in die Abgasleitung 9 eingefügt. In die Abgasleitung 9 ist weiter ein Hilfsabsorber 18 eingefügt, mit dem zur Absorption vorgesehene Gase oder Dämpfe, welche die Absorptionskolonnen 1, 4 passieren konnten, aus dem in die Umgebung abströmenden Gasgemisch entfernt werden können. Die Flüssigkeitsableitung 19 des Hilfsabsorbers 18 ist dabei an den Flüssigkeitszulauf 3 der zu steuernden Absorptionskolonne 1 angeschlossen. Weiter ist an den Flüssigkeitszulauf 3 der Absorptionskolonne 1 der Flüssigkeitszulauf 5 der Hilfskolonne 4 angeschlossen, wodurch die Hilfskolonne 4 mit der gleichen Absorptionsflüssigkeit, wie die zu steuernde

so Kolonne 1 angespeist wird. Bei dieser Art der Anspeisung kann sich durch die voneinander abweichenden Abmessungen beider Kolonnen und durch die verschiedene Verweilzeit der am Absorptionsvorgang beteiligten Substanzen in beiden Kolonnen eine voneinander abweichende Temperatur der Absorptionsflüssigkeit in den Kolonnen, und zwar insbesondere im Bodenbereich derselben, ergeben und es ist im Interesse einer gegenseitigen Angleichung die Hilfskolonne 4 mit einer Heizung in Form eines Heizmantels 20 ausgestattet. Sowohl in den Flüssigkeitsablauf 6 der zu steuernden Kolonne wie in den Flüssigkeitsablauf 11 der Hilfskolonne sind wieder Meßzellen 12, 13 eingefügt, welche einen physikalischen oder chemischen Kennwert der ans den Kolonnen 1, 4 abfließenden Absorptionsflüssigkeiten messen, und es sind diese Meßzellen an einen Meßwertkomparator 14 angeschlossen, welcher ein Steuersignal zur Betätigung eines Regelventils 15, das in den Flüssigkeitszulauf 3 der

Kolonne 1 eingefügt ist, abgibt.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Steuersystem zur Steuerung einer Absorptionskolonne 1, welches wie die Steuersysteme gemäß den F i g. 1 und 2 mit einer Hilfskolonne 4 ausgestattet ist, deren Gaszuleitung 7 an die Gaszuleitung 2 der zu steuernden Kolonne t angeschlossen ist, ist auch die Abgasableitung 8 der Hilfskolonne 4 wieder mit der Gaszuleitung 2 der Kolonne 1 verbunden, so daß die Hilfskolonne in eine aus den Leitungen 7 und 8 gebildete Zweigleitungsschieife, die an der Gaszuleitung 2 der zu steuernden Kolonne angeordnet ist, eingefügt ist Um dabei den Gasdurchsatz durch die Hilfskolonne bequem einstellen zu können, ist im Zuge der aus den Leitungen 7 und 8 gebildeten Zweigleitungsschleife, und zwar im dargestellten Beispiel in der Abgasleitung 8 ein einstellbarer Saugzugventilator 22 angeordnet Man kann aber auch ohne einen solchen Saugzugventilator auskommen, wenn die vorliegende Konfiguration der Leitung 2 eine ausreichende Gasströmung durch die Zweigleitungsschleife und die Hilfskolonne ergibt. In die Abgasleitung

9 der Absorptionskolonne 1 ist wieder ein Sauggebläse

10 eingefügt, welches den Gasdurchsatz durch die Kolonnen 1 und 4 forciert. Sowohl in den Flüssigkeitsablauf 6 der zu steuernden Kolonne t wie auch in den Flüssigkeitsablauf 11 der Hilfskolonne 4 ist je eine Meßzelle 12 bzw. 13 eingefügt, die einen von der Konzentration des zu absorbierenden Gases bzw. Dampfes in der Absorptionsflüssigkeit abhängigen physikalischen oder chemischen Kennwert ermitteln. Die Ausgänge der Meßzellen 12,13 sind dabei wieder an einen Meßwertkomparator 14 geführt dessen Ausgangssignal über eine Leitung 16 einem Steuergerät 24 zugeführt wird, das den Antriebsmotor 25 einer Pumpe 26 steuert, wobei die Pumpe 26 in den Flüssigkeitszulauf 3 der zu. steuernden Kolonne 1 eingefügt ist Es wird dabei durch die Steuerung des Motors 25, welche die Pumpe 26 antreibt, der Zufluß an Absorptionsflüssigkeit zur Absorptionskolonne 1 im Sinne einer Einhaltung der jeweils gewünschten Konzentration des zu absorbierenden Gases im Flüssigkeitsablauf 6 der Kolonne 1 gesteuert.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Steuersystem für eine Absorptionskolonne 1 wird zur Einhaltung der Konzentration eines über die Gaszuleitung 2 zugeführten Gases, welches im allgemeinen mit verschiedenen Inertgasen gemischt vorliegt, im Flüssigkeitsablauf 6 der Absorptionskolonne 1 nicht die Zufuhr von Absorptionsflüssigkeit über den Flüssigkeitszulauf 3, sondern

ίο vielmehr die Menge des in die Absorptionskolonne 1 eintretenden Gases mit einem in die Gaszuleitung 2 eingefügten Regelventil 28 gesteuert Dieses Regelventil 28 wird mit einem Stellmotor 29 betätigt, der seinerseits von einem Steuergerät 30 gespeist wird, wobei dem Steuergerät 30 das Ausgangssignal des Meßwertkomparators 14 zugeleitet wird. An den Meßwertkomparator 14 sind wieder Meßzellen i2, i3 angeschlossen, die in die Flüssigkeitsableitungen 6, 11 der Absorptionskolonne 1 bzw. der Hilfskolonne 4 eingefügt sind. Die Gaszuleitung 7 der Hilfskolonne ist auch in diesem Fall an die Gaszuleitung 2 der zu steuernden Kolonne 1 angeschlossen und es führt die Abgasableitung 8 der Hilfskolonne 4 unmittelbar in die zu steuernde Kolonne 1, welche ihrerseits mit einer Abgasableitung 9 versehen ist.

Es sei erwähnt, daß das erfindungsgemäße Steuersystem nicht auf die vorstehend im Speziellen in Betracht gezogene Steuerung adiabatischer Absorptionskolonnen zur Absorption von HCI-Gas in Wasser, welches auch Fremdstoffe enthalten kann, die die Absorptionsfähigkeit des Wassers verändern, beschränkt ist sondern vielmehr ganz allgemein zur Steuerung von Absorptionskolonnen, in denen ein Gas oder Dampf von einer Flüssigkeit aufgenommen wird, angewendet werden kann. So kann dieses Steuersystem z. B. auch bei Anlagen, die der Absorption von SO2 oder SO3 in Kalkmilch oder Wasser dienen, vorgesehen werden, oder bei Anlagen, die zur Absorption von Chlor in Natronlauge vorgesehen sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuersystem für Absorptionskolonnen, die zur Absorption von Gasen oder Dämpfen in einer die Kolonne durchströmenden Absorptionsflüssigkeit vorgesehen sind, insbesondere zur Steuerung sogenannter adiabatischer Kolonnen für die Absorption von Chlorwasserstoff aus einem diesen enthaltenden Gasgemisch in Wasser, mit einem in den Flüssigkeitsablauf der zu steuernden Kolonnen eingefügten Meßgerät, das einen in der ablaufenden Absorptionsflüssigkeit vorliegenden physikalischen oder chemischen Kennwert mißt, der von der absorbierten Menge jenes Gases oder Dampfes abhängt, auf dessen Absorption das System abgestellt ist, und bei dem der Zulauf der Kolonne unter Berücksichtigung dieses gemessenen Kennwertes gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfskolonne (4) mit einer im Vergleich zu der zu steuernden Kolonne (1) kleinen Kapazität vorgesehen ist, welche mit einem kleinen Teil der zur Absorption in der zu steuernden Kolonne (1) vorgesehenen Gasen oder Dämpfen beaufschlagt wird und die auch mit der in der zu steuernden Kolonne (1) verwendeten Absorptionsflüssigkeit gespeist wird, wobei die Zuführung der Gase oder Dämpfe mit deutlichem Überschuß gegenüber der Absorptionsflüssigkeit erfolgt, daß weiter in den Flüssigkeitsablauf (11) der Hilfskolonne (4) ein Meßgerät (13) eingefügt ist, das gleichfalls einen von der Konzentration des bzw. der zu absorbierenden Gase(s) oder Dampfes (Dämpfe) in der ablaufenden Absorptionsflüssigkeit abhängigen physikalischen oder chemischen Kennwert mißt, und daß ein Meßwertkomparator (14) vorgesehen ist, an den das in den Flüssigkeitsablauf (6) der zu steuernden Kolonne (1) eingefügte Meßgerät (12) und das in den Flüssigkeitsablauf (11) der Hilfskolonne (4) eingefügte Meßgerät (13) angeschlossen sind und der seinerseits ein Steuersignal zur Betätigung des Flüssigkeitszulaufes (3) oder der Gaszuleitung (2) der zu steuernden Kolonne (1) abgibt.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Druck und Temperatur in der Hilfskolonne (4) auf ungefähr gleiche Werte wie die in der zu steuernden Kolonne (1) vorliegenden Druck- und Temperaturwerte justiert sind, und zwar insbesondere auf ungefähre Gleichheit dieser Werte im Ablaufbereich der Kolonnen.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertkomparator (14) direkt oder über einen sein Ausgangssignal in ein Betätigungssignal umformenden Wandler an ein in den Flüssigkeitszulauf (3) der zu steuernden Kolonne (1) eingefügtes Ventil (15) oder eine in diesen Flüssigkeitszulauf (3) eingefügte Pumpe (26) angeschlossen ist.

4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Flüssigkeitsablauf (11) der Hilfskolonne (4) eingefügte Meßgerät (13), wie auch das Meßgerät (12), das in den Flüssigkeitsablauf (6) der zu steuernden Kolonne (1) eingefügt ist, Dichtemesser sind.

5. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitszulauf (5) der Hilfskolonne (4) an den Flüssigkeitsablauf (6) der zu steuernden Kolonne (1) angeschlossen ist.

6. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitszulauf (5) der Hilfskolonne (4) an den Flüssigkeitszulauf (3) der zu steuernden Kolonne (1) angeschlossen ist

7. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da3 die Hilfskolonne (4) mit einer Heizung (20) oder einer Kühlung ausgestattet ist

8. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasableitung (8) der Hilfskolonne (4) an die Abgasableitung (9) der zu steuernden Kolonne (1) angeschlossen ist.

9. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasableitung (8) der Hilfskolonne (4) in die zu steuernde Kolonne (1) direkt oder in die Gaszuleitung (2) der zu steuernden Kolonne (1) einmündet

10. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskolonne (4) in der Nähe der zu steuernden Kolonne (1) an der Gaszuleitung (2) der letzteren angeordnet ist.

11. Steuersystem nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskolonne (4) in eine Zweigleitungsschleife (7,8) eingefügt ist, die an der Gaszuleitung (2) der zu steuernden Kolonne (1) angeordnet ist.

12. Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der die Gaszuleitung (7) und Abgasableitung (8) der Hilfskolonne (4) bildenden Zweigleitungsschleife ein Saugzugventilatcr (22) angeordnet ist.

13. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertkomparator (14) und/oder die in die Flüssigkeitsabläufe (6, 11) der beiden Kolonnen (1, 4) eingefügten Meßgeräte (12, 13) auf eine Steuerung der Konzentration des absorbierten Gases bzw. Dampfes im Flüssigkeitsablauf (6) der zu steuernden Kolonne (1) auf einen unter den Konzentration des absorbierten Gases bzw. Dampfes im Flüssigkeitsablauf (11) der Hilfskolonne (4) liegenden Wert justiert sind.

14. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertkomparator (14) und/oder die in die Flüssigkeitsabläufe (6, 11) der beiden Kolonnen (1, 4) eingefügten Meßgeräte (12, 13) auf eine Steuerung der Konzentration des absorbierten Gases bzw. Dampfes im Flüssigkeitsablauf (6) der zu steuernden Kolonne (1) auf den am Flüssigkeitsablauf (11) der Hilfskolonne (4) vorliegenden Wert justiert sind, wobei vorzugsweise im Zuge der Abgasleitung (9) ein Hilfsabsorber (18) angeordnet ist, dessen Flüssigkeitsablauf (19) an den Flüssigkeitszulauf (3) der zu steuernden Kolonne (1) angeschlossen ist.