ES3040562T3 - Reactor control unit, reactor system and method for controlling reactors - Google Patents

Reactor control unit, reactor system and method for controlling reactors

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ES3040562T3 ES19706533T ES19706533T ES3040562T3 ES 3040562 T3 ES3040562 T3 ES 3040562T3 ES 19706533 T ES19706533 T ES 19706533T ES 19706533 T ES19706533 T ES 19706533T ES 3040562 T3 ES3040562 T3 ES 3040562T3
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Steffen Haus
Marcus Runkel
Sakari Kauvosaari
Robert Schiemann
Jörg Hammerschmidt
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Abstract

1. Sistema (1) de reactores combinados, que comprende al menos dos de los reactores (21, 22, 23) en paralelo, alimentándose cada uno de los reactores (21, 22, 23) con al menos un reactivo con un tiempo respectivo que depende de la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real, en el que los reactores (21, 22, 23) comparten un suministro (4) de alimentación total, en el que el suministro (4) de alimentación total no puede suministrar a todos los reactores (21, 22, 23) funcionando a plena capacidad al mismo tiempo, y/o - un sistema (8) de postratamiento de escape común, en el que el sistema (8) de postratamiento de escape común no puede gestionar los gases (81, 82, 83) de escape de todos los reactores (21, 22, 23) funcionando a plena capacidad al mismo tiempo, y una unidad (3) de control configurada para comunicar, a cada uno de los reactores (21, 22, 23), respectivamente, al menos una variable (31, 32, 33) de control para el reactor; en el que cada una de las variables (31, 32, 33) de control comprende un objetivo (311, 321, 331) de alimentación para el reactor (21, 22, 23) respectivo, que es un valor umbral relacionado con la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real de dicho reactor (21, 22, 23) respectivo, en el que los reactores (21, 22, 23) son autocontrolados y están configurados para ajustar sus parámetros (34, 35, 36, 211, 214, 221, 224, 231, 234) según sus condiciones de contorna internas y la al menos una variable (31, 32, 33) de control respectiva recibida desde la unidad (3) de control, en el que cada reactor (21, 22, 23) está configurado para ajustar su propia velocidad (211, 221, 231) de alimentación real con la condición de que su velocidad (211, 221, 231)de alimentación real sea menor que el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para este reactor (21, 22, 23) y para maximizar su velocidad (211, 221, 231) de alimentación real y, por lo tanto, intenta alcanzar su objetivo (311, 321, 331) de alimentación en el que un objetivo de alimentación total se almacena en la unidad (3) de control como un valor límite superior, en el que el objetivo de alimentación total indica una alimentación deseada total de los reactores (21, 22, 23), que determina una salida total de los reactores (21,22,23), en el que la unidad (3) de control está configurada de manera que una suma de los objetivos (311, 321, 331) de alimentación comunicados a los reactores (211, 221, 231) sea menor o igual que el objetivo de alimentación total, en el que la unidad (3) de control está configurada para repetir constantemente las etapas de: - leer las velocidades (211, 221, 231) de alimentación reales de los múltiples reactores (21, 22, 23) recibiendo los valores de las velocidades (211, 221, 231) de alimentación reales desde unidades de control subordinadas responsables de los reactores (21, 22, 23) individuales o accediendo a las memorias correspondientes de dichas unidades de control subordinadas, - para cada uno de los reactores (21, 22, 23), interpretar que el reactor (21, 22, 23) respectivo, dependiendo de la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real y del objetivo (311, 321, 331) de alimentación para el reactor (21, 22, 23) respectivo, solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto, igual o más bajo, y - disminuir el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más bajo, y aumentar el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto con la condición de que la suma de los objetivos (311, 321, 331) de alimentación para los reactores (21, 22, 23) no exceda el objetivo de alimentación total. 2. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el objetivo (311, 321, 331) de alimentación y la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) e interpreta que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más bajo cuando la diferencia es mayor que una primera diferencia almacenada en la unidad de control como una primera delta (313, 323, 333) de alimentación, y la unidad de control interpreta que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto cuando la diferencia calculada entre el objetivo (311, 321, 331) de alimentación y la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad de control como una segunda delta (312, 322, 332) de alimentación. 3. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 1, caracterizado porque la al menos una variable (31, 32, 33) de control comprende un valor umbral inferior con relación a la velocidad de alimentación real del reactor (21, 22, 23), y porque la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el valor umbral inferior y la alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) y para interpretar una diferencia, que es menor que una primera diferencia almacenada en la unidad (3) de control como una primera delta de alimentación, como que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo de alimentación más bajo y porque la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) y para interpretar una diferencia, que es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad (3) de control como una segunda delta de alimentación, como que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo de alimentación más alto. 4. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los objetivos (311, 321, 331) de alimentación de todos los reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto se aumentan de manera que la suma de todos los objetivos (311, 321, 331) de alimentación sea igual al objetivo de alimentación total. 5. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 4, caracterizado porque los objetivos (311, 321, 331) de alimentación de los reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto se aumentan homogéneamente. 6. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el objetivo (311, 321, 331) de alimentación se aumenta y/o se disminuye en un paso o una velocidad fija. 7. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad (3) de control comprende una alimentación (212) máxima para al menos uno de los múltiples reactores (21, 22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer el objetivo (311) de alimentación del reactor (21) por debajo de la alimentación (212) máxima del reactor (21) y/o comprende una alimentación (213) mínima para al menos uno de los múltiples reactores (21, 22, 23), en el que el objetivo (311) de alimentación del reactor (21) se establece de manera que sea mayor que la alimentación (213) mínima del reactor (213). 8. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una variable (31, 32, 33) de control comprende un umbral (315, 325, 335) de flujo de aire inferior y un umbral (314, 324, 334) de flujo de aire superior y la unidad (3) de control comprende un valor de flujo de aire total, en el que una suma de los umbrales (314, 324, 334) de flujo de aire superiores de los múltiples reactores (21, 22, 23) es menor o igual al valor de flujo de aire total, en el que la unidad (3) de control está configurada, para cada reactor (21, 22, 23), para leer un valor (214, 224, 234) de flujo de aire real del reactor (21, 22, 23) respectivo, comparar el valor (21, 22, 23) de flujo de aire real con el umbral (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire inferior y superior del reactor (21, 22, 23) calculando las diferencias, - interpretar la diferencia entre el umbral (314, 324, 325) de flujo de aire superior y el valor (214, 224, 234) de flujo de aire real que es menor que una segunda delta (316, 326, 336) de aire como una solicitud de un aumento de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire e - interpretar la diferencia entre el umbral (315, 325, 335) de flujo de aire inferior y el valor (214, 224, 234) de flujo de aire real que es menor que una primera delta (317, 327, 337) de aire como una solicitud de una disminución de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire, y en el que la unidad (3) de control está configurada para disminuir los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire inferior y/o superior para aquellos reactores (21, 22, 23) que han solicitado disminuir los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire y para aumentar los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire inferior y/o superior para aquellos reactores (21, 22, 23) que han solicitado un aumento de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire con la condición de que no se supere el valor de flujo de aire total. 9. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 8, caracterizado porque el valor de flujo de aire total depende de un caudal máximo de gas de un sistema (8) de postratamiento de gases de escape asociado dispuesto después de los múltiples reactores (21, 22, 23), en el que el valor de flujo de aire total es un valor fijo o depende además de un valor de flujo de oxígeno de los reactores (21, 22, 23). 10. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 809, caracterizado porque la unidad (3) de control comprende un valor (215) de flujo de aire máximo para al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales (314, 315) de flujo de aire inferior y/o superior del reactor (21) por debajo del valor (215) de flujo de aire máximo del reactor (21) y/o comprende un valor (216) de flujo de aire mínimo para al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire inferiores y/o superiores del reactor (21) de manera sean mayores que el valor (216) de flujo de aire mínimo del reactor (21). 11. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el umbral (315, 325, 335) de flujo de aire inferior tiene una diferencia predeterminada con relación al umbral (314, 324, 334) de flujo de aire superior para el mismo reactor (21, 22, 23) y/o un factor predeterminado entre 0,6 y 0,95, preferiblemente entre 0,7 y 0,9, en particular 0,8. 12. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, para cada uno de los reactores (21, 22, 23), la al menos una variable (31, 32, 33) de control respectiva comprende un umbral de flujo de oxígeno inferior y superior, en el que la unidad (3) de control comprende un valor de flujo de oxígeno total, en el que una suma de los umbrales de flujo de oxígeno superiores de los múltiples reactores (21, 22, 23) es menor o igual que el valor de flujo de oxígeno total, porque la unidad (3) de control está configurada, para cada uno de los reactores (21, 22, 23), para - leer un valor de flujo de oxígeno real desde el reactor (21, 22, 23) respectivo, comparar el valor de flujo de oxígeno real con el umbral de flujo de oxígeno inferior y superior del reactor (21, 22, 23) calculando las diferencias, - interpretar la diferencia entre el umbral de flujo de oxígeno superior y el flujo de oxígeno real que es más pequeña que una primera delta de oxígeno como una solicitud de aumento de los umbrales de flujo de oxígeno e - interpretar la diferencia entre el umbral de flujo de oxígeno inferior y el flujo de oxígeno real que es más pequeña que una segunda delta de oxígeno como una solicitud de disminución de los umbrales de flujo de oxígeno, y en el que la unidad (3) de control está configurada para disminuir los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior para aquellos reactores que han solicitado umbrales de flujo de oxígeno más bajos y para aumentar los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior para aquellos reactores que han solicitado umbrales de flujo de oxígeno más altos con la condición de que no se supere el valor de flujo de oxígeno total. 13. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 12, caracterizado porque la unidad (3) de control comprende un valor de flujo de oxígeno máximo para al menos uno de los reactores (21, 22, 23) o está configurada para leer el valor de flujo de oxígeno máximo desde el reactor (21, 22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior del reactor (21, 22, 23) por debajo del valor de flujo de oxígeno máximo del reactor (21, 22, 23) y/o porque la unidad (3) de control comprende un valor de flujo de oxígeno mínimo para al menos uno de los reactores (21, 22, 23) o está configurada para leer el valor de flujo de oxígeno mínimo desde este reactor (21, 22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior del reactor (21, 22, 23) de manera que sean mayores que el valor de flujo de oxígeno mínimo del reactor (21, 22, 23). 14. Sistema (1) de reactores combinados según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en particular todos los reactores (21, 22, 23), son reactores de calcinación, en particular reactores de lecho fluidizado. 15. Sistema (1) de reactores combinados según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los reactores (21, 22, 23) del sistema (8) de postratamiento de gases de escape asociado tienen un caudal de gas máximo que es menor que una suma de las salidas de gas de escape máximas de los múltiples reactores (21, 22, 23) y/o porque los reactores (21, 22, 23) tienen un suministro (5) de oxígeno conjunto con un volumen de oxígeno máximo que es menor que una suma de las demandas máximas de los múltiples reactores (21, 22, 23).

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de control de reactor, sistema de reactor y método para controlar reactores
La invención se refiere a una unidad de control de reactor para controlar una pluralidad de reactores en paralelo, cada uno de los cuales es alimentado con al menos un reactivo con una velocidad de alimentación que depende del tiempo, en donde la unidad de control está configurada para comunicar al menos una variable de control a la pluralidad de reactores, en particular para comunicar un conjunto de variables de control a cada uno de la pluralidad de reactores. La invención se refiere además a un sistema de reactor que comprende una pluralidad de reactores en paralelo y una unidad de control para controlar la pluralidad de reactores en paralelo, así como a un método para controlar una pluralidad de reactores en paralelo.
El documento US 2014/0017133 A1 describe un sistema de suministro de gas ozono con varias unidades de generación de ozono libres de nitrógeno. Cada unidad de generación comprende un generador de ozono libre de nitrógeno y una parte de control de ozono. En cada unidad de generación se suministra un gas como materia prima a los generadores de ozono a través de un controlador de caudal de gas correspondiente con un caudal constante. Las señales de eventos de gas ozono de proceso se introducen desde los aparatos de tratamiento de ozono del lado de corriente abajo a una parte de control de gestión del sistema e indican los índices de ozono que solicitan dichos aparatos de tratamiento de ozono. La parte de control de gestión del sistema emite señales de control de la unidad de generación de ozono libre de nitrógeno para controlar las unidades de generación basándose en las señales de eventos de gas ozono del proceso. Cada una de las señales de control de la unidad de generación de ozono libre de nitrógeno indica una solicitud de caudal de ozono y una solicitud de concentración de ozono para la unidad de generación respectiva. Estos valores son determinados por la parte de control de gestión del sistema basándose en los caudales de ozono y las concentraciones de ozono que solicitan los aparatos de tratamiento de ozono mediante las señales de eventos de gas ozono del proceso. Además, cada parte de control de ozono incluye un ajustador de eventos para ajustar el caudal establecido basándose en el caudal de ozono solicitado, que es recibido desde la parte de control de gestión del sistema.
El documento US 2007/0078238 A1 muestra un sistema de polimerización que incluye dos reactores de polimerización en configuración paralela. Las propiedades de un producto de poliolefina y el rendimiento de un catalizador se controlan ajustando las cantidades de componentes dirigidos a un precontactor frente a las cantidades de componentes enviados directamente a un reactor de polimerización a través de una derivación del precontactor. Los medios para alimentar y controlar miden y controlan las velocidades a las que se introducen los componentes en el sistema de polimerización. Estos medios pueden ser, por ejemplo, un medidor de flujo, una bomba o una combinación de ellos.
De acuerdo con RU 2223284 C3, un proceso de producción de caucho de butilo se lleva a cabo en reactores en paralelo utilizando bucles de control que consisten en sensores de control de carga, válvulas de flujo de carga, catalizadores y sensores de temperatura y de concentración en reactores conectados a controladores. La concentración y la temperatura de la carga se ajustan mediante la acción de las válvulas de los bucles de control. Un sistema de control de varios aparatos de proceso incluye sensores de control de parámetros conectados a los controladores y circuitos de control que consisten en controladores de sensores y válvulas. Para el control de procesos interconectados, se utilizan controladores primarios y controladores de respaldo.
El documento US 2011/0014718 A1 se refiere a un método y un dispositivo para el estudio paralelo de reacciones químicas en al menos dos espacios de reacción separados espacialmente. En particular, se hace referencia a reacciones en las que el fluido fluye a través de al menos dos procesos de reacción separados espacialmente, en donde las reacciones son controladas conjuntamente para todos los espacios de reacción. Por consiguiente, el dispositivo tiene una alimentación de educto común y al menos una alimentación de gas de mantenimiento común para todos los espacios de reacción.
Un aparato de polimerización continua del documento EP 2481 477 A1 comprende un primer reactor y un segundo reactor. Una línea de suministro de materia prima está ubicada de modo que un monómero de materia prima y un iniciador de polimerización se suministran en forma de una mezcla a los reactores a través de los puertos de suministro respectivos. Una válvula de control de flujo está ubicada en un punto de ramificación, en el que una parte común de la línea de suministro de materia prima se ramifica en una primera parte y una segunda parte, y de este modo se controlan los caudales de la mezcla que pasa al primer reactor y al segundo reactor. Se proporciona una unidad de control para ajustar las cantidades de suministro respectivas del monómero de materia prima y de iniciador de polimerización a los reactores con el funcionamiento de bombas para la materia prima y el iniciador y la válvula de control de flujo o regulando la temperatura de una superficie exterior de los reactores para camisas reguladoras de temperatura. La unidad de control controla directamente los caudales de suministro a los reactores.
El documento US 2007/0104641 A1 se refiere a un método para controlar la adición de una corriente de oxígeno suplementaria en un reformador de metano con vapor. Varios tubos reformadores se encuentran dentro de una única sección radiante del reformador y son alimentados por una corriente combinada común.
El documento US 6.489.168 B1 describe un sistema de control de reactor para monitorizar y controlar una reacción química paralela. El sistema de control de reactor envía datos de control y recibe datos experimentales de un reactor de polimerización en paralelo. Los datos de control y experimentales incluyen valores de ajuste para temperatura, presión, tiempo, velocidad de agitación, así como valores experimentales medidos para temperatura y presión. El sistema de control de reactor adquiere datos experimentales en un módulo de control de sistema y los procesa en un módulo de análisis de datos bajo el control del usuario a través de un módulo de interfaz de usuario. El módulo de control del sistema controla la presión del recipiente del reactor a través de una interfaz de presión y un controlador de presión. El controlador de presión envía señales de control de presión a las válvulas que permiten que los gases entren o salgan de los recipientes del reactor a través de la entrada/salida según sea necesario para mantener la presión del recipiente del reactor a un nivel establecido por el usuario a través de la interfaz de usuario. Además, el sistema de control de reactor puede determinar si la reacción que ocurre en uno o más recipientes de reactor ha alcanzado un objetivo de conversión específico basándose en resultados calculados. En ese caso, el sistema de control de reactor provoca la adición de un agente de extinción al recipiente o recipientes del reactor pertinentes para terminar la reacción en ese recipiente.
El documento WO 2018/025201 A1 muestra un sistema para controlar una planta para la producción en continuo de un polímero. La planta comprende una sección de reacción que comprende al menos un reactor, que se alimenta con al menos un primer monómero y un segundo monómero, una sección de separación, que comprende un primer separador de alta presión, un segundo separador de baja presión y un tercer separador de baja presión, una sección de acabado que comprende al menos una cuba para reciclar los productos finos, una pluralidad de equipos de medición de las condiciones de operación de la planta, y un sistema de control. El sistema de control comprende una pluralidad de dispositivos de control distribuidos que pueden ser accionados por al menos una unidad central de procesamiento y control electrónico sobre la base de una pluralidad de variables de control que comprenden el caudal de aceite con el que se alimenta el primer separador, el caudal de terminador de cadena con el que se alimenta el al menos un reactor, y el caudal de ventilación del circuito de control termostático de reactor. La unidad central de procesamiento y de control electrónico comprende medios de software para implementar un método de control. En él se determina el valor del potencial de producción del reactor.
Los reactores, en particular los reactores de lecho fluidizado, como p. ej. los reactores de tostado, deben controlarse ajustando una gran cantidad de parámetros. Los parámetros de los reactores normalmente incluyen varias corrientes de material de entrada, como material de alimentación, aire, oxígeno, gases adicionales, agua y otros. Los reactores también tienen corrientes de material de salida, como material del producto y gases de escape. Además, los reactores tienen parámetros internos como la temperatura del proceso o la composición de las diferentes corrientes de material, especialmente la corriente de salida del producto. Al menos algunos de estos parámetros no se pueden controlar directamente y/o dependen en gran medida de otros parámetros del reactor. Además, hay una serie de condiciones de límite internas, como un valor máximo o mínimo o una relación específica con otro parámetro. Las unidades de control para los parámetros ajustables de un solo reactor están bien establecidas
Sin embargo, a menudo varios reactores forman un sistema de reactor combinado, compartiendo algún sistema anterior o descendente, como líneas de alimentación. Por lo tanto, la alimentación disponible debe ser compartida por los reactores. Lo mismo ocurre con las corrientes de salida, especialmente los gases de escape, que normalmente se tratan en un sistema combinado de postratamiento de gases de escape para todos los reactores.
Como es muy raro que todos los reactores funcionen al máximo de su capacidad, es habitual dimensionar por debajo las líneas de suministro y/o el sistema de escape. Esto significa que las líneas de suministro no pueden alimentar a todos los reactores que funcionan a plena capacidad al mismo tiempo y/o que el sistema de postratamiento de gases de escape no puede manejar los gases de escape de todos los reactores que funcionan a plena capacidad al mismo tiempo. Por lo tanto, además de los requisitos individuales que debe cumplir el reactor, también existen requisitos globales que deben cumplirse mediante la combinación de los reactores. Esto hace que el control de un sistema de reactor que comprende una pluralidad de reactores sea muy complicado y, así, normalmente tal sistema de reactor no utiliza todos los recursos disponibles y, así, no funciona con la mayor eficiencia posible.
Es, por lo tanto, el objeto de la presente invención mejorar la eficiencia de los sistemas de reactores con una pluralidad de reactores individuales.
El objeto se resuelve mediante una unidad de control de reactor para controlar una pluralidad de reactores en paralelo según la reivindicación 1.
La unidad de control de reactor está configurada para comunicar al menos una variable de control a los reactores, en donde la al menos una variable de control comprende un objetivo de alimentación, que es un valor umbral con respecto a la velocidad de alimentación específica del reactor. En particular, la unidad de control envía un objetivo de alimentación correspondiente a cada reactor controlado, en donde el reactor puede ajustar su propia alimentación real bajo la condición de que sea menor que el objetivo de alimentación asignado. La alimentación del reactor es la cantidad de material de entrada que se introduce en el reactor, convertida en el mismo y sale como producto. Por lo tanto, la alimentación es más o menos proporcional al rendimiento y a la cantidad de material que sale del reactor. El reactor normalmente intenta maximizar su rendimiento y, así, su alimentación y, por lo tanto, intenta alcanzar el objetivo de alimentación asignado.
La unidad de control comprende un objetivo de alimentación total, que puede ser una restricción física de un aparato dispuesto posteriormente a la pluralidad de reactores o puede ser ajustado por una persona debido a una demanda específica, e indica la alimentación total deseada, que determina el rendimiento total de los reactores. El objetivo de alimentación total se almacena en la unidad de control como un valor límite superior. La unidad de control está configurada para establecer los objetivos de alimentación respectivos de la pluralidad de reactores de tal manera que la suma de los objetivos de alimentación de la pluralidad de reactores sea inferior o igual al objetivo de alimentación total. Además, la unidad de control está configurada para leer las alimentaciones reales de la pluralidad de reactores, p. ej., los valores de alimentación ajustados por los reactores individuales, por ejemplo recibiendo los valores de unidades de control subordinadas responsables de los reactores individuales o accediendo a una memoria correspondiente de tal unidad de control. Alternativamente, la unidad de control puede tener acceso directo a las unidades de sensores respectivas.
Dependiendo de la velocidad de alimentación real y del objetivo de alimentación del reactor, la unidad de control interpreta que el reactor solicita un objetivo de alimentación superior, igual o inferior. Luego, disminuye el objetivo de alimentación para un reactor que solicita un objetivo de alimentación inferior y aumenta el objetivo de alimentación para un reactor que solicita un objetivo de alimentación superior bajo la condición de que la suma de los objetivos de alimentación no supere el objetivo de alimentación total. Así, la unidad de control desplaza los distintos objetivos de alimentación entre la pluralidad de reactores, dependiendo del uso real de los reactores, para maximizar el rendimiento total del sistema de reactores en paralelo. La unidad de control repite de forma constante las etapas de leer las alimentaciones reales de los reactores y compararlas con los objetivos de alimentación, determinar qué reactores solicitan un umbral superior y/o inferior y aumentar y/o disminuir los umbrales respectivos, cuando sea posible. Las etapas pueden ser repetidas por la unidad de control lo más rápido posible o con una periodicidad predeterminada.
Según una realización preferida, la unidad de control está configurada para calcular la diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación real de cada reactor, que es ajustada por el propio reactor. Cuando la diferencia calculada es mayor que una primera diferencia almacenada en la unidad de control como un primer delta de alimentación, el reactor parece no ser capaz de alcanzar el valor objetivo asignado. La unidad de control interpreta esto como que el reactor solicita un objetivo de alimentación inferior. Cuando el reactor alcanza realmente su valor objetivo o casi alcanza su valor objetivo, la diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación es menor que un segundo delta de alimentación. El segundo delta de alimentación se puede elegir en el orden de magnitud de las fluctuaciones normales de la alimentación y, así, es mucho más pequeño que el primer delta de alimentación. La unidad de control interpreta esto como que el reactor solicita un objetivo de alimentación superior. Por lo tanto, la unidad de control desplaza la alimentación objetivo desde un reactor que no fue capaz de alcanzar su valor objetivo a un reactor que parece ser capaz de alcanzar una alimentación aún mayor. Esto da como resultado una alimentación total superior y, por lo tanto, un rendimiento general aumentado.
Según una realización alternativa, una de las variables de control es un valor umbral inferior con respecto a la alimentación del reactor. La unidad de control envía así el objetivo de alimentación como un umbral superior y, adicionalmente, un umbral inferior al reactor. El reactor tiene por tanto un límite superior e inferior dentro del cual puede ajustar su alimentación. La unidad de control está configurada para calcular una diferencia entre el valor umbral inferior y la alimentación real de cada reactor e interpretar que el reactor solicita un objetivo de alimentación inferior cuando una diferencia entre la alimentación y el valor umbral inferior con respecto a la alimentación del reactor es menor que un primer delta de alimentación.
La unidad de control está configurada además para calcular la diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación real. Cuando la alimentación se encuentra cerca del objetivo de alimentación, donde la diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad de control como un segundo delta de alimentación, se interpreta que el reactor solicita un objetivo de alimentación superior. La suma del primer y segundo deltas de alimentación puede ser menor que la diferencia entre el objetivo de alimentación y el valor umbral inferior. Así, el área entre el umbral superior e inferior se divide en tres partes. Una parte superior, interpretada como una solicitud de un umbral superior, una parte media como una solicitud del mismo umbral y una parte inferior como una solicitud de un umbral inferior. Este principio de dos umbrales se describe más adelante con más detalle con respecto a la corriente de aire y la corriente de oxígeno y también es aplicable con todos sus detalles al objetivo de alimentación y al valor umbral inferior con respecto a la alimentación del reactor.
Según una realización preferida, los objetivos de alimentación de los reactores que solicitaron un objetivo de alimentación superior se aumentan de tal manera que la suma de todos los objetivos de alimentación es igual al objetivo de alimentación total. Por lo tanto, el objetivo de alimentación libre, definido como la diferencia entre la suma de todos los objetivos de alimentación y el objetivo de alimentación total, se distribuye completamente a los reactores que solicitaron un objetivo de alimentación mayor. La unidad de control puede disminuir el objetivo de alimentación de los reactores que solicitaron un umbral inferior, independientemente de que otros reactores soliciten un objetivo superior. Esto dará lugar a un objetivo no asignado o libre. En tal caso, la suma de todos los objetivos de alimentación es inferior al objetivo de alimentación total. De manera alternativa, la unidad de control puede estar configurada para disminuir el objetivo de alimentación de los reactores que solicitaron un umbral inferior, solamente cuando al menos otro reactor solicite un objetivo de alimentación superior.
Según una realización preferida adicional, los objetivos de alimentación de los reactores que solicitaron un objetivo de alimentación superior se aumentan de manera uniforme. Por lo tanto, el objetivo libre se distribuye de manera uniforme entre los reactores que solicitaron un objetivo de alimentación superior. Por lo tanto, cada reactor que solicitó un objetivo de alimentación superior obtiene la misma parte del objetivo liberado de un reactor que solicitó un objetivo de alimentación inferior. Por lo tanto, los reactores se manejan de forma igualitaria, impidiendo que un reactor tenga desventajas debido a su posición en el sistema de control.
Según una realización preferida, el objetivo de alimentación se aumenta y/o disminuye mediante una etapa y/o velocidad fijas. La unidad de control puede comprender una etapa de disminución predeterminada para un reactor. La etapa de disminución puede ser la misma o una etapa de disminución individual para cada reactor. Cuando se reduce la alimentación objetivo de un reactor que solicitó un objetivo de alimentación inferior, la alimentación objetivo se reduce en esta etapa específica. Asimismo, la unidad de control puede comprender una etapa de aumento predeterminada para un reactor. La etapa de aumento también puede ser la misma o una etapa de aumento individual para cada reactor. Cuando se aumenta la alimentación objetivo de un reactor que solicitó un objetivo de alimentación superior, la alimentación objetivo se aumenta mediante esta etapa específica. Cuando el objetivo libre no es suficiente para aumentar el objetivo de alimentación de todos los reactores que solicitaron un objetivo de alimentación superior mediante la etapa predeterminada, la unidad de control puede aumentar el objetivo de alimentación de tantos reactores como sea posible. De manera alternativa, el objetivo de alimentación de todos los reactores que solicitaron un objetivo de alimentación superior se puede aumentar en una etapa reducida, de tal manera que el objetivo de alimentación libre se distribuya por completo. También es posible aumentar y disminuir el objetivo de alimentación mediante velocidad específica, es decir, mediante un valor predeterminado por unidad de tiempo. De este modo, la velocidad con la que cambian los valores de los objetivos de alimentación no depende de la potencia de cálculo de las unidades de control, lo que afecta a la velocidad de repetición con la que la unidad de control comprueba los reactores y envía nuevos objetivos de alimentación a los reactores. De la misma forma que lo anterior, la unidad de control puede comprender una tasa de aumento y/o disminución para cada reactor individual o una velocidad de aumento y/o disminución global para todos los reactores.
Según una realización preferida de la invención, la unidad de control comprende una alimentación máxima para al menos uno de la pluralidad de reactores, en donde la unidad de control está configurada para establecer el objetivo de alimentación del reactor por debajo de la alimentación máxima del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce los valores máximos de alimentación de la pluralidad de reactores y establece el objetivo de alimentación en consecuencia, de tal manera que no supere la alimentación máxima del reactor. Además, el reactor puede estar configurado para no aceptar un aumento de su objetivo de alimentación que supere su alimentación máxima. De manera alternativa, la unidad de control puede leer la alimentación máxima del reactor y establecer la alimentación objetivo en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca de la alimentación máxima y establecer la alimentación objetivo de forma independiente y el propio reactor establece su valor objetivo en la alimentación máxima cuando se recibe una alimentación objetivo superior a la alimentación máxima.
Adicional o alternativamente, la unidad de control puede comprender una alimentación mínima para al menos uno de la pluralidad de reactores, en donde la unidad de control está configurada para establecer el objetivo de alimentación del reactor superior a la alimentación mínima del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce los valores de alimentación mínima de la pluralidad de reactores y establece el objetivo de alimentación en consecuencia, de tal manera que no caiga por debajo del objetivo de alimentación mínima. Además, el reactor puede estar configurado para no aceptar una disminución de su objetivo de alimentación que caiga por debajo de su alimentación mínima. De manera alternativa, la unidad de control puede leer la alimentación mínima del reactor y establecer la alimentación objetivo en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca de la alimentación mínima y establecer la alimentación objetivo de forma independiente y el propio reactor establece su valor objetivo en la alimentación mínima cuando se recibe una alimentación objetivo inferior a la alimentación mínima.
Según una realización preferida, la al menos una variable de control comprende un umbral inferior y superior de corriente de aire. Por lo tanto, la unidad de control envía un par de umbrales de corriente de aire correspondientes preferiblemente a cada reactor controlado, en donde el reactor puede ajustar su propia corriente de aire real bajo la condición de que se mantenga dentro de los umbrales recibidos. La unidad de control comprende un valor total de corriente de aire, en donde la suma de los umbrales superiores de corriente de aire de la pluralidad de reactores es inferior o igual al valor total de corriente de aire. La unidad de control está configurada además para leer una corriente de aire real de la pluralidad de reactores al recibir los valores reales de corriente de aire de una única unidad de control de reactor, acceder a una memoria correspondiente, tener acceso a los sensores respectivos o recibir los valores de otra manera. A continuación, la unidad de control compara la corriente de aire real con los umbrales superior e inferior de corriente de aire e interpreta la diferencia entre el umbral superior de corriente de aire y la corriente de aire real, que es menor que un primer delta de aire, como una solicitud para el aumento de los umbrales de corriente de aire. Además, la unidad de control interpreta una diferencia entre el umbral inferior de corriente de aire y la corriente de aire real, que es menor que un segundo delta de aire, como una solicitud para una disminución de los umbrales de corriente de aire.
La suma del primer y segundo deltas de aire puede ser menor que la diferencia entre el umbral superior de corriente de aire y el umbral inferior de corriente de aire. Así, el área entre el umbral superior e inferior se divide en tres partes. Una parte superior, interpretada como una solicitud de un umbral superior, una parte media como una solicitud del mismo umbral y una parte inferior como una solicitud de un umbral inferior. Por lo tanto, cuando el reactor ajusta su corriente de aire de tal manera que se sitúa en la parte superior del campo admisible, la unidad de control lo interpreta como una solicitud de aumento. Por otro lado, cuando el reactor ajusta su corriente de aire de tal manera que se sitúa en la parte inferior del campo admisible, la unidad de control lo interpreta como una solicitud de disminución.
A continuación, la unidad de control disminuye los umbrales inferior y/o superior de corriente de aire para un reactor que solicitó un umbral inferior de corriente de aire y aumenta los umbrales inferior y/o superior de corriente de aire para un reactor que solicitó un umbral superior de corriente de aire bajo la condición de que no se supere el valor total de corriente de aire.
Según otra realización preferida, el valor total de corriente de aire depende del rendimiento máximo de gas de un sistema de postratamiento conjunto de gases de escape, que está dispuesto después de la pluralidad de reactores. El valor total de corriente de aire puede ser así un valor fijo calculado una vez a partir del rendimiento máximo de gas del sistema de postratamiento conjunto de los gases de escape, por ejemplo se puede utilizar directamente el rendimiento máximo de gas o un porcentaje específico del mismo. De manera alternativa, el valor total de corriente de aire depende además del valor de corriente de oxígeno de la pluralidad de reactores. Dado que tanto la corriente de aire como la corriente de oxígeno se añaden al volumen total de escape, el valor total de corriente de aire se puede adaptar constantemente a la corriente de oxígeno variable. Se podría adaptar aún más basándose en la composición del material de alimentación, en particular del porcentaje de componentes que dan lugar a mayores volúmenes de escape.
Según otra realización preferida, la unidad de control comprende una corriente de aire máxima para al menos uno de la pluralidad de reactores, en donde la unidad de control está configurada para establecer los umbrales inferior y/o superior de corriente de aire del reactor por debajo de la corriente de aire máxima del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce cada corriente de aire máxima de los reactores y establece los umbrales de la corriente de aire en consecuencia, de tal manera que el umbral superior de corriente de aire no supere la corriente de aire máxima.
Además, el reactor puede estar configurado para no aceptar un aumento de sus umbrales de corriente de aire que supere su corriente de aire máxima.
De manera alternativa, la unidad de control puede leer la corriente de aire máxima del reactor y establecer los umbrales de corriente de aire en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca de la corriente de aire máxima y establecer los umbrales de corriente de aire de forma independiente y el propio reactor establece sus umbrales de corriente de aire a los valores más altos posibles cuando se recibe un valor con un umbral superior de corriente de aire que supera el umbral máximo.
Adicional o alternativamente, la unidad de control puede comprender una corriente de aire mínima para al menos uno de la pluralidad de reactores, en donde los umbrales inferior y/o superior de corriente de aire del reactor se establecen para que sean más altos que la corriente de aire mínima del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce cada corriente de aire mínima de los reactores y establece los umbrales de la corriente de aire en consecuencia, de tal manera que el umbral inferior de corriente de aire no caiga por debajo de la corriente de aire mínima. Además, el reactor puede estar configurado para no aceptar una disminución de sus umbrales de corriente de aire por debajo de su corriente de aire mínima.
De manera alternativa, la unidad de control puede leer la corriente de aire mínima del reactor y establecer los umbrales de corriente de aire en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca de la corriente de aire mínima y establecer los umbrales de la corriente de aire de forma independiente, y el propio reactor establece sus umbrales de corriente de aire en los valores más inferiores posibles, cuando se recibe un umbral inferior de corriente de aire inferior a la corriente de aire mínima.
Según una realización preferida de la invención, el umbral inferior de corriente de aire tiene una diferencia predeterminada con el umbral superior de corriente de aire y, por lo tanto, los dos valores se desplazan en paralelo cuando aumentan o disminuyen. Alternativa o adicionalmente, los umbrales superiores e inferiores de corriente de aire se pueden vincular mediante un factor predeterminado, preferiblemente entre 0,6 y 0,95, incluso más preferido entre 0,7 y 0,9, en particular 0,8. Ambas alternativas pueden utilizarse por turnos. En particular, la unidad de control puede conmutar desde una diferencia predeterminada a un factor y viceversa, dependiendo de los parámetros de funcionamiento del reactor. Por lo tanto, la unidad de control solo necesita ser manejada por la unidad de control, mientras que el otro valor simplemente se actualiza en consecuencia, reduciendo la carga de trabajo en la unidad de control.
Según otra realización preferida de la invención, la al menos una variable de control comprende un umbral inferior y superior de corriente de oxígeno. Por lo tanto, la unidad de control está configurada para enviar un par de umbrales de corriente de oxígeno correspondientes preferiblemente a cada reactor controlado, en donde el reactor puede ajustar su propia corriente de oxígeno real bajo la condición de que permanezca dentro de los umbrales recibidos. La unidad de control comprende un valor total de corriente de oxígeno, en donde la suma de los umbrales superiores de corriente de oxígeno de la pluralidad de reactores es inferior o igual al valor total de corriente de oxígeno. El valor total de corriente de oxígeno puede ser el suministro de oxígeno máximo posible de una unidad de suministro de oxígeno común para la pluralidad de reactores. La unidad de control está configurada para leer las corrientes de oxígeno reales de la pluralidad de reactores, comparar las corrientes de oxígeno reales con los umbrales inferior y superior de corriente de oxígeno, interpretar la diferencia entre el umbral superior de corriente de oxígeno y la corriente de oxígeno real que es menor que un primer delta de oxígeno como una solicitud para el aumento de los umbrales de corriente de oxígeno e interpretar una diferencia entre el umbral inferior de corriente de oxígeno y la corriente de oxígeno real que es más pequeña que un segundo delta de oxígeno como una solicitud para la disminución de los umbrales de corriente de oxígeno. La suma del primer y segundo delta de oxígeno puede ser menor que la diferencia entre el umbral inferior y superior de corriente de oxígeno. La unidad de control está configurada además para disminuir los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno para un reactor que solicitó una corriente de oxígeno inferior y aumentar los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno para un reactor que solicitó un umbral superior bajo la condición de que no se supere el valor total de la corriente de oxígeno.
Según otra realización preferida, la unidad de control comprende una corriente de oxígeno máxima para al menos uno de la pluralidad de reactores, en donde la unidad de control está configurada para establecer los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno del reactor por debajo de la corriente de oxígeno máxima del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce cada corriente de oxígeno máxima de los reactores y establece los umbrales de corriente de oxígeno en consecuencia, de tal manera que el umbral superior de corriente de oxígeno no supere la corriente de oxígeno máxima. Además, el reactor puede estar configurado para no aceptar un aumento de sus umbrales de corriente de oxígeno que supere su corriente de oxígeno máxima.
De manera alternativa, la unidad de control puede leer la corriente de oxígeno máxima del reactor y establecer los umbrales de corriente de oxígeno en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca de la corriente de oxígeno máxima y establecer los umbrales de corriente de oxígeno de forma independiente y el propio reactor establece sus umbrales de corriente de oxígeno en los valores más altos posibles cuando se recibe un valor con un umbral superior de corriente de oxígeno que supera la corriente de oxígeno máxima.
Adicional o alternativamente, la unidad de control puede comprender una corriente de oxígeno mínima para al menos uno de la pluralidad de reactores, en donde los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno del reactor se establecen para que sean más altos que la corriente de oxígeno mínima del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce cada corriente de oxígeno mínima de los reactores y establece los umbrales de corriente de oxígeno en consecuencia, de tal manera que el umbral inferior de corriente de oxígeno no caiga por debajo de la corriente de oxígeno mínima. Además, el reactor puede estar configurado para no aceptar una disminución de sus umbrales de corriente de oxígeno por debajo de su corriente de oxígeno mínima. De manera alternativa, la unidad de control puede leer la corriente de oxígeno mínima del reactor y establecer los umbrales de corriente de oxígeno en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca de la corriente de oxígeno mínima y establecer los umbrales de corriente de oxígeno de forma independiente y el propio reactor establece sus umbrales de corriente de oxígeno en los valores más bajos posibles, cuando se recibe un umbral inferior de corriente de oxígeno inferior a la corriente de oxígeno mínima.
El procedimiento de puesta en marcha se puede manejar de tal manera que los reactores ya estén en funcionamiento cuando su control se transfiera a la unidad de control inventiva. La unidad de control puede leer parámetros como la alimentación real, la corriente de aire y la corriente de oxígeno y aceptar el control sobre los reactores solo cuando los parámetros están dentro de los márgenes requeridos, como no superar el objetivo de alimentación total, la corriente de aire total y/o la corriente de oxígeno total.
El sistema de reactor comprende una pluralidad de reactores en paralelo y una unidad de control que comunica variables de control a los reactores, en donde la unidad de control es una unidad de control como la descrita anteriormente. Los reactores son autocontrolados y ajustan sus parámetros según sus condiciones límite internas, como la temperatura, las relaciones entre aire, oxígeno, alimentación, concentración de azufre en la alimentación u otros parámetros, y las variables de control recibidas de la unidad de control. Preferiblemente, los reactores están configurados para maximizar la alimentación del reactor y, por tanto, el rendimiento.
Según una realización preferida del sistema de reactor inventivo, al menos uno de la pluralidad de reactores, en particular todos los reactores, son reactores de tostado, en particular reactores de lecho fluidizado.
Según otra realización preferida del sistema de reactor inventivo, los reactores tienen un sistema de postratamiento conjunto de gases de escape con un rendimiento máximo de gas inferior a la suma de las salidas máximas de gases de escape de la pluralidad de reactores. Por lo tanto, cuando todos los reactores funcionaran al 100 por ciento, el sistema de escape se sobrecargaría. Dado que los reactores están controlados por la unidad de control inventiva, se impide tal sobrecarga.
El objeto también se resuelve mediante un método para controlar un sistema de reactor combinado según la reivindicación 16.
El sistema de reactor comprende una pluralidad de reactores en paralelo, en donde una unidad de control comunica variables de control a los reactores, y una de las variables de control es un objetivo de alimentación, que es un valor umbral con respecto a la alimentación del reactor. La pluralidad de reactores ajusta sus parámetros según sus condiciones límite internas y las variables de control recibidas para maximizar el valor objetivo. La unidad de control comprende un objetivo de alimentación total y establece los objetivos de alimentación respectivos para la pluralidad de reactores de tal manera que la suma de los objetivos de alimentación de la pluralidad de reactores sea inferior o igual al objetivo de alimentación total. Además, la unidad de control lee las alimentaciones reales de la pluralidad de reactores, compara las alimentaciones reales con los objetivos de alimentación y, basándose en la comparación, interpreta que el reactor solicita un objetivo de alimentación superior, igual o inferior. A continuación, la unidad de control disminuye el objetivo de alimentación para un reactor que solicitó un umbral inferior y aumenta el objetivo de alimentación para un reactor que solicitó un umbral superior bajo la condición de que no se supere el objetivo de alimentación total. El método inventivo puede comprender todas las etapas descritas anteriormente con respecto a la unidad de control y al sistema de reactor.
Otros objetivos, características, ventajas y posibles aplicaciones de la invención se pueden deducir también de la siguiente descripción de los dibujos adjuntos y del ejemplo. Todas las características descritas y/o ilustradas forman el objeto de la invención per se o en cualquier combinación, independientemente de su inclusión en las reivindicaciones individuales o sus referencias posteriores.
En los dibujos:
La Fig. 1 muestra una vista esquemática del sistema de reactor inventivo.
La Fig. 2 muestra un gráfico del control de alimentación de tres reactores del sistema de reactores inventivo, La Fig. 3 muestra un gráfico del control de corriente de oxígeno de tres reactores del sistema de reactor inventivo; El sistema 1 de reactor inventivo mostrado en la Fig. 1 comprende tres reactores 21, 22, 23. El primer reactor 21 tiene una entrada 41 de alimentación, que está conectada a un suministro 4 de alimentación total, una entrada 51 de corriente de oxígeno, que está conectada a una unidad 5 de suministro de oxígeno y una entrada 61 de corriente de aire, que está conectada a un suministro 6 de corriente de aire total. Asimismo, el segundo reactor 22 tiene una entrada 42 de alimentación, que está conectada al suministro 4 de alimentación total, una entrada 52 de corriente de oxígeno, que está conectada a la unidad 5 de suministro de oxígeno y una entrada 62 de corriente de aire, que está conectada al suministro 6 de corriente de aire total. El tercer reactor 23 tiene una entrada 43 de alimentación, que está conectada al suministro 4 de alimentación total, una entrada 53 de corriente de oxígeno, que está conectada a la unidad 5 de suministro de oxígeno y una entrada 63 de corriente de aire, que está conectada al suministro 6 de corriente de aire total.
El primer reactor 21 tiene una salida 71 del material producido, que se suma añade a la salida 72 del segundo reactor 22 y la salida 73 del tercer reactor 23 para la una salida total 7.
Los gases 81 de escape del primer reactor 21, los gases 82 de escape del segundo reactor 22 y los gases 83 de escape del tercer reactor 23 son guiados a un sistema 8 de postratamiento común de gases de escape.
Una unidad 3 de control controla el primer reactor 21, el segundo reactor 22 y el tercer reactor 23 enviando variables 31 de control al primer reactor 21, variables 32 de control al segundo reactor 22 y variables 33 de control al tercer reactor 23. Además, la unidad 3 de control lee los parámetros 34 del primer reactor 21, los parámetros 35 del segundo reactor 22 y los parámetros 36 del tercer reactor 23. Las variables 31, 32 y 33 de control comprenden cada una de ellas un objetivo 311, 321, 331 de alimentación, un umbral superior 314, 324, 334 de corriente de aire y un umbral inferior 315, 325, 335 de corriente de aire y un umbral superior e inferior de oxígeno.
Los reactores 21, 22 y 23 ajustan sus alimentaciones 211, 221, 231 libremente sin sobrepasar los objetivos 311, 321, 331 de alimentación recibida, sus corrientes de oxígeno dentro de los márgenes de los umbrales superior e inferior de corriente de oxígeno y sus corrientes 214, 224, 234 de aire dentro de los márgenes de los umbrales superior e inferior 314, 315, 324, 325, 334, 335 de corriente de aire.
La unidad 3 de control lee una alimentación real 211, una corriente 214 de aire y una corriente de oxígeno como parámetros 34 del primer reactor 21. Asimismo, la unidad 3 de control lee las alimentaciones reales 221, 231, la corriente 224, 234 de aire y la corriente de oxígeno del segundo reactor 22 y del tercer reactor como parámetros 35 y 36.
La unidad 3 de control conoce la demanda real de la salida total 7, que se guarda como objetivo de alimentación total en la unidad 3 de control. Además, el volumen máximo de escape del sistema 8 de postratamiento de gases de escape se guarda como valor total de corriente de aire en la unidad 3 de control y el suministro de oxígeno máximo posible de la unidad 5 de suministro de oxígeno se guarda en la unidad 3 de control como un valor total de corriente de oxígeno.
La unidad de control realiza periódicamente etapas de control, por ejemplo cada 10 segundos, donde lee la alimentación real 211 del primer reactor 21 como parte de sus parámetros 34. La unidad 3 de control comprueba entonces si la alimentación real 211 se encuentra en una parte superior del intervalo de alimentación permitido ya que calcula la diferencia del objetivo 311 de alimentación y la alimentación real 211 y compara la diferencia con un segundo delta 312 de alimentación. Si la diferencia es menor que el segundo delta 312 de alimentación, la alimentación real 211 se encuentra en una parte superior del intervalo de alimentación permitido y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita un objetivo 311 de alimentación superior. La unidad de control también comprueba si la alimentación real 211 se encuentra en una parte inferior del intervalo de alimentación permitido, comparando la diferencia calculada entre el objetivo 311 de alimentación y la alimentación real 211 y comparándola con un primer delta 313 de alimentación. Si la diferencia es mayor que el primer delta 313 de alimentación, la alimentación real 211 se encuentra en una parte inferior del intervalo de alimentación permitido y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita un objetivo 311 de alimentación inferior. La unidad 3 de control realiza la misma etapa de control para el segundo reactor 22 y el tercer reactor 23.
La unidad 3 de control disminuye entonces el objetivo 311, 321, 331 de alimentación de todos los reactores 21, 22, 23 que solicitaron un objetivo 311, 321, 331 de alimentación inferior mediante una etapa de disminución, bajo la condición de que esta disminución no resulte en un objetivo 311, 321, 331 de alimentación, que sea inferior a una alimentación mínima 213 del reactor respectivo 21, 22, 23. La unidad 3 de control aumenta entonces el objetivo 311, 321, 331 de alimentación de todos los reactores 21, 22, 23 que solicitaron un objetivo 311, 321, 331 de alimentación superior mediante una etapa de aumento, bajo la condición de que este aumento no dé como resultado un objetivo 311, 321, 331 de alimentación que sea superior a una alimentación máxima 212 del reactor respectivo 21, 22, 23 y bajo la condición de que la suma de los objetivos 311, 321, 331 de alimentación de los reactores 21, 22, 23 no supere el objetivo de alimentación total.
La unidad de control también lee la corriente 214 de aire real del primer reactor 21 como parte de sus parámetros 34. La unidad 3 de control comprueba entonces si la corriente 214 de aire real se encuentra en una parte superior del intervalo de corriente de aire permitido, calculando la diferencia entre el umbral superior 314 de corriente de aire y la corriente 214 de aire real y comparando la diferencia con un segundo delta 316 de aire. Si la diferencia es menor que el segundo delta 316 de aire, la corriente 214 de aire real se encuentra en una parte superior del intervalo de corriente de aire admisible y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita umbrales superiores 314, 315 de corriente de aire. La unidad 3 de control comprueba también si la corriente 214 de aire real se encuentra en una parte inferior del intervalo de corriente de aire permitido, calculando la diferencia entre el umbral inferior 315 de corriente de aire y la corriente 214 de aire real y comparando la diferencia con un primer delta 317 de aire. Si la diferencia es menor que el primer delta 317 de corriente de aire, la corriente 214 de aire real se encuentra en una parte inferior del intervalo de corriente de aire permitido y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita umbrales inferiores 314, 315 de corriente de aire. La unidad 3 de control realiza la misma etapa con respecto a la corriente de aire para el segundo reactor 22 y el tercer reactor 23.
La unidad 3 de control disminuye entonces los umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de corriente de aire de todos los reactores 21, 22, 23 que solicitaron umbrales inferiores 314, 315, 324, 325, 334, 335 de corriente de aire mediante una etapa de disminución, bajo la condición de que esta disminución no resulte en umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de corriente de aire que sean inferiores a una corriente 216 de aire mínima del reactor respectivo 21, 22, 23. La unidad 3 de control aumenta entonces los umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de corriente de aire de todos los reactores 21, 22, 23 que solicitaron umbrales superiores 314, 315, 324, 325, 334, 335 de corriente de aire mediante una etapa de aumento, bajo la condición de que este aumento no resulte en umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de corriente de aire que sean superiores a una corriente 215 de aire máxima del reactor respectivo 21, 22, 23 y bajo la condición de que la suma de los umbrales superiores 314, 324, 334 de corriente de aire de los reactores 21,22, 23 no supere el valor total de corriente de aire.
La unidad de control también lee la corriente de oxígeno real del primer reactor 21 como parte de sus parámetros 34. La unidad 3 de control comprueba entonces si la corriente de oxígeno real se encuentra en una parte superior del intervalo de corriente de oxígeno permitido, calculando la diferencia entre el umbral superior de corriente de oxígeno y la corriente de oxígeno real y comparando la diferencia con un segundo delta de oxígeno. Si la diferencia es menor que el segundo delta de oxígeno, la corriente de oxígeno real se encuentra en una parte superior del intervalo de corriente de oxígeno permitido y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita umbrales superiores de corriente de oxígeno. La unidad 3 de control también comprueba si la corriente de oxígeno real se encuentra en una parte inferior del intervalo de corriente de oxígeno permitido, calculando la diferencia entre el umbral inferior de corriente de oxígeno y la corriente de oxígeno real y comparando la diferencia con un primer delta de oxígeno. Si la diferencia es menor que el primer delta de corriente de oxígeno, la corriente de oxígeno real se encuentra en una parte inferior del intervalo de corriente de oxígeno permitido y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita umbrales inferiores de corriente de oxígeno. La unidad 3 de control realiza las mismas etapas con respecto a la corriente de oxígeno para el segundo reactor 22 y el tercer reactor 23.
La unidad 3 de control disminuye entonces los umbrales de corriente de oxígeno de todos los reactores 21, 22, 23 que solicitaron umbrales inferiores de corriente de oxígeno mediante una etapa de disminución, bajo la condición de que esta disminución no resulte en umbrales de corriente de oxígeno que sean inferiores a una corriente de oxígeno mínima del reactor respectivo 21, 22, 23. La unidad 3 de control aumenta entonces los umbrales de corriente de oxígeno de todos los reactores 21, 22, 23 que solicitaron umbrales superiores de corriente de oxígeno mediante una etapa de aumento, bajo la condición de que este aumento no resulte en umbrales de corriente de oxígeno que sean superiores a una corriente de oxígeno máxima del reactor respectivo 21, 22, 23 y bajo la condición de que la suma de los umbrales superiores de corriente de oxígeno de los reactores 21,22, 23 no supere el valor total de la corriente de oxígeno.
La Fig. 2 muestra un ejemplo del desarrollo a lo largo del tiempo con respecto a la alimentación del primer reactor 21 en el gráfico superior, el segundo reactor 22 en el gráfico del medio y el tercer reactor 23 en el gráfico inferior.
El gráfico superior relativo al primer reactor 21 muestra la alimentación real 211, el objetivo 311 de alimentación, un primer delta 313 de alimentación y un segundo delta 312 de alimentación así como una alimentación máxima 212 y una alimentación mínima 213. El primer delta 313 de alimentación y el segundo delta 312 de alimentación son diferencias con el objetivo 311 de alimentación como lo indican las flechas de doble punta. El primer y segundo deltas 313 y 312 de alimentación se muestran además como líneas de puntos que ilustran la diferencia con el objetivo 311 de alimentación durante el período de tiempo mostrado. Hasta el instante t3 la alimentación real 211 varía por debajo del objetivo 311 de alimentación y dentro de las dos líneas de puntos. Por lo tanto, la diferencia entre la alimentación real 211 y el objetivo 311 de alimentación no es mayor que el primer delta 313 de alimentación ni menor que el segundo delta 312 de alimentación. La unidad 3 de control no interpreta así estos valores como una solicitud para aumentar o disminuir el objetivo 311 de alimentación.
Lo mismo es cierto para el tercer reactor 23 durante todo el período de tiempo mostrado. La alimentación real 231 del tercer reactor 23 varía por debajo del objetivo 331 de alimentación y dentro de las dos líneas de puntos que ilustran el primer y el segundo deltas 332, 333 de alimentación. Por lo tanto, la diferencia entre la alimentación real 231 y el objetivo 331 de alimentación no es mayor que el primer delta 333 de alimentación ni menor que el segundo delta 332 de alimentación. La unidad 3 de control no interpreta así estos valores como una solicitud para aumentar o disminuir el objetivo 331 de alimentación.
La alimentación real 221 del segundo reactor 22 también comienza dentro de las dos líneas de puntos que ilustran el primer delta 323 de alimentación y el segundo delta 322 de alimentación, pero cruza la línea de puntos que ilustra el segundo delta 322 de alimentación en el instante t<1>. Por lo tanto, la diferencia entre la alimentación real 221 y el objetivo 321 de alimentación es menor que el segundo delta 322 de alimentación en este punto y la unidad 3 de control interpreta esto como una solicitud para un objetivo 321 de alimentación superior. La unidad 3 de control calcula entonces la suma de todos los objetivos 311, 321, 331 de alimentación del primer reactor 21, del segundo reactor 22 y del tercer reactor 23 y resta esta suma del objetivo de alimentación total comprendido en la unidad 3 de control. En el ejemplo mostrado en la Fig. 2, la suma de los objetivos 311, 321 y 331 de alimentación es igual al objetivo de alimentación total y, por lo tanto, no hay ningún objetivo libre. Por lo tanto, aunque el segundo reactor solicitó un objetivo 321 de alimentación superior, el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 23 no aumenta. Este también es el caso en el instante entre t<2>y t3.
En el instante t3, la alimentación real 211 del primer reactor 21 cae por debajo de la línea de puntos inferior y, por lo tanto, la diferencia de la alimentación real 211 con el objetivo 311 de alimentación es mayor que el primer delta 313 de alimentación y la unidad 3 de control interpreta esto como una solicitud para un objetivo 311 de alimentación inferior. Puesto que el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 es todavía muy superior a la alimentación mínima 213 del primer reactor 21, la unidad 3 de control disminuye el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 siempre que la alimentación real 211 del primer reactor 21 se mantenga por debajo de la línea de puntos que ilustra el primer delta 313 de alimentación. Esto da como resultado un objetivo libre, lo que significa que la suma de los objetivos 311, 321, 331 de alimentación del primer, segundo y tercer reactores 21, 22, 23 es menor que el objetivo de alimentación total comprendido en la unidad 3 de control.
Puesto que el segundo reactor 22 tiene una alimentación real 221 que es aún superior a la línea de puntos superior que ilustra el segundo delta 322 de alimentación del segundo reactor 22, y por lo tanto la diferencia entre la alimentación real 221 y el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22 es menor que el segundo delta 322 de alimentación del segundo reactor 22, la unidad 3 de control todavía interpreta esto como que el segundo reactor 22 solicita un objetivo 321 de alimentación superior. Debido a la caída del objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 y el objetivo libre resultante, la unidad 3 de control puede ahora aumentar el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22.
En el instante t4, la alimentación real 211 del primer reactor 21 se eleva por encima de la línea de puntos que ilustra el primer delta de alimentación y así la diferencia entre la alimentación real 211 y el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 ya no es mayor que un primer delta 313 de alimentación. Así, la unidad 3 de control ya no interpreta esto como una solicitud para el objetivo 311 de alimentación inferior. El objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 se mantiene así constante de nuevo entre t4 y t5.
A partir del instante t5, la alimentación real 211 del primer reactor 21 se encuentra por encima de la línea de puntos que ilustra el segundo delta 312 de alimentación y, así, la diferencia entre la alimentación real 211 y el objetivo 311 de alimentación es más pequeña que el segundo delta 312 de alimentación. La unidad 3 de control interpreta esto como una solicitud de un objetivo 311 de alimentación superior del primer reactor 21. De nuevo, la suma de los objetivos 311, 321 y 331 del alimentación del primer, segundo y tercer reactores 21, 22 y 23 ya es igual al objetivo de alimentación total y así no es posible ningún aumento adicional del objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21.
En el momento t6, la alimentación real 221 del segundo reactor 22 cae por debajo de la línea de puntos y, así, la diferencia entre la alimentación real 221 y el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22 es mayor que un primer delta 323 de alimentación del segundo reactor 22 y, por lo tanto, la unidad 3 de control disminuye el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22. Dado que el primer reactor todavía está solicitando un objetivo de alimentación más alto en este instante, se aumenta el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21.
En el instante t7, el segundo reactor 22 todavía es solicitado por un objetivo 321 de alimentación inferior y, por lo tanto, el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22 todavía se reduce, creando un objetivo de alimentación libre. Aunque el primer reactor 21 todavía es solicitado por un objetivo 311 de alimentación superior, dado que la diferencia entre la alimentación real 211 y el objetivo 311 de alimentación es todavía más pequeña que el segundo delta 312 de alimentación, el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 no aumenta más ya que el objetivo 311 de alimentación ha alcanzado la alimentación máxima 212 del primer reactor 21.
En el instante t8 la alimentación real 211 del primer reactor 21 cae nuevamente por debajo del primer delta 313 de alimentación y, así, la unidad 3 de control disminuye el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21. Como ningún otro reactor solicitó un objetivo de alimentación superior en ese momento, la suma de los objetivos 311,321 y 331 de alimentación del primer, segundo y tercer reactores 21, 22 y 23 es menor que el objetivo de alimentación total comprendido en la unidad 3 de control.
La Fig. 3 muestra un ejemplo correspondiente del desarrollo a lo largo del tiempo con respecto a la corriente de aire del primer reactor 21 en el gráfico superior, el segundo reactor 22 en el gráfico del medio y el tercer reactor 23 en el gráfico inferior.
El gráfico superior relativo al primer reactor 21 muestra la corriente 214 de aire real, que es ajustada por el reactor entre el umbral superior 314 de corriente de aire y el umbral inferior 315 de corriente de aire. El gráfico superior muestra además un primer delta 317 de aire, que se representa como una flecha de dos puntas y una línea de puntos en la distancia del primer delta de aire hasta el umbral inferior 315 de corriente de aire representado. Además, la Fig. 3 muestra el segundo delta de aire como una flecha de dos puntas y una línea de puntos con la distancia respectiva hasta el umbral superior 314 de corriente de aire. Además, el gráfico superior muestra adicionalmente una corriente 215 de aire máxima y una corriente 216 de aire mínima.
El intervalo de corriente de aire permitido entre el umbral inferior 315 de corriente de aire inferior y el umbral superior 314 de corriente de aire está dividido en tres partes por el primer delta 317 de aire y el segundo delta 316 de aire. Una parte superior, donde la diferencia entre la corriente de aire real y el umbral superior de corriente de aire es menor que el segundo delta de aire, una parte inferior, donde la diferencia entre la corriente de aire real y el umbral inferior de corriente de aire es menor que el primer delta de aire y la parte media, donde la diferencia entre la corriente de aire real y el umbral superior de corriente de aire es mayor que el segundo delta de aire y la diferencia entre la corriente de aire real y el umbral inferior de corriente de aire es mayor que el primer delta de aire.
Hasta el instante t5 la corriente 214 de aire real del primer reactor 21 permanece dentro de las dos líneas de puntos y así en la parte media del intervalo permitido entre el umbral inferior 315 de corriente de aire y el umbral superior 314 de corriente de aire, en el que la unidad 3 de control interpreta que el reactor no solicita un umbral superior o inferior.
En el instante t5, la corriente de aire real cae por debajo de la línea de puntos inferior y, así, en la parte inferior, donde la diferencia entre la corriente 214 de aire real y el umbral inferior 315 de corriente de aire es menor que el primer delta 317 de aire y la unidad 3 de control interpreta que el reactor solicita un umbral inferior. La unidad 3 de control disminuye los umbrales superior e inferior de corriente de aire hasta el instante t7, cuando el caudal 214 de aire real sube de nuevo por encima de la línea de puntos inferior, representando el primer delta 317 de aire.
El gráfico medio muestra la corriente 224 de aire real del segundo reactor 22 con un umbral superior 324 de corriente de aire y un umbral inferior 325 de corriente de aire del segundo reactor 22. Nuevamente, el primer y segundo deltas 327, 326 de aire del segundo reactor 22 se representan como flechas de doble punta y una línea de puntos. La corriente 224 de aire real permanece dentro de la parte media del intervalo permitido hasta el instante t5. En este instante la corriente 224 de aire real se eleva por encima de la línea de puntos superior que representa el segundo delta 326 de aire, donde la diferencia entre la corriente 224 de aire real y el umbral superior 324 de corriente de aire del segundo reactor 22 es menor que el segundo delta 326 de aire del segundo reactor 22. La unidad 3 de control aumenta así los umbrales 324, 325 de corriente de aire. Después del instante t7, la corriente 224 de aire real del segundo reactor 22 todavía es lo suficientemente alta como para que la diferencia entre la corriente 224 de aire real y el umbral superior 324 de corriente de aire sea menor que el segundo delta 326 de aire. Dado que la suma de los umbrales 314, 324, 334 de corriente de aire ya es igual al umbral de corriente de aire total comprendido en la unidad de control, los umbrales de corriente de aire del segundo reactor 22 no se aumentan más. El gráfico inferior de la Fig. 3 muestra la corriente 234 de aire real del tercer reactor 23 así como el umbral superior 334 de corriente de aire, el umbral inferior 335 de corriente de aire inferior, el primer delta 337 de aire y el segundo delta 336 de aire del tercer reactor 23. Dado que la corriente 234 de aire real del tercer reactor 23 permanece en la parte media del intervalo permitido todo el tiempo, la unidad 3 de control no realiza ninguna disminución o aumento. Lista de números de referencia:
1 sistema de reactor
21 primer reactor
22 segundo reactor
23 tercer reactor
3 unidad de control
31 variables de control del primer reactor
32 variables de control del segundo reactor
33 variables de control del tercer reactor
4 suministro total de alimentación
41 entrada de alimentación al primer reactor
42 entrada de alimentación al segundo reactor
43 entrada de alimentación al tercer reactor
5 unidad de suministro de oxígeno
51 entrada de corriente de oxígeno al primer reactor
52 entrada de corriente de oxígeno al segundo reactor
53 entrada de corriente de oxígeno al tercer reactor
6 suministro total de aire
61 entrada de corriente de aire del primer reactor
62 entrada de corriente de aire del segundo reactor
63 entrada de corriente de aire del tercer reactor
7 salida total
71 salida del primer reactor
72 salida del segundo reactor
73 salida del tercer reactor
8 postratamiento de gases de escape
81 escape del primer reactor
82 escape del segundo reactor
83 escape del tercer reactor
211 alimentación real del primer reactor
212 alimentación máxima del primer reactor
213 alimentación mínima del primer reactor
214 corriente real de aire del primer reactor
215 corriente máxima de aire del primer reactor
216 corriente mínima de aire del primer reactor
221 alimentación real del segundo reactor
224 corriente real de aire del primer reactor
231 alimentación real del tercer reactor
234 corriente real de aire del tercer reactor
311 objetivo de alimentación del primer reactor
312 segundo delta de alimentación del primer reactor
313 primer delta de alimentación del primer reactor
314 umbral superior de corriente de aire del primer reactor
315 umbral inferior de corriente de aire del primer reactor
316 segundo delta de aire del primer reactor
317 primer delta de aire del primer reactor
321 objetivo de alimentación del segundo reactor 322 segundo delta de alimentación del segundo reactor
323 primer delta de alimentación del segundo reactor
324 umbral superior de corriente de aire del segundo reactor
325 umbral inferior de corriente de aire del segundo reactor
326 segundo delta de aire del segundo reactor
327 primer delta de aire del segundo reactor
331 objetivo de alimentación del tercer reactor
332 segundo delta de alimentación del tercer reactor
333 primer delta de alimentación del tercer reactor
334 umbral superior de corriente de aire del tercer reactor
335 umbral inferior de corriente de aire del tercer reactor
336 segundo delta de aire del tercer reactor
337 primer delta de aire del tercer reactor

Claims (28)

REIVINDICACIONES
1. Sistema (1) de reactor combinado que comprende
al menos dos reactores en paralelo (21, 22, 23), siendo alimentado cada uno de los reactores (21, 22, 23) al menos un reactivo con una velocidad (211, 221, 231) de alimentación que depende del tiempo respectivo, en donde los reactores (21,22, 23) comparten
• un suministro (4) de alimentación total, en donde el suministro (4) de alimentación total no puede alimentar todos los reactores (21,22, 23) que funcionan a plena capacidad al mismo tiempo, y/o
• un sistema (8) de postratamiento conjunto de gases de escape, en donde el sistema (8) de postratamiento conjunto de gases de escape no puede manejar los gases (81, 82, 83) de escape de todos los reactores (21,22, 23) que funcionan a plena capacidad al mismo tiempo, y
una unidad (3) de control configurada para comunicar, a cada uno de los reactores (21, 22, 23), respectivamente al menos una variable (21,22, 23) de control para el reactor (21,22, 23);
en donde cada una de las variables (31, 32, 33) de control comprende un objetivo (311, 321, 331) de alimentación para el reactor respectivo (21, 22, 23), que es un valor umbral con respecto a la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real de dicho reactor respectivo (21,22, 23),
en donde los reactores (21, 22, 23) son autocontrolados y están configurados para ajustar sus parámetros (34, 35, 36, 211, 214, 221,224, 231, 234) de acuerdo con sus condiciones límite internas y la al menos una variable (31, 32, 33) de control respectiva recibida de la unidad (3) de control, en donde cada reactor (21, 22, 23) está configurado para ajustar su propia velocidad (211,221,231) de alimentación real bajo la condición de que su lengüeta (211,221, 231) de alimentación real sea menor que el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para este reactor (21, 22, 23) y para maximizar su velocidad (211, 221, 231) de alimentación real y, por lo tanto, intenta alcanzar su objetivo (311, 321,331) de alimentación,
en donde un objetivo de alimentación total se almacena en la unidad (3) de control como valor límite superior, en donde el objetivo de alimentación total indica una alimentación total deseada de los reactores (21, 22, 23), que determina un rendimiento total de los reactores (21,22, 23),
en donde la unidad (3) de control está configurada de tal manera que la suma de los objetivos (311, 321, 331) de alimentación comunicados a los reactores (21,22, 23) es inferior o igual al objetivo de alimentación total, en donde la unidad (3) de control está configurada para repetir constantemente las etapas de:
• leer las velocidades (211, 221, 231) de alimentación reales de la pluralidad de reactores (21, 22, 23) mediante la recepción de valores de las velocidades (211, 221, 231) de alimentación reales desde unidades de control subordinadas responsables de los reactores individuales (21, 22, 23) o mediante el acceso a memorias correspondientes de tales unidades de control subordinadas,
• para cada uno de los reactores (21, 22, 23), interpretar el reactor respectivo (21, 22, 23), dependiendo de la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real y del objetivo (311, 321, 331) de alimentación para el reactor respectivo (21, 22, 23) como una solicitud de un objetivo (311, 321, 331) de alimentación superior, igual o inferior, y
• disminuir el objetivo (311, 321, 311) de alimentación para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación inferior y aumentar el objetivo (311,321,331) de alimentación para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación superior bajo la condición de que la suma de los objetivos (311,321,331) de alimentación para los reactores (21,22, 23) no supere el objetivo de alimentación total,
en donde la unidad (3) de control desplaza los objetivos (311, 321, 331) de alimentación entre los reactores (21, 22, 23) dependiendo de un uso real de los reactores (21, 22, 23) con el fin de maximizar el rendimiento total de los reactores (21,22, 23).
2. Sistema (1) de reactor combinado según la reivindicación 1, caracterizado por que la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el objetivo (311, 321, 331) de alimentación y la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) e interpreta que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación inferior, cuando la diferencia es mayor que una primera diferencia almacenada en la unidad (3) de control como un primer delta (313, 323, 333) de alimentación, y la unidad (3) de control interpreta que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación superior, cuando la diferencia calculada entre el objetivo (311, 321, 331) de alimentación y la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad (3) de control como un segundo delta (312, 322, 332) de alimentación.
3. Sistema (1) de reactor combinado según la reivindicación 1, caracterizado por que al menos una variable (31, 32, 33) de control comprende un valor umbral inferior con respecto a la velocidad de alimentación real del reactor (21, 22, 23), y por que la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el valor umbral inferior y la velocidad de alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) e interpretar una diferencia, que es menor que una primera diferencia almacenada en la unidad (3) de control como un primer delta de alimentación cuando el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo de alimentación inferior y por que la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el objetivo de alimentación y la velocidad de alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) e interpretar una diferencia, que es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad (3) de control como un segundo delta de alimentación cuando el reactor (21,22, 23) solicita un objetivo de alimentación superior.
4. Sistema (1) de reactor combinado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los objetivos (311,321,331) de alimentación de todos los reactores (21,22, 23) que solicitan un objetivo (311,321,331) de alimentación superior se aumentan de tal manera que la suma de todos los objetivos (311, 321, 331) de alimentación es igual al objetivo de alimentación total.
5. Sistema (1) de reactor combinado según la reivindicación 4, caracterizado por que los objetivos (311,321,331) de alimentación de los reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación superior se aumentan de manera uniforme.
6. Sistema (1) de reactor combinado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el objetivo (311,321,331) de alimentación se aumenta y/o disminuye en un etapa o velocidad fija.
7. Sistema (1) de reactor combinado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad (3) de control comprende una alimentación máxima (212) para al menos uno de la pluralidad de reactores (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control está configurada para establecer el objetivo (311) de alimentación del reactor (21) por debajo de la alimentación máxima (212) del reactor (21) y/o comprende una alimentación mínima (213) para al menos uno de la pluralidad de reactores (21, 22, 23), en donde el objetivo (311) de alimentación del reactor (21) está configurado para ser mayor que la alimentación mínima (213) del reactor (21).
8. Sistema (1) de reactor combinado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la al menos una variable (31, 32, 33) de control comprende un umbral inferior (315, 325, 335) de corriente de aire y un umbral superior (314, 324, 334) de corriente de aire y la unidad (3) de control comprende un valor total de corriente de aire, en donde la suma de los umbrales superiores (315, 325, 335) de corriente de aire de la pluralidad de reactores (21, 22, 23) es inferior o igual que el valor total de corriente de aire, donde la unidad (3) de control está configurada para, para cada reactor (21,22, 23),
• leer un valor real (214, 224, 234) de corriente de aire del reactor respectivo (21, 22, 23), comparar el valor real (214, 224, 234) de corriente de aire con el umbral inferior y superior (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire del reactor (21,22, 23) calculando las diferencias,
• interpretar la diferencia entre el umbral superior (314, 324, 334) de corriente de aire y el valor real (214, 224, 234) de corriente de aire que es menor que un segundo delta (316, 326, 336) de aire como una solicitud para el aumento de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire, y
• interpretar la diferencia entre el umbral inferior (315, 325, 335) de corriente de aire y el valor real (214, 224, 234) de corriente de aire que es menor que un primer delta (317, 327, 337) de aire como una solicitud para una disminución de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire, y
en donde la unidad (3) de control está configurada para disminuir los umbrales inferior y/o superior (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitaron una disminución de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire y aumentar los umbrales inferior y/o superior (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire para aquellos reactores que solicitaron un aumento de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire bajo la condición de que no se supere el valor total de corriente de aire.
9. Sistema (1) de reactor combinado según la reivindicación 8, caracterizado por que el valor total de corriente de aire depende de un rendimiento máximo de gas de un sistema (8) de postratamiento conjunto de gases de escape dispuesto después de la pluralidad de reactores (21, 22, 23), en donde el valor total de corriente de aire es un valor fijo o depende además de un valor de corriente de oxígeno de los reactores (21,22, 23).
10. Sistema (1) de reactor combinado según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que la unidad (3) de control comprende un valor (215) de corriente de aire máxima para al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales inferior y/o superior (314, 315) de corriente de aire del reactor (21) por debajo del valor (215) de corriente de aire máxima del reactor (21) y/o comprende un valor (216) de corriente de aire mínima para al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales inferior y/o superior (314, 315) de corriente de aire del reactor (21) para que sean superiores al valor (216) de corriente de aire mínima del reactor (21).
11. Sistema (1) de reactor combinado según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que el umbral inferior (315, 325, 335) de corriente de aire tiene una diferencia predeterminada con el umbral superior (314, 324, 334) de corriente de aire para el mismo reactor (21, 22, 23) y/o un factor predeterminado entre 0,6 y 0,95, preferiblemente entre 0,7 y 0,9, en particular 0,8.
12. Sistema (1) de reactor combinado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, para cada uno de los reactores (21, 22, 23), la al menos una variable (31, 32, 33) de control respectiva comprende un umbral inferior y superior de corriente de oxígeno, en donde la unidad (3) de control comprende un valor total de corriente de oxígeno, en donde la suma de los umbrales superiores de corriente de oxígeno de la pluralidad de reactores (21,22, 23) es inferior o igual al valor total de corriente de oxígeno,
por que la unidad (3) de control está configurada para, para cada uno de los reactores (21,22, 23),
• leer un valor real de corriente de oxígeno del reactor respectivo, comparar el valor real de corriente de oxígeno con el umbral inferior y superior de corriente de oxígeno del reactor (21, 22, 23) calculando las diferencias,
• interpretar la diferencia entre el umbral superior de corriente de oxígeno y el valor real de corriente de oxígeno que es menor que un primer delta de oxígeno como una solicitud para el aumento de los umbrales de corriente de oxígeno y
• interpretar la diferencia entre el umbral inferior de corriente de oxígeno y el valor real de corriente de oxígeno, que es menor que un segundo delta de oxígeno, como una solicitud para la disminución de los umbrales de corriente de oxígeno,
y en donde la unidad (3) de control está configurada para disminuir los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitaron umbrales inferiores de corriente de oxígeno y aumentar los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitaron umbrales superiores de corriente de oxígeno bajo la condición de que no se supere el valor total de corriente de oxígeno.
13. Sistema (1) de reactor combinado según la reivindicación 12, caracterizado por que la unidad (3) de control comprende un valor máximo de corriente de oxígeno para al menos uno de los reactores (21, 22, 23) o está configurada para leer el valor máximo de corriente de oxígeno del reactor (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno del reactor (21, 22, 23) por debajo del valor máximo de corriente de oxígeno del reactor (21, 22, 23) y/o por que la unidad (3) de control comprende un valor mínimo de corriente de oxígeno para al menos uno de los reactores (21, 22, 23) o está configurada para leer el valor mínimo de corriente de oxígeno de este reactor (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno del reactor (21, 22, 23) para que sean superiores al valor mínimo de corriente de oxígeno del reactor (21,22, 23).
14. Sistema (1) de reactor combinado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en particular todos los reactores (21, 22, 23), son reactores de tostado, en particular reactores de lecho fluidizado.
15. Sistema (1) de reactor combinado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema (8) de postratamiento conjunto de gases de escape tiene un rendimiento máximo de gas inferior a la suma de las salidas máximas de gases de escape de la pluralidad de reactores (21, 22, 23) y/o los reactores (21, 22, 23) tienen un suministro (5) de oxígeno conjunto con un volumen máximo de oxígeno inferior a la suma de las demandas máximas de la pluralidad de reactores (21,22, 23).
16. Método para controlar un sistema (1) de reactor combinado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de reactores (21,22, 23) en paralelo y una unidad (3) de control, alimentándose cada uno de los reactores (21, 22, 23) con al menos un reactivo con una velocidad real (211, 221, 231) de alimentación dependiente del tiempo respectiva, en donde los reactores (21,22, 23) comparten
• un suministro total (4) de alimentación, en donde el suministro total (4) de alimentación no puede alimentar todos los reactores (21,22, 23) que funcionan a plena capacidad al mismo tiempo, y/o
• un sistema (8) de postratamiento conjunto de gases de escape, en donde el sistema (8) de postratamiento conjunto de gases de escape no puede manejar los gases (81, 82, 83) de escape de todos los reactores (21,22, 23) que funcionan a plena capacidad al mismo tiempo,
en donde la unidad (3) de control comunica, a cada uno de los reactores (21,22, 23), respectivamente al menos una variable (31,32, 33) de control para el reactor (21,22, 23),
en donde cada una de las variables (31, 32, 33) de control comprende un objetivo (311, 321, 331) de alimentación para el reactor respectivo (21, 22, 23), que es un valor umbral con respecto a la velocidad real (211, 221, 231) de alimentación de dicho reactor respectivo (21,22, 23),
en donde los reactores (21, 22, 23) son autocontrolados y ajustan sus parámetros (34, 35, 36, 211, 214, 221, 224, 231, 234) según sus condiciones límite internas y la al menos una variable (31,32, 33) de control respectiva recibida de la unidad (3) de control, en donde cada reactor (21, 22, 23) ajusta su propia velocidad real (211, 221, 231) de alimentación bajo la condición de que sea menor que el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para este reactor (21,22, 23) y maximiza su velocidad real (211, 221, 231) de alimentación y, por lo tanto, intenta alcanzar su objetivo (311,321,331) de alimentación,
en donde la unidad (3) de control comprende un objetivo de alimentación total, en donde el objetivo de alimentación total indica una alimentación total deseada de los reactores (21,22, 23), lo que determina un rendimiento total de los reactores (21,22, 23),
en donde la unidad (3) de control establece los objetivos (311, 321,331) de alimentación respectivos comunicados a los reactores (21,22, 23) de tal manera que la suma de los objetivos (311, 321,331) de alimentación de la pluralidad de reactores (21,22, 23) sea inferior o igual al objetivo de alimentación total,
en donde la unidad (3) de control repite constantemente las etapas de:
• leer las velocidades reales (211, 221, 231) de alimentación de la pluralidad de reactores (21, 22, 23) mediante la recepción de valores de las velocidades reales (211,221,231) de alimentación desde unidades de control subordinadas responsables de los reactores individuales (21, 22, 23) o mediante el acceso a memorias correspondientes de tales unidades de control subordinadas,
• comparar, para cada uno de los reactores (21, 22, 23), la velocidad real (211, 221, 231) de alimentación del reactor respectivo (21, 22, 23) con el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para dicho reactor respectivo (21, 22, 23), y, basándose en la comparación, interpretar dicho reactor respectivo (21, 22, 23) como si solicitara un objetivo (311,321,331) de alimentación superior, igual o interior,
• disminuir el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para cada uno de los reactores (21, 22, 23) que solicitaron un objetivo (311, 321, 331) de alimentación inferior y aumentar el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para cada uno de los reactores (21, 22, 23) que solicitaron un objetivo (311, 321, 331) de alimentación superior bajo la condición de que no se supere el objetivo de alimentación total,
en donde la unidad (3) de control desplaza los objetivos (311, 321, 331) de alimentación entre los reactores (21, 22, 23) dependiendo de un uso real de los reactores (21, 22, 23) con el fin de maximizar el rendimiento total de los reactores (21,22, 23).
17. Método según la reivindicación 16, caracterizado por que la unidad (3) de control calcula una diferencia entre el objetivo (311, 321, 331) de alimentación y la velocidad real (211, 221, 231) de alimentación de cada reactor (21, 22, 23) e interpreta que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación inferior, cuando la diferencia calculada es mayor que una primera diferencia almacenada en la unidad (3) de control como un primer delta (313, 323, 333) de alimentación, y la unidad (3) de control interpreta que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación superior, cuando la diferencia calculada entre el objetivo (311, 321, 331) de alimentación y la velocidad real (211, 221, 231) de alimentación es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad (3) de control como un segundo delta (312, 322, 332) de alimentación.
18. Método según la reivindicación 16 o 17, caracterizado por que la al menos una variable (31, 32, 33) comprende un valor umbral inferior con respecto a la velocidad real de alimentación del reactor (21, 22, 23), y por que la unidad (3) de control calcula una diferencia entre el valor umbral inferior y la velocidad real de alimentación de cada reactor (21, 22, 23) e interpreta una diferencia, que es menor que una primera diferencia almacenada en la unidad (3) de control como un primer delta de alimentación cuando el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo de alimentación inferior, y por que la unidad (3) de control calcula una diferencia entre el objetivo de alimentación y la velocidad real de alimentación de cada reactor (21, 22, 23) e interpreta una diferencia, que es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad (3) de control como un segundo delta de alimentación cuando el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo de alimentación mayor.
19. Método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado por que los objetivos (311, 321, 331) de alimentación de todos los reactores (21,22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321,331) de alimentación superior se aumentan de tal manera que la suma de todos los objetivos (311, 321, 331) de alimentación es igual al objetivo de alimentación total.
20. Método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado por que los objetivos (311, 321, 331) de alimentación de los reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación superior se aumentan de manera uniforme.
21. Método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, caracterizado por que el objetivo (311, 321, 331) de alimentación se aumenta y/o disminuye en una etapa o velocidad fija.
22. Método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 21, caracterizado por que la unidad (3) de control comprende una alimentación máxima (212) para al menos uno de la pluralidad de reactores (21,22, 23), en donde la unidad (3) de control establece el objetivo (311) de alimentación del reactor (21) por debajo de la alimentación máxima (212) del reactor (21) y/o comprende una alimentación mínima (213) para al menos uno de la pluralidad de reactores (21,22, 23), en donde el objetivo (311) de alimentación del reactor (21) se establece para que sea superior a la alimentación mínima (213) del reactor (21).
23. Método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22, caracterizado por que la al menos una variable (31,32, 33) de control comprende un umbral inferior (315, 325, 335) de corriente de aire y un umbral superior (314, 324, 334) de corriente de aire y por que la unidad (3) de control comprende un valor total de corriente de aire, en donde la suma de los umbrales superiores (314, 324, 334) de corriente de aire de la pluralidad de reactores (21, 22, 23) es inferior o igual al valor total de corriente de aire, en donde la unidad (3) de control, para cada reactor (21,22, 23), • lee un valor real (214, 224, 234) de corriente de aire del reactor respectivo (21, 22, 23), compara el valor real (214, 224, 234) de corriente de aire con los umbrales inferior y superior (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire del reactor (21,22, 23) calculando las diferencias,
• interpreta la diferencia entre el umbral superior (314, 324, 334) de corriente de aire y el valor real (214, 224, 234) de corriente de aire que es menor que un segundo delta (316, 326, 336) de aire como una solicitud para el aumento de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire y
• interpreta la diferencia entre el umbral inferior (315, 325, 335) de corriente de aire y el valor real (214, 224, 234) de corriente de aire que es menor que un primer delta (317, 327, 337) de aire como una solicitud para una disminución de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire, y
en donde la unidad (3) de control disminuye los umbrales inferior y/o superior (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire para aquellos reactores (21,22, 23) que solicitaron una disminución de los umbrales (314, 315, 324, 334, 335) de corriente de aire y aumenta los umbrales inferior y/o superior (314, 315, 324, 334, 335) de corriente de aire para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitaron un aumento de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de corriente de aire bajo la condición de que no se supere el valor total de corriente de aire.
24. Procedimiento según la reivindicación 23, caracterizado por que el valor total de corriente de aire depende de un rendimiento máximo de gas del sistema (8) de postratamiento conjunto de gases de escape conjunto dispuesto después de la pluralidad de reactores (21, 22, 23), en donde el valor total de corriente de aire es un valor fijo o depende además de un valor de corriente de oxígeno de los reactores (21,22, 23).
25. Método según la reivindicación 23 o 24, caracterizado por que la unidad (3) de control comprende un valor (215) de corriente de aire máxima para al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control establece los umbrales inferior y/o superior (314, 315) de corriente de aire del reactor (21) por debajo del valor máximo (215) de corriente de aire del reactor (21) y/o comprende un valor (216) de corriente de aire mínima para al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control establece los umbrales inferior y/o superior (314, 315) de corriente de aire del reactor (21) para que sean superiores al valor (216) de corriente de aire mínima del reactor (21).
26. Método según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25, caracterizado por que el umbral inferior (315, 325, 335) de corriente de aire tiene una diferencia predeterminada con el umbral superior (314, 324, 334) de corriente de aire para el mismo reactor (21, 22, 23) y/o un factor predeterminado entre 0,6 y 0,95, preferiblemente entre 0,7 y 0,9, en particular 0,8.
27. Método según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 26, caracterizado por que, para cada uno de los reactores (21, 22, 23), la al menos una variable (31, 32, 33) de control respectiva comprende un umbral inferior y superior de corriente de aire, en donde la unidad (3) de control comprende un valor total de corriente de oxígeno, en donde la suma de los umbrales superiores de corriente de oxígeno de la pluralidad de reactores (21,22, 23) es inferior o igual al valor total de corriente de oxígeno,
por que la unidad (3) de control, para cada uno de los reactores (21,22, 23)
• lee un valor real de corriente de oxígeno del reactor respectivo (21, 22, 23), compara el valor real de corriente de oxígeno con el umbral inferior y superior de corriente de oxígeno del reactor (21, 22, 23) calculando las diferencias,
• interpreta la diferencia entre el umbral superior de corriente de oxígeno y el valor real de corriente de oxígeno que es menor que un primer delta de oxígeno como una consulta para el aumento de los umbrales de corriente de oxígeno y
• interpreta la diferencia entre el umbral inferior de corriente de oxígeno y el valor real de corriente de oxígeno, que es menor que un segundo delta de oxígeno, como una solicitud para la disminución de los umbrales de corriente de oxígeno,
y en donde la unidad (3) de control disminuye los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno para aquellos reactores (21,22, 23) que solicitaron umbrales inferiores de corriente de oxígeno.
y aumenta los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitaron umbrales superiores de corriente de oxígeno bajo la condición de que no se supere el valor total de corriente de oxígeno.
28. Método según la reivindicación 27, caracterizado por que la unidad (3) de control comprende un valor máximo de corriente de oxígeno para al menos uno de los reactores (21, 22, 23) o lee el valor mínimo de corriente de oxígeno de este reactor (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control establece los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno del reactor (21, 22, 23) por debajo de la corriente de oxígeno máxima del reactor (21, 22, 23) y/o porque la unidad (3) de control comprende una corriente de oxígeno mínima para al menos uno de los reactores (21, 22, 23) o lee el valor mínimo de corriente de oxígeno de este reactor (21, 22, 23), en donde la unidad (3) de control establece los umbrales inferior y/o superior de corriente de oxígeno del reactor (21, 22, 23) para que sean superiores a la corriente de oxígeno mínima del reactor (21,22, 23).
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