SU1680619A1 - Способ управлени процессом каталитической очистки нитрозных газов в производстве неконцентрированной азотной кислоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматизации сложных химико-технологических процессов , может быть использовано в химической промышленности при управлении процессом каталитической очистки нитрозных газов в производстве неконцентрированной азотной кислоты и позвол ет сократить расход природного газа и выброс монооксида углерода. С этой целью подача воздуха в камеру сгорани  осуществл етс  в зависимости от соотношени  расходов неочищенных нитрозных газов и воздуха в камеру сгорани  с коррекцией этого соотношени  по температуре газовой смеси в камере смешени , при этом процесс сжигани  производитс  при заданном соотношении расходов воздуха и природного газа на сжигание, процесс восстановлени  регулируют в зависимости от соотношени  массового расхода кислорода, поступающего с потоком неочищенных нитрозных газов и расхода природного газа в реактор подачей последнего с коррекцией задани  соотношени  в зависимости от разности температур между верхним и нижним сло ми катализатора. 1 ил. СО

Description

Изобретение относитс  к автоматизации , в частности к процессам управлени  сложными химико-технологическими процессами , и может быть использовано в химической промышленности в производстве неконцентрированной азотной кислоты дл  управлени  процессом каталитической очистки .

Целью изобретени   вл етс  сокращение расхода природного газа и выброса монооксида углерода.

На чертеже представлена блок-схема системы управлени , реализующа  предлагаемый способ.

Блок-схема содержит первичный преобразователь (датчик) 1 температуры, чувствительный элемент которого установлен в верхнем слое катализатора, наход щегос  в реакторе 2 каталитической очистки. Выход преобразовател  1 подключен к первому входу сумматора 3. В нижнем слое катализатора установлен первичный преобразователь (датчик) 4 температуры, выход которого подключен к инверсному входу сумматора 3. Выходной сигнал сумматора 3 подключен к регул тору 5, выход которого соединен с корректирующим входом задатчика 6, выход последнего подключен к программному входу задани  регул тора 7 соотношени . При этом его первый вход соединен с выходом датчика 8 измерени  расхода газа, чувствительный элемент которого установлен

о

00 О Os

ю

на линии подачи природного газа в реактор 2. Предусмотрен датчик 9 концентрации кислорода, установленный вблизи камеры 10 сгорани  на линии подачи неочищенных нитрозных газов(ННГ), выход которого подключен к первому входу блока 11 умножени . К его второму входу подключен выход с датчика 12 расхода, установленного на линии подачи ННГ. Выходной сигнал с датчика 12 расхода подключен к первому входу регул тора 13 соотношени . Выходной сигнал с блока 11 умножени  поступает на второй вход регул тора 7 соотношени , выход которого управл ет регулирующим органом 14, установленным на линии подачи природного газа на восстановление. В схеме предусмотрена установка на линии подачи природного газа в камеру 10 сгорани  датчика 15 расхода, выход которого подключен к первому входу регул тора 16 соотношени . При этом сигнал с датчика 17 расхода, установленного, на линии подачи воздуха в камеру 10 сгорани , поступает на второй вход регул торов 13 и 16 соотношени , выходной сигнал последнего управл ет регулирующим органом 18, установленным на линии подачи природного газа в камеру 10 сгорани . Кроме того, схема содержит датчик 19 температуры, чувствительный элемент которого установлен в камере 20 смешени , подключенный к входу регул тора 21. Выходной сигнал регул тора 21 соединен с корректирующим входом задатчика 22, выходной сигнал которого подключен к программному входу задани  регул тора 13 соотношени , формирующего управл ющие сигналы, поступающие на регулирующий орган 23, установленный на линии подачи воздуха в камеру 10 сгорани .

Способ осуществл ют следующим образом .

Ввиду того, что химические реакции, протекающие на первом и втором слое катализатора ,  вл ютс  сильно экзотермическими , в указанных сло х установлены датчики 1 и 4 температуры соответственно. Требовани  технологии предусматривают поддержание восстановительной среды дл  первого сло  катализатора (при этом происходит активное восстановление окислов азота до молекул рного азота), напротив, реакции, протекающие на втором слое катализатора , требуют окислительной среды ( в этом случае монооксид углерода эффективно окисл етс  кислородом с образованием практически безвредного углекислого газа). Поскольку требовани  по очистки противоположны , необходимо поддержание в реакторе восстановительной среды (окислы азота представл ют большую опасность дл 

здоровь ) при наиболее полном сгорании природного газа в камере сгорани . В этом случае процесс очистки характеризуетс  незначительным перепадом температур между первым и вторым сло ми катализатора. Так, увеличение разности температур между сло ми катализатора указывает на переход процесса в реакторе к окислительному режиму, наоборот, уменьшение разности

0 температур до нул  свидетельствует об образовании сильно восстановительной среды и перерасходе природного газа. Сигналы с датчиков 1 4 температуры поступают на входы блока 3 суммировани , где складыва5 ютс  с противоположным знаком. На входе сумматора 3 формируетс  сигнал, численно равный разнице температур между первым и вторым сло ми катализатора, который затем поступает на вход регул тора 5. Сигнал

0 с регул тора 5 поступает на вход задатчика 6, где сравниваетс  со значением уставки и вызывает ее изменение (до 15% от величины уставки). Сигнал с задатчика 6, численно равный величине измененной уставки, по5 ступает на программный вход задани  регул тора 7 соотношени . Сигнал от регул тора 7,пропорциональный разнице между сформированной задатчиком 6 установкой и измеренным соотношением расхо0 дов природного газа и кислорода (поступающим с потоком нитрозных газов). поступает на регулирующий орган 14, установленный на линии подачи природного газа в реактор на восстановление. Величина рас5 хода кислорода определ етс  в результате перемножени  в блоке 11 сигналов датчика 12 измерени  расхода ННГ на значение объемной концентрации кислорода в потоке ННГ, измеренной датчиком 9, выходной сиг0 нал которого подключен к входу блока 11 умножени . Дл  создани  необходимой температуры в реакторе сигнал, численно равный температуре газа в камере смешени , измеренный датчиком 19, подключен к

5 регул тору 21. где сравниваетс  со значением уставки. Выходной сигнал регул тора 21, пропорциональный величине рассогласовани , поступает на вход задатчика 22 и вызывает изменение уставки (по 20% от установленной величины). Сигнал с задатчи0 ка 22, численно равный величине измененной уставки, поступает на программный вход задани  регул тора 13 соотношени , управл ющего регулирующим органом 23, установленным на линии подачи воздуха в

5 камеру сгорани .

Таким образом, введение регулировани  температуры в реакторе по промежуточной температуре, измер емой в камере смешени , позвол ет построить более стабильную систему управлени  процессом сжигани  ПГ в отличие от прототипа, так как исключает вли ние термических процессов химического взаимодействи  газовой смеси в реакторе на катализаторе. Задатчики 6 и 22 уменьшают вли ние транспортного запаздывани  в обратных св з х системы управлени , что ведет к технико-экономическим преимуществам и снижению расхода природного газа, сокращению выброса монооксида углерода, достигаемого в результате более полного сжигани  ПГ в камере сгорани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ управлени  процессом каталитической очистки нитрозных газов в производстве неконцентрированной азотной кислоты, включающий регулирование соотношени  расходов воздуха и природного газа в камеру сгорани  на входе реактора

   каталитической очистки изменением расхода природного газа на сжигание, регулирование расхода природного газа на восстановление на входе реактора в зависимости от расхода неочищенных нитрозных газов в камеру сгорани  реактора и содержани  кислорода в них, регулирование подачи воздуха в камеру сгорани  и измерение разности температур между верхним и нижним сло ми катализатора в реакторе, о т - личающийс  тем, что, с целью сокращени  расхода природного газа и выброса монооксида углерода, дополнительно измер ют температуру газовой смеси в камере

   смешени , регулируют подачу воздуха в камеру сгорани  в зависимости от расхода неочищенных нитрозных газов с коррекцией по температуре газовой смеси в камере смешени , а подачу природного газа на

   восстановление корректируют в зависимости от разности температур между верхним и нижним сло ми катализатора в реакторе.