Автоматизация процесса абсорбции.
Абсорбция – это процесс поглощения определенных компонентов исходной газовой смеси при контакте ее с жидкостью (абсорбентом) с целью разделения этой смеси или получения растворов компонентов.
Целью управления процессом абсорбции является поддержание постоянства заданной концентрации извлекаемого компонента в обедненном газе, а также соблюдение материального и теплового балансов абсорбционной установки.
Система управления процессом абсорбции должна обеспечить заданное значение концентрации извлекаемого компонента в продукте. Если процесс осуществляется в насадочных абсорбционных колоннах, то продуктом является обедненная газовая смесь (рисунок 98). Исходная смесь охлаждается в холодильнике 1 до заданной температуры, которая стабилизируется регулятором системы 1 путем изменения расхода хладоносителя. С целью обеспечения определенного гидродинамического режима абсорбционной колонны система 2 поддерживает постоянный расход газовой смеси в нижнюю часть колонны 2, где система 3 поддерживает постоянный уровень насыщенного абсорбента. Система 4 поддерживает постоянное давление в верхней части колонны за счет изменения гидравлического сопротивления газопровода, по которому отводится обедненная газовая смесь.
Свежий абсорбент охлаждается в холодильнике 3 до определенной температуры, которая стабилизируется регулятором системы 6 путем изменения расхода хладоносителя.
|
|
|
Рисунок 98
На процесс абсорбции решающее влияние оказывает движущая сила, которая определяется относительным расположением рабочей и равновесной линии процесса. Положение рабочей линии зависит от начальной и конечной концентрации компонента в обеих фазах, а положение равновесной линии – от температуры и давления в аппарате. Из этого следует, что концентрация извлекаемого компонента в обедненной смеси зависит от его начальных концентраций в газовой и жидкой фазах, расхода поступающей газовой смеси, относительно расхода абсорбента, а также от температуры и давления в абсорбенте.
Изменения расхода газовой смеси и начальных концентраций извлекаемого компонента в фазах представляют собой выходные величины предыдущих технологических аппаратов, а следовательно, представляют собой основные возмущения процесса абсорбции. Регулирующими воздействиями являются расходы свежего абсорбента, обедненного газа и насыщенного абсорбента. Основным управляющим воздействием, поддерживающим постоянство концентрации извлекаемого компонента в обедненном газе, является изменение расхода свежего абсорбента, осуществляемое регулятором расхода.
|
|
|
Такая схема обеспечивает приемлемое качество регулирования только при равномерной подаче исходного продукта и постоянных начальных концентрациях извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах.
Температура в абсорбенте зависит от температур, теплоемкостей и расходов газовой и в большей степени жидкой фаз, а также от интенсивности выделения тепла в процессе абсорбции и потерь тепла в окружающую среду. Большинство этих величин колеблется от времени, что приводит к нарушению теплового баланса и изменению температуры в абсорбенте. Повышение последней, замедляет протекание процесса. Во избежание этого для интенсификации процесса абсорбент перед подачей его в абсорбер охлаждают в холодильнике. Охлаждение абсорбента можно поддерживать по его температуре на выходе из холодильника, при этом регулятор воздействует на клапан, изменяющий расход хладоагента (рисунок 99).
Повышение давления в абсорбере способствует извлечению ценных компонентов из исходной газовой смеси. Поддержание заданного значения давления в верхней части колонны требует применения регулятора давления, действующего на клапан, установленный на трубопроводе отвода обедненного газа из абсорбера.
|
|
|
Для предотвращения проскока газовой смеси из абсорбера в линию насыщенного абсорбента в кубе абсорбера собирают некоторое количество жидкости, уровень которой поддерживается регулятором, управляющим клапаном, установленным на линии отвода насыщенного абсорбента в десорберы. АСР уровня обеспечивает соблюдение материального баланса абсорбера.
При эксплуатации установки контролю подлежат расходы и температуры всех материальных потоков, составы исходной газовой смеси и обедненного газа, уровень абсорбента в кубе, давление и перепад давления в нем.
На рисунке 99 показана схема системы управления процессом абсорбции по степени насыщения абсорбента. Здесь 1 – абсорбер; 2 – система для измерения степени насыщения абсорбента; 3 – сумматор; 4 – регулятор; 5 - регулирующий клапан; 6 и 7 – датчики концентраций вещества в абсорбенте.
Рисунок 99
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2903; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!