Способ управления процессом многоступенчатой абсорбции - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Способ управления процессом многоступенчатой абсорбции

Анализ технологического процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона как объекта управления. Основные технологические стадии получения продукта. Синтез системы автоматического управления технологическим процессом. Разработка панели для SCADA.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Автоматизированная система управления производством (АСУП, Computer Integrated Manufacturing -- CIM) стала ключевой концепцией автоматизации производственных процессов. Подразумевается объединение всех потоков информации, связанной с производственной деятельностью предприятия. Следует, конечно, заметить, что далеко еще то время, когда целый завод можно будет включить нажатием одной кнопки (и даже еще не ясно, необходимо ли добиваться этого).
Реализация АСУП -- не простая задача. Автоматизация не значит "все или ничего", это -- постоянное усовершенствование и развитие. И такое развитие не ограничено рамками фабрики или завода. В качестве примера весьма показательно сравнить изменения в производстве автомобилей за последние десять лет в США, Европе и Японии. В Японии параллельно с внедрением автоматизации новые модели автомобилей проектировались так, чтобы их было проще производить. В Европе прогрессивные изменения вводились на существующих заводах. В США подход заключался в том, чтобы автоматизировать все и сразу и чтобы старые операции выполнялись машинами вместо рабочих. Результат конкуренции был следующим: на заводах Toyota около 100000 рабочих выпускали почти столько же автомобилей в год, сколько более полумиллиона -- на заводах General Motors (и тем не менее в Японии цифры безработицы держатся ниже, чем в Европе и США). Позднее и европейские, и американские производители хорошо усвоили японские уроки. К сегодняшнему дню конкуренция между всеми производителями усилилась.
Мораль истории заключается в том, что "системное мышление" не ограничивается технологией производства, а включает огромное множество других факторов, которые, возможно, более трудно определить и описать, но которые не менее важны для конечного результата. Постоянное сравнение предполагаемого решения с поставленными целями является обязательной процедурой.
Другим примером является производство широко известных швейцарских наручных часов Swatch, где решающую роль сыграло изменение конструкции. Вначале было резко сокращено количество монтируемых деталей, что в свою очередь сделало возможным массовое производство и, следовательно, существенное снижение цены этого высококачественного изделия.
АСУП -- это не набор программ, который можно приобрести в готовом виде или специально адаптировать к определенной производственной ситуации. Вся деятельность предприятия должна быть спланирована и организована таким образом, чтобы технологии автоматического управления были сначала внедрены на уровне производственных участков и затем постепенно распространялись бы в другие области. Внедрение АСУП не является быстрым решением -- его следует рассматривать скорее как эволюцию, нежели революцию.
Японский принцип организации производства сконцентрирован в знаменитом лозунге "Точно в срок" (Just-in-Time -- JIT). Такая организация производства применяется для снижения объема запасов и складов, т. е. промежуточных накопителей между станками и между предприятиями. Этот принцип основан на поставке компонентов точно в тот момент, когда они необходимы. Крупные компании, особенно в автомобильной промышленности, могут, таким образом, обходиться без больших и дорогостоящих складских помещений.
Впервые JIT-принцип был применен на заводах Toyota. Он сочетает социально-экономические факторы с техническими методами и принимает во внимание как информационные технологии, так и распределение ответственности между персоналом предприятия и поставщиками. Воплощение принципов JIT -- это продолжительный и дорогостоящий процесс, на конвейерах Toyota он занял около десяти лет.
Дополнительным аргументом внедрения метода JIT было то, что накопление запасов на складах скрывает проблемы производства. Для объяснения этого подхода японские специалисты использовали следующую аналогию. Буферные склады подобны воде в гавани, а дно представляет собой проблемы. Буфер-вода скрывает профиль дна, и корабль может налететь на невидимые скалы. Если же уровень воды низкий, то дно легко просматривается, и при необходимости можно выполнить обходные маневры. Подобным образом, если промежуточные хранилища исключены из производственного процесса, то проблемные области становятся яснее, поэтому необходимое решение найти проще. Для европейских и американских компаний основной целью является извлечение быстрой прибыли на существующих рынках. Проектирование и маркетинг сфокусированы на этой цели, а главный объект внимания -- это производимые товары.
Каждая медаль имеет оборотную сторону. Благодаря внедрению JIT склады компаний-заказчиков сократились, однако склады поставщиков увеличились. Поскольку склады частично переместились на улицы (транспортировка), то возросла интенсивность дорожного движения. Проблемы доставки, связанные с перемещением по городу, настолько сильно влияют на транспортные связи, что лозунг "Точно в срок" все больше и больше превращается во что-то вроде "Точно в пробку" (Just-in-Line). Так что приведенное выше сравнение можно продолжить -- когда уровень воды низкий и морское дно обозримо, возникает несудоходное мелководье. Фактически высокая зависимость концепции JIT от внешних факторов с течением времени привела к тому, что компании Toyota, Nissan и их последователи опять стали сооружать склады на новых заводах.
Вычислительная техника работает как усилитель информации и, следовательно, усугубляет и положительные и отрицательные стороны процесса или системы. При помощи ЭВМ то, что работает удовлетворительно, будет работать лучше, но то, что работало плохо, перестанет работать вообще. Техника никогда не должна становиться самоцелью, замыкаться сама на себя. Кофеварку можно снабдить микропроцессором, но это не означает, что кофе будут пить иначе, чем если вода для его приготовления кипятилась на плите. Главным является точное определение достижимых целей и проектирование соответствующего инструментария или автоматизированной фабрики. Цели должны быть ясно обозначены, например:снижение времени на производство единицы продукции с 2 часов до 45 минут;снижение затрат на производство единицы продукции на 10 %;управление качеством: снижение брака с 20 % до 5 %;снижение времени простоев (когда станок не используется, поскольку предыдущий не закончил операцию) на 50 %.
Если таких целей нельзя достигнуть с помощью автоматизации, или существуют другие, не связанные с автоматизацией решения, то лучше и не автоматизировать!

Растворимость воды в циклогексаноне при 40 С
Циклогексанон с водой образует азеотропную смесь состава: массовая доля воды - 55,3 %, массовая доля циклогексанона - 44,7 %.
Температура кипения азеотропной смеси 97 С
Циклогексан -- органическое вещество класса циклоалканов. Хим. формула -- C6H12
Получают гидрированием бензола в жидкой фазе при t 150--250 °C и 1-2,5 МПа (выход 99 %), а также выделяют ректификацией из нефтепродуктов.
Для уменьшения количества циклогексанона, передаваемого циклогексану при контакте последнего с реакционными газами, предусмотрена предварительная абсорбция циклогексанона из реакционных газов циклогексаном.
Для очистки от циклогексана реакционных газов, поступающих из скруббера - конденсатора поз. К 203 и газов дросселирования после колонны отгонки циклогексана поз. К 220 используются абсорбер высокого давления поз. К 232 и абсорбер низкого давления поз. К 238 соответственно.
К 203, поступают в абсорбер поз. К 232 для дополнительного извлечения из них циклогексана.
Объемная доля циклогексана в реакционных газах на входе в абсорбер составляет около 5 %. Температура газов не более 50 °С.Абсорбер поз. К 232 колонный аппарат насадочного типа. Насадка - фарфоровые кольца Рашига 25 х 25 х 3 мм. Абсорбер работает при давлении от 0,75 до 0,95 МПа. Реакционные газы проходят через абсорбер снизу вверх навстречу стекающему по насадке абсорбенту и через регулятор давления поз. РRCA 225 сбрасываются на установку каталитической очистки газов от окиси углерода корпуса 3008/ 1 .
Абсорбция осуществляется смесью циклогексанона и циклогексанола, в которой хорошо растворяется циклогексан при низкой температуре. В качестве абсорбента используются продукты дегидрирования или кубовая жидкость колонны отгонки циклогексана поз. К 357. Абсорбент подается из емкостей поз. Е 506/ 1,2,3 отделения органических полупродуктов корпуса 3004 или со стадии 300 насосом поз. Н 362/ 1,2 в сборник поз. Е 233 по уровню поз. LRСSА 213, предварительно охлаждаясь в теплообменнике поз. Т 276 абсорбентом, поступающим из абсорбера поз. К 238 на омыление, и в холодильнике поз. Т 219 захоложенной водой до 20 °С. Расход абсорбента регулируется регулятором расхода поз. FRCA 221. Перед абсорбером абсорбент охлаждается до температуры не более 20 °С в холодильнике поз. Т 235 захоложенной водой. Часть абсорбента - до 0,5 м 3 /ч, после холодильника поз. Т 235 подается в отделение гидрирования бензола.
В кубовой части абсорбера поз. К 232 поддерживается постоянный уровень регулятором поз. LRCSA 209 - клапан на линии выдачи отработанного абсорбента в абсорбер поз. К 238.
Для создания благоприятного температурного режима (температура в кубовой части абсорбера 25 °С ) и снятия тепла реакционных газов и тепла абсорбции часть отработанного абсорбента подается насосом поз. Н 236 через холодильник поз. Т 237, где охлаждается захоложенной водой до температуры не более 20 °С, в среднюю часть абсорбера. при уменьшении уровня абсорбента в кубе абсорбера поз. К 232 до 10 % - поз. LRСSA 209;
Отработанный абсорбент, содержащий до 25 % циклогексана, по уровню в кубовой части абсорбера поз. К 232 дросселируется в кубовую часть абсорбера низкого давления поз. К 238. При этом из абсорбента выделяются газы дросселирования, насыщенные циклогексаном.
В кубовую часть абсорбера поз. К 238 подаются также насыщенные циклогексаном газы дросселирования из колонны отгонки циклогексана поз. К 220. Газы дросселирования из колонны поз. К 220 корпуса 3008 могут подаваться в абсорбер поз. К 238 корпуса 3002 или 3003.
Абсорбер поз. К 238 представляет собой царговую колонну с колпачковыми тарелками и работает в режиме:давление верха не более 39 кПа;температура верха и куба не более 25 °С;
Абсорбент в абсорбер поз. К 238 подается также насосом поз. Н 234/ 1,2 через холодильник поз. Т 240, где охлаждается захоложенной водой до 15 °С.
Расход абсорбента, подаваемого в абсорбер поз. К 238, поддерживается регулятором поз. FRCA 222.Газы дросселирования после абсорбера поз. К 238 с объемной долей циклогексана не более 0,1 % направляются на факельную установку стадии 200 корпуса 3010. К 238 на факельную установку стадии 100 корпуса 3008/ 2 . Сброс осуществляется через клапан регулятора давления поз. PRCА 226. На случай аварийной остановки при отказе клапана поз.
2. -абсорбер циклогексана высокого давления - К 232;
3. - абсорбер циклогексана низкого давления - К 238;
4. - ректификационные колонны - К 220;
5. - теплообменники: - Т 235; Т 237; Т 240; Т 276;
7. -насос - Н 234/ 1,2 ; Н 241/ 1,2 ; Н 236/ 1,2 ;
Исходя из технологической схемы процесса, описанной выше, можно составить схему материальных потоков и их информационных переменных (рисунок 1.1).
Вид аварийного состояния производства, стадий, оборудования
Причины возникновения аварийного состояния
Действия персонала по предотвращению или устранению аварийного состояния
34 Уровень в кубе абсорбера поз. К 238 -
34.1 Неисправность регулятора уровня
34.2 Неисправность или остановка основного насоса поз. Н 241/1,2.
34.3 Неисправность регулятора расхода абсорбента на колонну поз. К 238 - поз. FRCA 222.
34.1.1 Проверить работу регулятора уровня поз. LRCSA 210.
34.2.1 Включить в работу резервный насос поз. Н 241/1,2.
34.3.1 Проверить работу регулятора расхода -поз. FRCA 222.
35 Уровень в кубе абсорбера поз. К 238 - поз. LRCSA 210 менее 30 %.
35.1 Неисправность регулятора уровня
поз. LRCSA 210 в колонне поз. К 238.
35.2 Неисправность регулятора уровня
поз. LRCSA 209 в колонне поз. К 232.
35.3 Неисправность регулятора расхода абсорбента на колонну поз. К 238 - поз. FRCA 222.
35.1.1 Проверить работу регулятора уровня поз. LRCSA 210.
35.2.1 Проверить работу регулятора уровня поз. поз. LRCSA 209.
35.3.1 Проверить работу регулятора расхода - поз. FRCA 222.
36 Температура в кубе абсорбера поз. К 238 - поз. Т 228 более 50 С.
36.1 Недостаточная конденсация паров циклогексана в конденсаторах поз. Т 223, Т 224,
36.2 Количество подаваемого абсорбента на орошение абсорбера - поз. FRCA 222 менее
36.3 Температура абсорбента, подаваемого на орошение абсорбера на выходе из холодильника поз. Т 240 - поз. ТRА 233 более 15 С.
36.4 Наличие воды в питании колонны
36.1.1 Проверить работу воздушных конденсаторов
поз. Т 223/1,2,3 и подачу воды в конденсаторы поз. Т 223/4, Т 224,
Т 225. Произвести разгрузку агрегата окисления.
36.1.2 Остановить агрегат окисления для чистки Т 223/4, Т 224,
36.2.1 Проверить работу регулятора количества абсорбента
36.3.1 Проверить подачу захоложенной воды на холодильник
поз. Т 240. Проверить температуру захоложенной воды на входе в цех и через мастера смены цеха капролактам-2 отрегулировать ее температуру.
36.4.1 Проверить работу узла нейтрализации.
37 Давление сбросных газов на выходе из абсорбера поз. К 238 - поз. РRСА 226 более 39 кПа.
37.1 Неисправность регулятора давления сбросных газов поз. РRСА 226.
37.2 Недостаточная конденсация паров циклогексана в конденсаторах поз. Т 223, Т 224, Т 225.
37.1.1 Проверить работу регулятора давления сбросных газов
поз. РRСА 226, переведя их выдачу по байпасу на факельную установку корпуса 3010.
37.2.1 Проверить работу воздушных конденсаторов поз. Т 223/1,2,3 и подачу охлаждающей воды в конденсаторы поз. Т 223/4, Т 224,
Т 225. Произвести остановку агрегата окисления для чистки трубчатки конденсаторов поз. Т 223/4, Т 224, Т 225
38 Объемная доля циклогексана в сбросном газе на выходе из абсорбера поз. К 238 - поз. Q 243 более 0,1 %.
38.1 Недостаточная конденсация паров циклогексана в конденсаторах поз. Т 223, Т 224,
38.2 Количество абсорбента, подаваемого на орошение колонны поз. К 238 - поз. FRCА 222 менее 1,0 м3/ч.
38.3 Температура сбросных газов на выходе из абсорбера поз. К 238 - поз. TRA 227 более 25 С.
38.4 Температура абсорбента, подаваемого на орошение колонны поз. К 238 -поз. TRA 233 выше 15 С.
38.1.1 Проверить работу воздушных конденсаторов поз. Т 223/1,2,3, подачу охлаждающей воды в конденсаторы поз. Т 223, Т 224,
Т 225. При забивке конденсаторов произвести остановку агрегата окисления, для чистки конденсаторов.
38.2.1 Проверить работу регулятора количества абсорбента
38.2.2 Увеличить количество абсорбента подаваемого на колонну поз. К 238.
38.3.1 Увеличить подачу захоложенной воды на холодильник
поз. Т 225. Проверить температуру захоложенной воды на входе в цех. и через мастера смены цеха капролактам-2 отрегулировать ее температуру.
38.4.1 Увеличить подачу захоложенной воды на холодильник
поз. Т 240. Проверить температуру захоложенной воды на входе в цех. и через мастера смены цеха капролактам-2 отрегулировать ее температуру.
39 Уровень в кубе абсорбера поз. К 232 -
39.1 Неисправность регулятора уровня
поз. LRCSA 209 в кубе абсорбера поз. К 232.
39.1.1 Проверить работу регулятора уровня поз. LRCSA 209.
41 Объемная доля циклогексана в сбросном газе на выходе из абсорбера поз. К 232 - поз. Q 242 более 0,1 %.
41.1 Температура сбросных газов на выходе из абсорбера поз. К 232 - поз. ТRSA 224
41.2 Температура газов после скруббера
поз. К 203 -поз. TRA 204 более 50 С.
41.1.1 Проверить подачу абсорбента в верхнюю и среднюю части абсорбера поз. К 232. Проверить температуру свежего и циркуляционного абсорбента на выходе из холодильников поз. Т 235 и
Т 237. Проверить температуру и давление захоложенной воды на входе в цех.
Пуск оборудования в эксплуатацию после ремонта производится сменным персоналом по письменному распоряжению начальника цеха. Пуск узла абсорбции осуществляется при наличии продуктов дегидрирования в емкостях поз. Е 506/ 1,2,3 отделения органических полупродуктов корпуса 3004 или после пуска колонны отгонки циклогексана и воды поз. К 357 с использованием в качестве абсорбента продуктов дегидрирования или кубовой жидкости колонны поз. К 357. Если колонна поз. К 357 не работает и продукты дегидрирования в емкостях поз. Е 506/ 1,2,3 отсутствуют, предусмотрена возможность использования в качестве абсорбента воды из системы спутникового обогрева или конденсата из линии нагнетания насоса поз. Н 287/ 1,2 , подаваемых в линию подачи абсорбента по шланговой перемычке. После пуска колонны поз. К 357 или накопления продуктов дегидрирования в емкостях поз. Е 506/ 1,2,3 отделения органических полупродуктов корпуса 3004 узел абсорбции переводится на использование в качестве абсорбента органических полупродуктов. Открывается регулятор уровня поз. LRCSA 213 арматура № 96, 96/1 и продуктами дегидрирования или кубовой жидкостью колонны поз. К 357 заполняется сборник поз. Е 233, кубовые части абсорбера поз. К 232 через арматуру № 9/2, 9/3, 9/4, 9/6 и регулятор расхода поз. FRCA 221 и абсорбера поз. К 238 через арматуру № 9/7, 9/8, 9/10 и регулятор расхода поз. FRCA 222. Устанавливается постоянная подача свежего абсорбента на абсорбера поз. К 232, К 238 (по 1,5 м 3 /ч) с выводом от насоса поз. Н 241/ 1,2 в сборник-смеситель поз. Е 335 через арматуру № 9/11, 9/12, 9/13, 9/15 и регулятор уровня поз. LRCSA 210.
План расположения оборудования должен показывать размещение средств технического обеспечения АСУТП на площадке.
План расположения средств технического обеспечения, выполняемый при разработке технического проекта, должен определять расположение пунктов управления и средств технического обеспечения, требующих специальных помещений или отдельных площадей для размещения.
Документ допускается включать в раздел "Структура комплекса технических средств" документа "Описание комплекса технических средств".
План расположения оборудования и проводок должен показывать планы и разрезы помещений, на которых должно быть указано размещение средств технического обеспечения Системы. Документ допускается включать в раздел "Структура комплекса технических средств" документа "Описание комплекса технических средств".
1. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности под ред. Голубятников В.А., Шувалов В.В.:- М.:Химия,1991;
2. Тепловой контроль и автоматизация тепловых процессов. под ред. Мясковский И.Г.-М.:Стройздат.-1990.
3. Системы автоматического регулирования химико технологических процессов. под ред. Н.И. Гельперина.- М.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ АБСОРБЦИИ
Способ управления процессом многоступенчатой абсорбции относится к управлению технологическими процессами. Изобретение позволяет уменьшить дисперсию содержания воды в готовом продукте. Способ управления процессом многоступенчатой абсорбции предусматривает регулирование перепада давления каждой ступени изменением расхода рециркулирующей жидкости с коррекцией перепада давления I ступени по расходу газа, регулирование температуры каждой ступени изменением расхода хладагента в соответствующие холодильники, регулирование уровня низа колонны I ступени изменением расхода готового продукта на склад, регулирование уровня низа колонны III ступени изменением расхода конденсата в колонну. Затем проводят регулирование низа колонны II ступени изменением расхода бедного продукта в колонну, а регулирование содержания воды в готовом продукте - изменением расхода слабого продукта в колонну I ступени.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ АБСОРБЦИИ
Кондрашов С.Н., Шумихин А.Г., Меренков В.Г.
Изобретение относится к области управления технологическими процессами. Изобретение позволяет снизить энергозатраты для достижения заданной степени очистки газа в многоступенчатых процессах с жесткими ограничениями на состав жидкого продукта. В способе управления процессом многоступенчатой абсорбции путем изменения расхода орошающей жидкости в концевой абсорбер в зависимости от состава жидкого продукта и изменения расходов отводимой из абсорберов жидкости в зависимости от уровня в абсорберах, согласно изобретению, температуры орошающей жидкости в абсорберах регулируют в зависимости от расхода и заданной степени очистки газа изменением расходов хладагента в рециркулирующие теплообменники по ступеням абсорбции так, чтобы суммарный расход хладагента был минимальным.
Трубопровод реакционных газов то К203
Трубопровод обеднённого газа из калонны К232
Трубопровод абсорбента на входе в колонну К232
Трубопровод абсорбента на входе в колонну К238
Трубопровод реакционных газов то К220
Регулирование концентрации извлекаемого компонента в насыщенном абсорбенте. Такая цель управления часто ставится при проведении процесса абсорбции в производстве кислот. В этом случае из газовой смеси необходимо поглощать такое количество компонента, которое бы обеспечило постоянство концентрации Yк. В качестве основного регулируемого параметра следует брать эту концентрацию (часто используют также плотность продукта), а регулирующее воздействие должно осуществляться изменением расхода абсорбента. При этом датчик состава с целью уменьшения запаздывания может быть установлен не на линии насыщенного абсорбента, а в кубе колонны [4].
Регулирование состава при переменном расходе газовой смеси. Если расход газовой смеси определяется технологическим режимом предшествующего процесса, то стабилизировать его нельзя, а изменения его являются для абсорбера сильными возмущениями. Для качественного регулирования процесса эти возмущения следует компенсировать до распространения их в объекте. Эту задачу решает регулятор соотношения расходов газовой смеси и абсорбента с коррекцией по концентрации Yк.Если на установку поступает смесь постоянного состава, то исключается одно из сильных возмущающих воздействий. Тогда достаточно вместо регулирования концентрации Yк ограничиться стабилизацией расходов газовой смеси и абсорбента. Если при этом расход газовой смеси изменяется во времени, устанавливают регулятор соотношения расходов газовой смеси абсорбента без коррекции по концентрации.
Регулирование процесса изотермической абсорбции. Некоторые процессы абсорбции протекают с большим выделением тепла, что ухудшает массопередачу. В связи с этим возникает необходимость в отборе части тепла из абсорбера, для чего устанавливают охлаждающие змеевики непосредственно в колонне. Расход хладоносителя, подаваемого в змеевик, должен определяться тепловым режимом всего абсорбера. Если змеевики установлены по всей высоте абсорбера, то параметром, характеризующим тепловой режим абсорбера, является температура хладоносителя на выходе из него. Если же змеевики установлены только в нижней части абсорбера, регулируемой величиной является температура насыщенного абсорбента.
Регулирование перепада давления в колонне. Некоторые конструкции абсорбционных колонн очень чувствительны к нарушению гидродинамического режима: даже незначительные изменения скорости газа в колонне ведут к неустойчивым режимам ее работы. В этих случаях следует стабилизировать не давление, а перепад давления в колонне изменением расхода обедненной газовой смеси.
Регулирование процесса при рецикле абсорбента. В некоторых случаях абсорбент, выходящий из куба колонны, лишь частично отбирается с установки, большая же часть его возвращается в колонну в качестве рецикла. Уровень в колонне при такой технологии регулируют изменением расхода насыщенного абсорбента, выводимого с установки, а концентрацию Yк---изменением расхода свежего абсорбента.
Регулирование по возмущению (использование многоконтурных систем). Если в объект поступают возмущения в виде изменения состава и расхода исходной смеси, то расход абсорбента целесообразно изменять в зависимости от этих параметров, т. е. использовать регулирование по возмущению. Благодаря использованию многоконтурных систем можно значительно улучшить качество регулирования процесса и при наличии других возмущений. В качестве вспомогательных параметров выбирают расход абсорбента -- при регулировании концентрации извлекаемого компонента в обедненной смеси; расход хладоносителя -- при регулировании температур газовой смеси и абсорбента, выводимых из холодильников; расход насыщенного абсорбента -- при регулировании уровня.
Рисунок 2.1. Анализ процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона: а) Схема материальных потоков и их информационных переменных; б) структурная схема САУ как ОУ
На основании выбранной структуры управления процессом осуществляется проектирование функциональной схемы.
Схема газового абсорбера колонного типа со слоем осадка имеет следующий вид.
где , -- весовые расходы абсорбента (жидкость);
, -- концентрация поглощаемого компонента в жидкой фазе;
, -- концентрация поглощаемого компонента в газе.
где -- удельный поток поглощаемого компонента из газа в жидкость;
-- равновесная концентрация поглощаемого компонента в газовой смеси;
Выделим участок в слое осадка длинной .
Принимаем равномерное распределение газа и жидкости по всему слою осадка.
Для вывода математической модели используются следующие уравнения:
где -- количество вещества накапливаемого в данном слое;
-- количество вещества поступающего в слой:
-- количество вещества уходящего из слоя.
В процессе массообмена происходит изменение объемов жидкой и газовой фаз в данном слое.
Подставим 2.3.5 и 2.3.6 в 2.3.2, получим
Уравнение 2.3.8 называется уравнением неразрывности жидкости.
Чтобы полностью определить выражение 5.1.8 необходимо определить взаимосвязь между и :
Эмпирическая зависимость между величинами и получена только для стационарного режима работы. Для нестационарного режима:
Аналогично можно получить уравнение математического баланса для газа:
Разделим 2.3.14 на и перейдя в правой части к пределу получим:
Получим уравнение профиля поглощаемого компонента в газовой фазе.
Запишем уравнение материального баланса для данного компонент:
Вычтем из уравнения 2.3.22 уравнение 2.3.21:
2.3.2 4 -- уравнение профиля концентрации поглощаемого компонента в газовом потоке на слое осадок толщиной .
Аналогично можно получить уравнение профиля поглощаемого компонента в жидкости.
В данном уравнении по сравнению с 5.1.24 изменен знак при и (т.к. концентрация поглощаемого компонента увеличивается за счет поглощения жидкого компонента).
Таким образом, при переменных весовых расходах , математическая модель газоабсорбера включает:
и математическая модель газоабсорбера примет вид:
Зависимость является нелинейной, поэтому система уравнений 5.1.27 и 5.128 является не линейной. Задачей является линеаризовать данную систему:
по структуре данная система уравнений аналогична системе уравнений кожухотрубчатого противоточного теплообменника 2.3.34 и 2.3.35.
Передаточная функция газоабсорбера аналогична передаточной функции данного теплообменника.
Системы регулирования расхода имеют два основных отличия от систем регулирования большинства технологических параметров.
Во-первых, инерция собственно объекта регулирования обычно пренебрежимо мала, и после перемещения штока регулирующего клапана в новое положение новое значение расхода устанавливается за доли секунды или, в крайнем случае, за несколько секунд. Это означает, что динамические характеристики системы определяются главным образом инерционностью измерительного устройства, регулятора, исполнительного устройства и линий передачи сигнала (импульсных линий).
Во-вторых, сигнал, соответствующий измеренному значению расхода, всегда содержит помехи, уровень которых высок. Частично шум представляет собой физические колебания расхода, частота которых настолько велика, что система не успевает на них реагировать. Поэтому при наличии шума, чтобы избежать усиления в системе случайных возмущений, следует применять малые значения коэффициента усиления регулятора.
Нелинейная зависимость между перепадом давления на нормальном сужающем устройстве (например, диафрагме) и расходом приводит к тому, что при изменении расхода степень устойчивости системы регулирования изменяется. Увеличение коэффициента усиления объекта с ростом расхода теоретически может быть скомпенсировано, если эффективное значение коэффициента усиления клапана будет изменяться обратно пропорционально расходу. Клапана с такой характеристикой практически не существует. Если требуется обеспечить качественное регулирование расхода при условии, что его значение может изменяться более чем вдвое, то для получения сигнала, пропорционального расходу, необходимо использовать преобразователь, осуществляющий операцию извлечения корня. Безусловно, указанная нелинейность отсутствует, если в качестве датчика используется электромагнитный расходомер.
Другой тип нелинейности встречается в случае использования позиционера. Небольшое изменение сигнала на входе в позиционер приводит к тому, что на клапан подается максимальный управляющий сигнал. При дальнейшем увеличении сигнала на входе в позиционер его выходной сигнал не изменяется. Таким образом, частотные характеристики системы зависят от величины сигнала, и настройки регулятора, удовлетворительные при больших возмущениях, не обеспечивают нужного качества регулирования при малых возмущениях.
Для синтеза АСР необходимо определить численные значения следующих коэффициентов
Для этого необходимы следующие параметры: технические характеристики
D = 1 000/1 600 мм, Н = 19 765 мм, V = 21,46 м 3
Насадка - кольца полуфарфоровые КПФ-25
Р расч. = 1,25 МПа, t расч. = 100 C
Плиты минераловатные полужесткие ПП
Рисунок 3.1 - Параметры емкости смешения
2) расходы абсорбента F аб =50м 3 /ч и сырья F Р0 =10м 3 /ч [1].
Для перехода к реальной передаточной функции по управлению необходимо домножить К Х на ход штока (0,2м) клапана и разделить на коэффициент клапана.
Окончательно получи передаточные функции модели:
Системы регулирования расхода имеют два основных отличия от систем регулирования большинства технологических параметров [8].
На рис. 3.1 изображена система регулирования расхода жидкости между двумя аппаратами. Объектом регулирования
Способ управления процессом многоступенчатой абсорбции курсовая работа. Производство и технологии.
Реферат по теме Томас Гоббс
Цель Написания Дипломной Работы
Управленческие Решения В Организации Курсовая
Реферат: Abraham Lincoln Essay Research Paper Abraham Lincoln
Реферат: The Renaissance In Italy Essay Research Paper
Любовь Маши Троекуровой И Владимира Дубровского Сочинение
Эссе На Тему Сонет
Реферат: Cosmetic Surgery Essay Research Paper Nobody knows
Эссе На Тему Человечество
Курсовая работа по теме Информационно-обучающий сайт по ТОЭ/ТЭЦ
Курсовая Работа На Тему Государственная Служба Занятости
Контрольная работа: Правовые основы стандартизации и сертификации
Византийская Цивилизация Реферат
Курсовая работа по теме Модель пяти сил конкуренции М.Е. Портера
Методы Научных Исследований Курсовая Работа
Дипломная работа: Компьютерная грамотность как условие становления социального работника. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Analysis Of Hotel Case Study Essay Research
Можно Ли Написать Дипломную Редактируя Готовую
Курсовая работа по теме Эксплуатация клиноременных приводов ТК-2 и ТРКП генераторов пассажирских вагонов
После Докторской Диссертации
Організаційно-правові заходи охорони лісів - Государство и право контрольная работа
Кадровый менеджмент на предприятии - Менеджмент и трудовые отношения дипломная работа
Особенности создания и управления Византией при различных династиях - Менеджмент и трудовые отношения реферат