Абсорбция. Типовое решение автоматизации

В качестве объекта управления процессом абсорбции примем абсорбционную установку, состоящую из абсорбционной колонны 2 и двух холодильников - на линиях абсорбента 3 и газовой смеси 1. Показателем эффективности процесса является концентрация извлекаемого компонента в обедненной смеси, а целью управления - достижение определенного (минимального возможного для данных производственных условий) значения этой концентрации. Концентрация Y_H определяется разностью количеств извлекаемого компонента, поступающего с газовой смесью и поглощаемого из нее абсорбентом.

Количество компонента, поступающего в колонну, рассчитывается по уравнению:

М – F_с-Y_н,

т.е. однозначно определяется расходом газовой смеси F_c и начальной концентрацией в ней извлекаемого компонента Y_H.

Количество компонента, который переходит из газовой фазы в жидкую, определяется:

M'=K-S-Δ, где К - коэффициент массопередачи;

S - поверхность контакта;

Δ - средняя движущая сила процесса.

В качестве регулируемой величины выбирают концентрацию Y_H, a регулирующее воздействие реализуют изменением отношения расходов F_A/F_С - абсорбент-сырье. Для улучшения качества регулирования показателя эффективности предусматриваются регуляторы расхода F_c, температур сырья и абсорбента, и давления в колонне.

В нижней части абсорбера должно находиться некоторое количество жидкости, обеспечивающее гидравлический затвор, что исключает поступление газовой смеси из абсорбера в линию насыщенного абсорбента и позволяет регулировать давление в абсорбере. Постоянное количество этой жидкости поддерживается регулированием уровня в абсорбере путем изменения расхода насыщенного абсорбента.

Контролируемыми параметрами являются: расход и температура исходного и насыщенного абсорбента, расход и температура исходной и обедненной газовой смеси, хладоносителей, а также концентрация извлекаемого компонента в обедненной смеси, уровень в нижней части колонны, температура по высоте колонны, давление и перепад давлений в ней.

Сигнализации подлежат отклонения давления в колонне от предельных значений.

Схемой автоматизации предусмотрено устройство защиты, исключающее значительное повышения давления в колонне, при срабатывании защиты прекращается питание регуляторов, перекрываются регулирующие органы на всех магистралях, а на магистрали обедненной смеси - открываются.