АСР процесса ректификации

Рисунок, который должен дать преподаватель

АСР процесса газовой абсорбции.

АСР массообменных процессов

В химической технологии для разделения веществ широко используются массообменные процессы: абсорбцию, экстракцию ректификацию, адсорбцию и сушку.

В процессе массообмена участвуют минимум три вещества: распределяющее вещество, составляющее первую фазу; распределяющее вещество, составляющее вторую фазу; распределяемое вещество, переходящее из одной фазы в другую. Основное уравнение массопередачи:

dM=kdF∆

dM - определяет количество вещества, переходящего из одной фазы в другую через поверхность dF при движущей силе процеса ∆ и коэффициенте массопередачи k.

∆=с-сравн.

Большинство массообменных процессов проводят в аппаратах колонного типа. Для повышения качества переходных процессов в системах автоматизации массообменных установок широко используются комбинированные АСР, использующие дополнительные сигналы из промежуточных точек аппаратов. Наибольшие сложности при регулировании массообменных процессов чаще всего возникают из-за отсутствия автоматических приборов для непрерывного контроля состава получаемых продуктов. В этих случаях регулирование состава ведут по косвенным параметрам- tкип смеси ее плотности. При этом возникают сложности, связанные с компенсацией влияния возмущающих факторов на взаимосвязь между косвенным параметром и составом.

Сущность процесса заключается в поглощении газовой смеси(компонентов в ней) с помощью специального абсорбента. Цель процесса:

а) утилизация абсорбируемой части газового потока

б) очистка газовой смеси от какого-либо компонента

в) для ее достижения надо получить рабочий раствор на выходе из абсорбера заданной концентрации

Цель управления: достичь заданной степени очистки смеси от определенного компонента, который характеризуется дополнительной остаточной концентрацией данного компонента в газовой смеси на выходе из абсорбера.

Условия протекания процесса в абсорберах насадочного и тарельчатого типов зависит от температуры, давления и от соотношения газовой смеси и абсорбента.

Задача управления: поддержание заданного значения давления и температуры в абсорбере и его материального баланса по поглощенному компоненту газовой смеси. Данная задача решается в следующей схеме АСР газового абсорбера

Температура в данном абсорбере стабилизируется за счет стабилизации температуры абсорбента на входе в данный абсорбер.

Основой АСР является АСР концентрации рабочего раствора на выходе из абсорбера 2. Данный АСР изменяет концентрацию рабочего раствора на выходе жидкости из абсорбера, а регулятором оказывает регулирующие воздействие на изменение количества абсорбента, поступающего в данный абсорбер.

Для поддержания материального баланса абсорбера по рабочему раствору используется АСР уравнения рабочего раствора(1), где регулируется изменение расхода рабочего раствора из абсорбера. Для стабилизации давления газа среды в абсорбере используется АСР давления(3), где регулируется изменение расхода газовой смеси на выходе из абсорбера.

Для решения задачи б) датчик концентрации устанавливается на выходе газового потока из абсорбера, а регулятор будет воздействовать также на расход подаваемого абсорбента.

Основная задача процесса ректификации заключается в разделении низкокипящего компонента - дистиллята и высококипящего компонента - кубового остатка. Основные параметры: состав, расход, температура питательной смеси, давление в калоне и др. Основными регулируемыми воздействиями являются расход флегмы в колонне и теплоперенос в кипятильнике.

Типовая ректификационная установка состоит из емкости исходной смеси (1), теплообменника (2), ректификационной колонны(3), выносной кипятильник(4), конденсатор(5), емкость(6).

Стабилизация расхода исходной смеси регулируется АСР расхода(1). Температура исходной смеси стабилизируется АСР температуры(2), где регулируется изменение расхода пара, поступающего в теплообменник. Давление в верхней части колонны стабилизируется с помощью АСР(3), регулятор изменения расхода воды, поступающего из дефлегматора (5). Для обеспечения материального баланса флегмоемкости используется АСР уровня жидкости. Для стабилизации низа колонны используется АСР расхода пара(5). Также надо регулировать уровень остатка колонны- используется АСР уровня(7).