ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципы математического моделирования производства серной кислоты из "Технология серной кислоты" Схемы производства серной кислоты из концентрированного диоксида серы, сероводорода и природной серы просты, поэтому возможны более полная автоматизация производства серно кислоты из этих видов сырья и переход от комплексной к полной автоматизации всех производственных операций, включая пуск, остановку и вывод системы из аварийного состояния. Такой полностью автоматизированный цех-автомат может работать на замке , т. е. без непосредственного участия обслуживающего персонала. [c.309] При создании цехов-автоматов приборы автоматического контроля и регулирования, предусмотренные в схемах комплексной автоматизации, должны быть дополнены устройствами для автоматического пуска цеха, вывода всех аппаратов и узлов на рабочий режим и автоматической остановки всего производства в случае серьезных нарушений технологического режима и работы оборудования. [c.309] Схема цеха-автомата, работающего на концентрированном диоксиде серы (рис. 11-14), приведена для того, чтобы дать представление об основных приемах решения важной задачи ближайшего будущего — создания цехов-автоматов в производстве серной кислоты. Эти приемы могут оказаться полезными также при разработке и освоении опытных цехов-автоматов. [c.310] Процесс производства серной кислоты из концентрированного SO2 состоит только из двух стадий — контактирования и абсорбции. При выпуске всей продукции в виде концентрированной серной кислоты технологическая схема ее производства состоит в следующем. Воздух, освобожденный от пыли в фильтре 1 (см. рис. 11-14), смешивается с концентрированным диоксидом серы, а затем с помощью нагнетателя 2 направляется в межтрубное пространство теплообменника 3, где смесь нагревается за счет тепла контактных газов. Поступающий в систему воздух не подвергается сушке, поэтому в газах после контактного аппарата кроме SO3 находятся пары воды. [c.310] Для предотвращения конденсации серной кислоты в трубах теплообменника -5 к газу на входе в газодувку 2 добавляют такое количество горячего газа, чтобы температура смеси была выше точки росы паров серной кислоты. Температура газовой смеси регулируется клапаном 7, на который воздействует им-лульс от термопары 15, измеряющей температуру газа после щагнетателя 2. [c.310] Постоянная концентрация SO2 в газе достигается путем воздействия газоанализатора 14 на клапан 10, регулирующий количество воздуха, поступающего в систему. Постоянство температуры газа на входе в первый слой контактной массы поддерживается воздействием импульса от термопары 21 на клапан 6 и изменением количества байпасного холодного газа, поступающего в контактный аппарат, минуя теплообменник 3. [c.310] Температура газа на входе во второй и последующие слои контактной мвссы регулируется также путем воздействия импульсов от остальных термопар 21 на клапаны 13, изменяющие количество газа, который поступает во внутренние теплообменники контактного аппарата. Выделение серной кислоты и регулирование этого процесса осуществляются по схеме, приведенной для метода мокрого катализа (см. рис. 11-13). [c.310] Цех-автомат приводится в действие нажатием контакта Пуск или включается автоматически при отсутствии аварийного состояния. Получив первоначальный импульс, исполнительный механизм включает в сеть электродвигатель газодувки 2 и электрический подогреватель 5. После того, как ротор вентилятора приобретает нормальную скорость вращения, регулятор расхода 11с помощью исполнительного механизма воздействует на регулирующий клапан 10. Таким образом, в период разогрева контактного аппарата поддерживается заданный объем воздуха, несколько меньший, чем при нормальном режиме. [c.310] Газодувка 2 подает воздух в теплообменник 3, затем в электрический подогреватель 5. [c.311] Режим работы электрического подогревателя регулируете величиной тока в цепи по показаниям термопар 17 и 18. Первая из них измеряет температуру спиралей, которая не должна превышать определенного предельного значения, вторая термопара измеряет заданную температуру газа на выходе из подогревателя 5 (480—500 °С). Когда температура газа на входе в первый слой контактной массы (измеряется верхней термопарой 21) достигает 420 °С, исполнительный механизм постепенно открывает регулирующий клапан 6. Конечная степень открывания этого клапана ограничивается регулятором расхода 11 ъ соответствии с заданной производительностью цеха. [c.311] Когда температура газа после первого слоя контактной массы станет на 30—50 °С ниже заданной для нормальной работы, исполнительный механизм в результате воздействия на него импульса от термопары 18 изменяет величину тока, питающего электроподогреватель. По мере повышения температуры в контактном аппарате термопары 21 воздействуют на клапаны 13, в результате чего на входе в каждый слой контактной массы устанавливается оптимальная температура газа. [c.311] Температурный режим процесса конденсации серной кислоты регулируется по импульсам от термометров сопротивления, воздействующим на клапаны, которые регулируют количество воды, подаваемой на охлаждение кислоты. [c.311] Остановка цеха-автомата осуществляется нажатием контакта или кнопки Остановка или же исполнительным механизмом, срабатывающим при недостатке ЗОг, либо при помощи аварийных устройств, сигнализирующих о неисправностях и нарушениях работы отдельных узлов и аппаратов. Получив импульс, исполнительный механизм закрывает клапан 6. Вследствие уменьшения концентрации ЗОг клапан 7 постепенно закрывается до тех пор, пока количество поступающего воздуха не станет равно его количеству, подаваемому при разогреве контактного аппарата. Когда температура газа станет на 20 °С ниже по сравнению с заданной, автоматически включается ток в электроподогревателе, и в контактный аппарат начинает поступать горячий воздух для продувки (удаления ЗОз). Продолжительность продувки составляет 20—30 ч в зависимости от мощности контактного аппарата. По окончании продувки реле времени воздействует на соответствующие исполнительные механизмы, которые закрывают клапан 7 и останавливают воздуходувку 2, нагнетающую в систему воздух. [c.311] Фидирована до истечения предельно допустимого срока, по окончании которого температура в контактном аппарате становится ниже температуры зажигания контактной массы, приводится лз действие нагнетатель и возобновляется подача ЗОг с одновременным пуском других аппаратов технологической схемы. Если -же продолжительность остановки превышает предельно допустимое время, то реле времени включает исполнительные механизмы, которые приводят в действие вентилятор и остальные аппараты в такой же последовательности, как и при продувке контактного аппарата. [c.312] Технологическая схема и схема автоматизации несколько усложняется, если предусмотрена осушка воздуха и выпуск продукции в виде олеума. Однако включение в схему сушильной башни и олеумного абсорбера не вызовет затруднений при создании цеха-автомата, так как автоматизация этих аппаратов проста. [c.312] При разбавлении 50г кислородом схема автоматизации несколько изменится, оформление ее будет зависеть от способов дозировки кислорода и регулирования температурного режима контактного аппарата. [c.312] При работе на сероводороде и природной сере описанные-выше технологическая схема и схема автоматизации должны быть дополнены аппаратами для получения диоксида серы. При этом несколько усложняются автоматические пуск и остановка цеха, но основные приемы, используемые для создания цёха-автомата, принципиально не изменятся. [c.312] Методы математического моделирования являются важным современным средством исследования процессов химической технологии. Эти методы позволяют выбрать оптимальные размеры и конструкцию аппаратов, определить оптимальные режимы протекающих процессов, построить наилучшую систему управления этими процессами. [c.312] Математическим моделированием процесса называется исследование его математического описания с целью решения задач конструирования, выбора режимов и управления процессом. Математическое моделирование сложного процесса осуществляется с помощью аналоговых и цифровых вычислительных машин. [c.313] Основной проблемой математического моделирования является получение достаточно точного математического описания процесса. Обычно такие описания сложных процессов весьма громоздки, что затрудняет дальнейшее их исследование, поэтому их обычно упрощают, исключая параметры, незначительно влияющие на точность. Таким образом, математическое описание процесса должно представлять разумный компромисс между желаемой точностью и сложностью получаемых выражений. [c.313] Вернуться к основной статье