Тема 7: «автоматизация газовых абсорберов».

Газовые абсорберы (рис. 7) предназначены для исключения из газовой смеси любого компонента жидким абсорбентом.

Объект регулирования – абсорбционная колонна (АК) и два холодильника (Х1, Х2) на линиях газовой смеси и абсорбента.

Показатель эффективности процесса – концентрация компонента, который вытягивается в обедненной смеси (абгазе) или, – реже – концентрация насыщенного абсорбента (например, процесс абсорбции в производстве кислот).

Основные возмущения: параметры потоков газовой смеси и абсорбента (расходы, концентрации), температура и давление в абсорбционной колонне.

Рис. 7. Схема автоматизации газового абсорбера

Концентрация абгаза стабилизируется изменением расхода абсорбента (поз.1). Если газовая смесь имеет постоянный состав, стабилизировать концентрацию абгаза нет необходимости, достаточно ограничиться стабилизацией расходов смеси и абсорбента или регулированием соотношения этих расходов. Если же конечным продуктом является насыщенный абсорбент, стабилизируют концентрацию получаемого компонента в абсорбенте (или косвенный показатель – его плотность) расходом абсорбента.

Расход исходной смеси стабилизируется регулятором (поз.2). Если расход газовой смеси определяется предыдущим процессом и не может быть стабилизирован, применяют АСР соотношения расходов газовой смеси и абсорбента или каскадную АСР концентрации абгаза с промежуточной величиной – соотношением расходов абсорбента/смеси.

Возможность регулирования температуры в самом абсорбере отсутствует, потому что он не содержит охлаждающие змеевики, потому в данной схеме стабилизируются температура абсорбента (поз.3) и газовой смеси (поз.4) изменением расходов хладоносителя.

Давление в колонне стабилизируется изменением расхода обедненной смеси (поз.5). Некоторые конструкции абсорбционных колонн очень чувствительны к нарушению гидродинамического режима: даже незначительные изменения скорости газа в колонне приводят к неустойчивым режимам ее работы. В этих случаях стабилизируют перепад давления в колонне (а не давление, как в описываемой схеме) изменением затраты абгаза. В данной схеме перепад (разницу) давлений контролируется (поз.6).

В нижней части абсорбционной колонны должно находиться определенное количество жидкости, которая обеспечивает гидравлический затвор, который исключает попадание газовой смеси из колонны в линию насыщенного абсорбента и позволяет регулировать давление в абсорбере. Постоянное количество этой жидкости поддерживается регулятором уровня (поз.7) изменением расхода насыщенного абсорбента.

Контролируются расход и температура потоков (на схеме показанные частично), концентрация получаемого компонента у обедненной смеси (поз.1), уровень кубовой жидкости (поз.7), давление в колонне (поз.5), перепад давления в колонне (поз.6).

Отображается отклонение давления в колонне, концентрация получаемого компонента. При значительном повышении давления в абсорбционной колонне и недопустимых отклонениях концентрации абгазов срабатывает защита, которая открывает магистраль обедненной смеси и закрывает все другие магистрали.