9.1.5 Регулювання трубчастими реакторами
Трубчасті реактори використовують для проведення газофазових високоекзотермічних процесів. Вони дають змогу забезпечувати вищий ступінь конверсії, ніж реактори зміщення, оскільки значна кількість теплоти, що виділяється в процесі реакції, відводиться через стінку реактора. Трубчасті реактори належать до об’єктів із сильно розподіленими параметрами. Швидкість руху газової суміші за довжиною реактора вважається сталою, а змінними параметрами є концентрація нового продукту та температура. Зміна концентрації за довжиною реактора визначається швидкістю хімічної реакції, а температура змінюється в результаті виділення теплоти хімічної реакції та внаслідок теплопередачі через стінку реактора.
Рис. 9.6 Схема одно контурного регулювання реактором періодичної дії: 1 – програмний задавач; 2 - реактор
Рис. 9.7 Схема каскадного регулювання реактором періодичної дії
Аналіз технологічного процесу показує, що незначні зміни швидкості V газового потоку, концентрації Q та температури T на вході реактора можуть призводити до істотної зміни температурного профілю за довжиною реактора. При цьому максимальна температура в реакторі може значно перевищувати гранично допустиму.
Складність регулювання трубчастим реактором полягає в тому, що необхідно керувати розподілом температури за довжиною реактора. Змінним параметром, за яким стабілізується температура в реакторі, є її максимальне значення. При цьому в систему регулювання вмикають спеціальний блок вибору максимуму або підмикають до регулятора температурний датчик, який установлюється за довжиною реактора в зоні, де має місце максимальна температура.
Зобразити і описати функціональну схему процесу автоматичного дозування рідини за об'ємом.
3. Опишіть принцип роботи об'ємного дозатора дискретної дії.
[Найменші похибки і габарити мають дозатори дискретної дії (рис. 1) на основі об'ємних лічильників продукту (ротори - лопатеві, з овальними шестернями, гвинтові та ін.). Кут повороту ротора, що відповідає об'єму продукту, перетворюється в сигнал, який надходить в блок управління, який обчислює загальний об'єм продукту, порівнює його із завданням і формує сигнал на припинення подачі продукту.
Рис. 1. Об'ємний дозатор дискретної дії на основі лічильника рідини:
1 – лічильник; 2 – давач; 3 – блок управління;
4-6 – регулюючі клапани
Для підвищення точності дозування, досягнувши 90-95% дози, вентиль 4 закривають, а витрату продукту зменшують в 4-5 разів за допомогою вентиля 5. Для стабілізації або програмної зміни витрати блок управління визначає і встановлює необхідну витрату за допомогою вентиля 6. Дози від 1 дм3 до десятків м3, похибка 0,5-1,5%. Для надійної роботи таких дозаторів середовище, що дозується, ретельно очищають від твердих і газоподібних домішок, не допускають кристалізацію або полімеризацію продуктів в порожнинах лічильників, для обертання ротора створюють достатній перепад тиску між входом і виходом дозатора.]
При дозуванні в ємності (реактори), що працюють під тиском, рівним або вищим тиску середовища на вході в дозатор, а також для дозування в'язких і пастоподібних продуктів застосовують дозатори на основі насосів витіснення (поршневих, плунжерних, шестерінчастих, діафрагмових). При рівності завдання і фактичної дози блок управління відключає насос, перекриваючи потік продукту, показує і реєструє величину дози. У дозаторі малої продуктивності (одиниці см3/год.) продукт витісняється за допомогою газу або інертної рідини (рис. 2). При відкритому вентилі 4 і закритому вентилі 5 у разі опускання посудини 2 ємність 1 заповнюється продуктом, що дозується. Для видачі дози закривається вентиль 4 і відкривається вентиль 5. При цьому посудина 2 піднімається, що забезпечує витіснення частини продукту з ємності 1.
Рис. 2. Об'ємний мікродозатор на основі витіснення дози:
1 – ємність; 2 – напірна посудина; 3 – електропривод;
4,5 – вентилі; 6 – блок управління