Розробити схему автоматизації поглинання сірковуглецю рухомим шаром адсорбенту.
1.
В якості об'єкта управління візьмемо протиточний постійно діючий апарат 1 з киплячим (псевдозрідженим) шаром дрібнозернистого адсорбенту на тарілках 2 (рис. 1). На верхню тарілку такого апарату подається адсорбент за допомогою дозатора 3. Під дією сили тяжіння адсорбент провалюється з тарілки на тарілку і виводиться з нижньої частини адсорбера; газ ж рухається знизу вгору і виводиться з верхньої частини апарату. Показник ефективності, мета управління і закономірності такого процесу адсорбції аналогічні процесу адсорбції, тому рішення по автоматизації цих процесів одні й ті ж. Основним контуром регулювання є регулятор концентрації адсорбованих компонента в відходить газі, а регулюючий вплив здійснюється зміною витрати адсорбенту (коригуванням роботи дозатора 3). Для усунення обурення по каналу витрати газової суміші ця витрата стабілізують.
Рисунок 1 - Схема автоматизації процесу адсорбції.
Контролю підлягають витрата газової суміші, кінцева концентрація адсорбованих компонента, температури газової суміші і адсорбенту, температури по висоті адсорбера, тиску у верхній і нижній частинах колони, перепад тиску між ними. Сигналізації підлягають концентрація адсорбованих компонента в відходить газі і тиск у колоні; при різкому зростанні останнього має спрацювати пристрій захисту.
Регулювання гідравлічного опору колони. Одним з важливих параметрів процесу адсорбції в псевдозрідженому шарі є перепад тисків у верхній і нижній частинах колони. При постійній витраті газової суміші цей параметр визначається масою адсорбенту на тарілках, тому що регулює вплив при стабілізації перепаду тиску здійснюється коригуванням роботи дозуючого пристрою. При використанні такої схеми звичайно відпадає необхідність у регулюванні кінцевої концентрації адсорбованих компонента. Можна використовувати двоконтурну систему, основним параметром якої буде кінцева концентрація, а допоміжним - перепад тисків.
Перепад тиску по всій колоні в кінцевому рахунку визначається кількістю адсорбенту, що надходить на верхню тарілку, т. е. перепадом тиску на ній. У зв'язку з цим можна йти по шляху стабілізації цього параметра, так як він значно менш інерційний, ніж перепад по всій колоні.
Розв’язок типових задач
Регулювання апаратів з провальними тарілками змінного перерізу. Якщо конструкція тарілок дозволяє змінювати їх прохідний перетин, з'являється ще однин канал регулюючого впливу. Зазвичай поперечний переріз тарілок підтримують на такому значенні, щоб перепад тиску на окремих тарілках був постійним.
Робота тарілок такої конструкції може бути налаштована за дискретним режимом, коли порція адсорбенту одноразово подається на верхню тарілку і залишається там протягом заданого часу; потім прохідний перетин тарілки відкривається, і адсорбент провалюється на нижнього тарілку і т. д. Для управління такими тарілками встановлюють програмний пристрій, яке відповідно до жорсткої тимчасової програмою відкриває і закриває прохідні перетини тарілок. Цей же пристрій при скиданні адсорбенту з верхньої тарілки видає сигнал дозатора на початок завантаження її свіжим адсорбентом. Завантаження продовжується до того моменту, коли перепад тиску на верхній тарілці стає рівним заданому.
Регулювання десорбера з киплячим шаром. Видалення з адсорбенту поглиненої речовини проводиться в псевдозрідженому шарі протиточних тарілчастих сорбційних апаратів. Адсорбент після адсорбера (рис. 2) подається на верхню тарілку, а в нижню частину надходить нагріте повітря після калорифера.
Як і для процесу адсорбції, система регулювання десорбера включає вузли регулювання перепаду тиску в колоні і витрати повітря. Крім того, для кращого виділення поглиненої речовини стабілізують температуру повітря після калорифера зміною витрати теплоносія.
Рисунок 2 – Схема регулювання процесу десорбції в киплячому шарі:
1 – калорифер, 2 – десорбцій на колона, 3 – тарілки, 4 – дозатор.