• Готовые работы
• Схемы автоматизации
• Реакторы

Реактор синтеза нитрозных газов (контактный аппарат). Функциональная схема автоматизации

Общая задача управления технологическим процессом формируется обычно как задача максимизации некоторого критерия при выполнении ограничений на технологические параметры, установленные регламентом. Решение такой задачи очень трудоемко, а иногда практически невозможно ввиду большого числа факторов, влияющих на ход процесса. Поэтому весь процесс разбивают на отдельные участки.

В данном разделе дипломного проекта рассматривается участок синтеза нитрозных газов в контактном аппарате производства азотной кислоты. Автоматизации подлежит следующий участок технологической схемы.

Аммиак после подогрева в теплообменнике Т1 (за счет конденсации водяного пара) смешивается с подогретым в теплообменнике Т2 воздухом (за счет тепла нитрозных газов) и поступает в контактный аппарат. После реакции на платиновом катализаторе, образуется компонент целевого продукта – оксид азота.

Из контактного аппарата нитрозные газы проходят котел-утилизатор, где отдают часть теплоты на образование водяного пара, а затем через окислитель О направляются в теплообменник для подогревания воздуха, направляющегося в контактный аппарат.

В качестве объекта управления процессом конверсии аммиака принята установка, состоящая из контактного аппарата, двух подогревателей, смесителя, окислителя и котла-утилизатора.

Показателем эффективности процесса является концентрация оксида азота в нижней части контактного аппарата, а целью управления - достижение определенного значения этой концентрации.

Основными возмущениями для рассматриваемого процесса является изменение нагрузки контактного аппарата, изменение пропорции между подачей аммиака и воздуха в смеситель, а также изменение температуры исходных реагентов.

Так как концентрация оксида азота зависит от отношений расходов аммиака и воздуха, поступающих в смеситель, то целесообразно поддерживать отношение этих расходов постоянным путем стабилизации обоих расходов. Регулирование производительности аппарата выполняется регулированием расхода аммиака, поэтому стабилизация отношения количества аммиака и воздуха в смеситель выполняется регулированием расхода воздуха. Качество нитрозных газов регулируется отношением воздух-аммиак в смеситель.

Так как процесс конверсии аммиака является экзотермическим, и протекает при температуре 910 °С, то для использования выделившейся энергии нитрозные газы проходят последовательно котел-утилизатор и теплообменник Т2.

Теплообменник Т2 служит для утилизации тепла нитрозных газов за счет подогрева воздуха перед подачей в смеситель. Регулирование температуры воздуха выполняется расходом воды в котел-утилизатор КУ. Увеличение расхода воды снижает температуру нитрозных газов, покидающих котел-утилизатор. Снижение температуры нитрозных газов перед теплообменником Т2 снижает температуру воздуха на выходе из Т2 (на входе в смеситель С).

Температура аммиака зависит от температуры пара, подаваемого в подогреватель Т1, от расхода аммиака и от расхода греющего пара. Необходимо температуру аммиака на выходе из подогревателя Т1 поддерживать в заданных пределах за счет регулирования греющего агента в теплообменнике Т1.

Дополнительно выполняется контроль температуры пара до и после пароперегревателя, установленного в контактном аппарате. Для безопасности эксплуатации аппарата ведется контроль давления в аппарате и сигнализация при превышении допустимого предела. Также контролируется температура на катализаторных сетках.