Klaus üsulu ilə elementar kükürdün sənaye istehsalı orijinal turşu qazında hidrogen sulfidinin atmosfer oksigeni və kükürd dioksidi ilə qismən oksidləşməsinə əsaslanır.

Məlum olduğu kimi, turşu qazının tərkibinə H 2 S-dən əlavə adətən aşağıdakılar daxildir: CO 2, H 2 O və karbohidrogenlər. Bu, kükürdün məhsuldarlığını azaldan yan kimyəvi reaksiyaların baş verməsinə səbəb olur.

Bu çirklər dəstindən hər bir komponentin miqdarı Claus prosesinin bu və ya digər modifikasiyasının seçilməsinə təsir göstərir.

Bizim vəziyyətimizdə orijinal turşu qazı təqribən ibarətdir. 95%Cild. H2S; 3,5% həcm. H2O; 2%-ə qədər həcm. karbohidrogenlər.

Dünya praktikasında bu tərkibli turşu qazları ən rasional “birbaşa Claus prosesi” ilə kükürd halına salınır.

Prosesin istilik mərhələsində hidrogen sulfidin həm kükürd, həm də kükürd dioksidə qismən oksidləşməsi reaksiyaları baş verir. Həm də sistemdə mövcud olan komponentlərin qarşılıqlı reaksiyaları, məsələn:

2H 2 S + O 2 = S 2 + 2H 2 O + 37550 kkal/kmol H 2 S

2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O + 125000 kkal/kmol H 2 S

2H 2 S + SO 2 = 3S + 2H 2 O

H 2 S + CO 2 = COS + H 2 O - 6020 kkal/kmol COS

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + 192000 kkal/kmol CH 4

Qazda istilik mərhələsini tərk edərkən, hədəf məhsula - elementar kükürddən başqa, digər komponentlər də mövcuddur: H 2 S, CO 2, COS, CS 2, CO 2, H 2 O, CO, H 2 və N 2.

Prosesin istilik mərhələsində ilkin hidrogen sulfidin kükürdə çevrilmə (çevrilmə) dərəcəsi təxminən 70% dəyərə çata bilər.

70% -dən çox ümumi quraşdırma dönüşümünün təmin edilməsi serial əlaqə termal çoxsaylı katalitik mərhələlərə. Sonuncu halda, proses üçün iş şəraiti saxlanılır, burada proses qazının bütün kükürd tərkibli komponentləri kükürdün ayrılması ilə kimyəvi reaksiyalara girir, məsələn:

2H 2 S + SO 2 = 3/N S N + 2H 2 O + Q 1,

2COS + SO 2 = 3/N S N + 2CO 2 + Q 2, burada N=2-8

Təsvir edilən Claus kimyəvi çevrilmələrinə əlavə olaraq, kükürdün kondensasiyası və duman və damcı kimi maye kükürdün tutulması prosesləri baş verir.

Qaz kükürd buxarının şeh nöqtəsindən aşağı soyudulduğu zaman kondensasiya bu məqsəd üçün xüsusi olaraq hazırlanmış cihazlarda - kondensator-generatorlarda baş verir.

Kondensasiyadan əvvəl kükürd polimerlərinin S8 formasına assosiasiya reaksiyası baş verir.

8/N S N -> S 8 + Q 3

S 8 (qaz) -> S 8 (maye) + 22860 kkal/kmol

damcıların yığılması prosesi mesh bamperlərlə təchiz olunmuş kondensatorların çıxış kameralarında baş verir. Bu bamperlərdə kükürd dumanı və damcıları laxtalanır, daha sonra qravitasiya və ətalət qüvvələrinin təsiri altında qaz axınından çıxarılır, əlavə olaraq, sonuncu mərhələdəki kondensator-generatordan sonra quraşdırılmış xüsusi aparat, kükürd tutucusu eyni xidmət göstərir; məqsəd.

Əsas texnoloji cihazların hesablanması.

Riyazi model aşağıdakı əsas parametrlərlə xarakterizə olunur:

a) obyektin adı: kükürd istehsalı zavodu, o cümlədən istilik reaktoru, katalitik reaktor, kükürd kondensatoru, soba qızdırıcısı və qarışdırıcı.

b) obyektin modelləşdirilməsi üsulu: ayrı-ayrı cihazların riyazi modelləşdirilməsi və bütün qurğuların faza və kimyəvi tarazlıq tənliklərinin hesablanması, cihazların birləşdirilməsi texnoloji sxemlər və onların material və istilik balanslarının hesablanması.

c) parametrin adı: 1. Komponentin tərkibi, 2. Temperatur, 3. Təzyiq, 4. Elementar kükürd istehsalı üçün qurğuların texnoloji sxeminin axınlarının entalpiyası.

d) obyekt parametrlərinin qiymətləndirilməsi: hesablanmış və eksperimental məlumatlar arasında nisbi xəta<= 5%.

Xülasə: hazırlanmış model imkan verir

1. Müxtəlif modifikasiyaların texnoloji sxemlərini hesablayın (istənilən sayda katalitik mərhələlər, “1/3 -2/3” və s.),

2. Riyazi modelləşdirmənin tərs məsələlərini həll etmək, o cümlədən axınların arzu olunan xarakteristikalarını təmin etmək (nisbət H 2 S+COS/SO 2 = 2, prosesin axını diaqramının istənilən nöqtəsində temperaturlar) və s.

Quraşdırma aparatının hesablanması kimyəvi termodinamika prinsiplərinə əsaslanan riyazi modellərə uyğun tərtib edilmiş tətbiqi proqramlar paketindən istifadə etməklə həyata keçirilir. Riyazi modellərin tərkibi kükürd istehsalı zavodunun texnoloji sxeminə daxil olan cihazlarla müəyyən edilir, bunlardan əsasları aşağıdakılardır:

reaktor-generator;

katalitik çevirici;

Proses qazı qızdırıcısı;

Mikser;

Enerji-texnoloji avadanlıqlar (kükürd kondensatorları);

Riyazi proqram təminatının əsasını bu cihazların modelləri təşkil edir. Riyazi proqram təminatında ayrı-ayrı cihazların və bütövlükdə texnoloji sxemin material və istilik balanslarının iterativ hesablamalarını həyata keçirən Nyuton, Volf, Veqşteyn və “sekantların” hesablama üsullarından geniş istifadə olunur.

Hal-hazırda kükürd istehsalı zavodlarının hesablanması üçün tətbiqi proqramların işləməsi maddələrin fiziki və kimyəvi xassələri bankından istifadə etməklə problem yönümlü Comfort dilinin nəzarəti altında həyata keçirilir.

Əsas cihazların riyazi modelləri.

Kükürd istehsalı zavodları üçün hazırlanmış aparat modelləri termodinamika prinsiplərinə əsaslanır. Fiziki və kimyəvi proseslərin tarazlıq sabitləri standart termodinamik cədvəllərdə olan məlumatlardan istifadə etməklə azaldılmış Gibbs potensialları vasitəsilə hesablanır.

Kükürd istehsalı müəssisələrinin texnoloji sxemləri texnoloji axınlarla bir-birinə bağlı olan və vahid bütövlükdə fəaliyyət göstərən qurğular məcmusundan ibarət mürəkkəb kimyəvi-texnoloji sistemlərdir ki, burada H 2 S oksidləşməsi, kükürdün kondensasiyası və s. proseslər gedir. Hər bir cihaz blok prinsipi əsasında qurulmuş bir və ya bir neçə proqram moduluna uyğun gəlir. Hər bir blok proseslərin fiziki-kimyəvi və termodinamik parametrləri, axın sürətləri, tərkibi, temperaturları və giriş və çıxış axınlarının entalpiyaları arasındakı əlaqəni əks etdirən tənliklər sistemi ilə təsvir olunur.

Məsələn, üç mərhələli kükürd istehsalı zavodunun texnoloji diaqramı aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:

P I - texnoloji sxemin I-ci axını,

J isə texnoloji sxemin J-ci blokudur (aparatı).

Kükürd istehsalı zavodlarının texnoloji sxemlərini modelləşdirmək üçün blokları (cihazları) birləşdirən axınların vahid strukturu tətbiq edilmişdir ki, bunlara aşağıdakılar daxildir:

Birinci axının komponent tərkibi [mol/saat]

Temperatur [deg.C]

Təzyiq [atm]

Entalpiya [J/saat]

Texnoloji sxemin hər bir aparatı üçün yuxarıda göstərilən axın parametrləri müəyyən edilir.

Aşağıda Comfort sistemində dövrənin hesablanmasının təsviri verilmişdir:

Reaktor-generator soba modeli (REAC)

Riyazi model termik reaktorda və soba qızdırıcılarında asidik, hidrogen sulfid tərkibli qazın oksidləşmə prosesini təsvir edir. Model, gedən axınların kimyəvi, faza və istilik tarazlığını və ümumi temperaturu nəzərə alaraq qurulur. Bu parametrlər material və istilik balanslarının, kimyəvi və faza tarazlığının qeyri-xətti tənliklər sisteminin həllindən tapılır. Balans tənliklərinə daxil olan tarazlıq sabitləri maddə əmələ gəlməsi reaksiyalarında Gibbs enerjisinin dəyişməsi ilə tapılır.

Hesablama nəticələri bunlardır: komponent tərkibi, təzyiq (müəyyən edilmiş), temperatur, entalpiya və çıxış axını sürəti.

Katalitik çevirici modeli (REAST).

Katalitik çeviricidə baş verən prosesləri təsvir etmək üçün turşu qazında işləyən sobaları təsvir edən eyni riyazi model qəbul edilmişdir.

Kondansator-generatorun (iqtisadçının) modeli (CONDS).

Riyazi model aparatda verilmiş temperaturda kükürd buxarının tarazlıq təzyiqinin müəyyən edilməsinə əsaslanır. Çıxan axının parametrləri kükürdün bir modifikasiyadan digərinə keçid reaksiyalarının termodinamik tarazlığı şərtindən müəyyən edilir.

Kondensator modelinə material və istilik balansının tənlikləri və aparatdakı kükürd buxarının faza tarazlığının tənlikləri daxildir.

Kondansatörün riyazi modeli üçün tənliklər sistemi aşağıdakı formaya malikdir.

Kükürd buxarının tarazlığı tarazlıq şəraitindən müəyyən edilir:

T-də YI=PI(T)/P< T т.р.

(I+1)/2 (I-1)/2 YI=KI*YI*P at T>T t.r.

harada T t.r. - kükürdün şeh nöqtəsinin temperaturu. UI inertlərinin məzmunu balanslarla müəyyən edilir:

Giriş və çıxışda kükürdün miqdarı balanslarla bir-birinə bağlıdır:

V SUM(I+1) XI=W CUM(I+1) YI +S,

burada S qatılaşdırılmış kükürdün miqdarıdır.

Çıxışda ümumi qaz axınının sürəti vəziyyətdən müəyyən edilir

SUM UI + SUM YI=1

Mikser modeli (MIXER).

Model bir neçə axının qarışdırılması nəticəsində əldə edilən axının komponentlər üzrə axın sürətlərini müəyyən etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Çıxış axınının komponent tərkibi material balansı tənliyindən müəyyən edilir:

XI - XI" - XI"" - XI""" =0 , harada

XI - çıxış axınında I-ci komponentin istehlakı,

XI"-XI""" - giriş axınlarında I-ci komponentin xərcləri.

Çıxış axınının temperaturu istilik balansının saxlanması şərtindən "sekant" üsulu ilə müəyyən edilir:

H(T)-H1(T)-H 2 (T)-H3(T)=0, burada

H(T) - çıxış axınının entalpiyası

H1(T) -H3(T) - giriş axınlarının entalpiyaları.

Real (tarazlıq olmayan) parametrlərin hesablanması modeli (OTTER).

Riyazi model real göstəricilərin termodinamik tarazlıqdan sapma dərəcəsini müəyyən etmək üçün eksperimental məlumatların və kompozisiyaların hesablanmış qiymətlərinin və qurğuların digər parametrlərinin müqayisəsinə əsaslanır.

Hesablama cəbri tənliklər sisteminin həllindən ibarətdir. Hesablamanın nəticəsi axının yeni (qeyri-tarazlıq) tərkibi, temperaturu və entalpiyasıdır.

Aşağıda dövrə hesablamasının nəticələri verilmişdir

Turbinlərin idarə edilməsinin dinamikasını öyrənərkən lg = kp £1pl = 0 fərz etməklə, kondensatorda təzyiqin pg dəyişməsi adətən nəzərə alınmır.Lakin bir sıra hallarda bu fərziyyənin doğruluğu aydın olmur. Beləliklə, istilik turbinlərinin fövqəladə nəzarəti zamanı fırlanan diafraqmanın açılması LPC vasitəsilə buxar axını tez bir zamanda artıra bilər. Ancaq turbinin yüksək istilik yükləri üçün xarakterik olan dövriyyə suyunun aşağı axın sürətlərində bu əlavə buxarın kondensasiyası yavaş-yavaş davam edə bilər ki, bu da kondensatorda təzyiqin artmasına və güc qazancının azalmasına səbəb olacaqdır. Kondansatördəki prosesləri nəzərə almayan bir model, faktiki ilə müqayisədə inyeksiya qabiliyyətini artırmaq üçün qeyd olunan metodun həddindən artıq qiymətləndirilmiş səmərəliliyini verəcəkdir. Kondensatorda proseslərin nəzərə alınması zərurəti, istilik turbinlərində istilik şəbəkəsinin suyunun birinci mərhələsi kimi bir kondensatordan və ya onun xüsusi bölməsindən istifadə edildikdə, həmçinin geri sürüşmə üsulu ilə yüksək istilik yüklərində işləyən istilik turbinlərinin tənzimlənməsi zamanı da yaranır. kondensatorda və bir sıra digər hallarda təzyiq.
Kondensator səth tipli istilik dəyişdiricisidir və səthi qızdırıcıların riyazi modelləşdirilməsinin yuxarıda göstərilən prinsipləri ona tam uyğundur. Onlar üçün olduğu kimi, bir kondansatör üçün su yolunun tənliklərini ya parametrlərin paylandığını fərz etməklə [(2.27) - (2.33) tənlikləri] və ya yolu bir yerə bölmək yolu ilə parametrlərin paylanmasını təxminən nəzərə alaraq yazmaq lazımdır. yığılmış parametrləri olan bölmələrin sayı [tənliklər (2.34) - ( 2.37)]. Bu tənliklərə metalda istilik yığılması üçün (2.38)–(2.40) tənlikləri və buxar məkanı üçün tənliklər əlavə edilməlidir. Sonuncunu modelləşdirərkən, turbin qurğusunun vakuum hissəsindəki sızmalar vasitəsilə daxil olması səbəbindən buxarla birlikdə buxar məkanında müəyyən miqdarda havanın olmasını nəzərə almaq lazımdır. Havanın kondensasiya olunmaması kondensatorda təzyiq dəyişmə proseslərinin onun konsentrasiyasından asılılığını müəyyən edir. Sonuncu həm daxil olan axının miqdarı, həm də buxarın bir hissəsi ilə birlikdə kondensatordan havanı çıxaran ejektorların işləməsi ilə müəyyən edilir. Buna görə də, buxar məkanının riyazi modeli, mahiyyətcə, “kondenserin buxar məkanı - ejektorlar” sisteminin modeli olmalıdır.

Ən vacibi: Elektrik kondansatörü elektrik enerjisini saxlaya və buraxa bilər. Eyni zamanda, cərəyan ondan keçir və gərginlik dəyişir. Kondansatör üzərindəki gərginlik, müəyyən bir müddət ərzində ondan keçən cərəyana və bu müddətin müddəti ilə mütənasibdir. İdeal bir kondansatör heç bir istilik enerjisi istehsal etmir. Əgər kondansatora alternativ gərginlik tətbiq edilirsə, o zaman a elektrik cərəyanı. Bu cərəyanın gücü gərginliyin tezliyinə və kondansatörün tutumuna mütənasibdir. Müəyyən bir gərginlikdə cərəyanı qiymətləndirmək üçün konsepsiya təqdim olunur reaktivlik kondansatör. Kondansatörlərin növləri və növlərinin müxtəlifliyi düzgün birini seçməyə imkan verir.

Kondansatör elektrik yükünü toplamaq və sonradan azad etmək üçün nəzərdə tutulmuş elektron cihazdır. Kondansatörün performansı zamanla birbaşa bağlıdır. Zamanla yükün dəyişməsini nəzərə almadan, bir kondansatörün işini təsvir etmək mümkün deyil.

Təəssüf ki, məqalələrdə vaxtaşırı səhvlərə rast gəlinir, onlar düzəldilir, məqalələr əlavə olunur, işlənir və yeniləri hazırlanır;

Uçuş gərginliyi stabilizatoru necə işləyir? Harada istifadə olunur? Təsvir...

Tiristorun tranzistor analoqu (dinistor / trinistor). Simulyator, uh...
Tranzistorlardan istifadə edən tiristorun (diod və triod) analoqunun dövrəsi. Parametr hesablanması...

İrəli impuls stabilləşdirilmiş gərginlik çeviricisi,...
İrəli gərginlik stabilizatoru necə işləyir? Əməliyyat prinsipinin təsviri. P...

İnduktor. İstehsalat. Dolama. etmək. çarx. Mo...
İndüktörün hazırlanması. Sarma qoruyucu...

5 .1 İlkin məlumat

Elmi-sənaye kompleksinin əsas riyazi modeli üçün ilkin məlumatlar olaraq, 2009-cu il üçün Komsomolskaya İES-3-ün T-180/210-130-1 qurğusunun parametrlərində aylıq dəyişikliklərin cədvəllərindən istifadə etdim (Cədvəl 5.1).

Bu məlumatlardan götürüldü:

§ turbinin qarşısında buxarın təzyiqi və temperaturu;

§ turbinin xalis səmərəliliyi;

§ elektrik enerjisi istehsalı üçün istilik sərfi və saatlıq istilik sərfi;

§ kondensatorda vakuum;

§ kondensator çıxışında soyuducu suyun temperaturu;

§ kondensatorda temperatur fərqi

§ kondensatora buxar axını.

Həqiqi turbin qurğusundan alınan məlumatların ilkin məlumatlar kimi istifadəsi gələcəkdə yaranan riyazi modelin adekvatlığının təsdiqi kimi də nəzərdən keçirilə bilər.

Cədvəl 5.1 - 2009-cu il üçün T-180/210-130 KTETs-3 quraşdırma parametrləri

						Kondansatör
	Turbinin qarşısında buxar təzyiqi, P 1, MPa	Turbinin qarşısında buxarın temperaturu, t 1, ºС	Xalis səmərəlilik, %	Elektrik istehsalı üçün istilik sərfi, Q e,ͯ10 3 Qkkal	Saatlıq istilik sərfi, Q h, Gkal/saat	Vakuum, V, %	Soyutma temperaturu çıxış suyu, ºС	Buxar sərfi, Gp, t/h	Temperatur təzyiqi, δ tV, ºС
sentyabr

5 .2 Əsas riyazi model

Elmi-istehsalat kompleksinin riyazi modeli istilik elektrik stansiyalarının aşağı potensiallı hissəsinin avadanlıq və konstruksiyalarında baş verən əsas prosesləri əks etdirir. Buraya real istilik elektrik stansiyalarında istifadə olunan və yeni istilik elektrik stansiyalarının layihələrinə daxil edilmiş elmi-tədqiqat avadanlıqları və strukturlarının modelləri daxildir.

Elmi-istehsalat kompleksinin əsas elementləri - turbin, kondensatorlar, su soyutma qurğuları, sirkulyasiya nasos stansiyaları və dövriyyə su kəmərləri sistemi praktikada bir sıra müxtəlif standart ölçülü avadanlıq və konstruksiyalar şəklində həyata keçirilir. Onların hər biri daha çox və ya daha az sayda daxili parametrlərlə xarakterizə olunur, əməliyyat zamanı sabit və ya dəyişən, nəticədə bütövlükdə elektrik stansiyasının səmərəlilik dərəcəsini müəyyənləşdirir.

Tədqiq olunan istilik elektrik stansiyasında bir növ su soyuducularından istifadə edildikdə, soyuducularda ətraf mühitə atılan istiliyin miqdarı turbin kondensatorlarında və köməkçi avadanlıqlarda soyuducu suya verilən istiliklə unikal şəkildə müəyyən edilir. Bu vəziyyətdə soyuducu suyun temperaturu soyuducunun xüsusiyyətlərindən asanlıqla hesablanır. Paralel və ya sıra ilə birləşdirilən bir neçə soyuducu istifadə edilərsə, soyudulmuş suyun temperaturunun hesablanması əhəmiyyətli dərəcədə çətinləşir, çünki ayrı-ayrı soyuducuların arxasındakı suyun temperaturu müxtəlif soyuduculardan gələn axınları qarışdırdıqdan sonra suyun temperaturundan çox fərqlənə bilər. . Bu halda, soyudulmuş suyun temperaturunu təyin etmək üçün birgə işləyən soyuducuların hər birinin arxasındakı suyun temperaturunun iterativ dəqiqləşdirilməsi lazımdır.

Su soyuducularının riyazi modelləri həm soyudulmuş suyun temperaturunu, həm də buxarlanma, damcıların torpağa daxil olması və filtrasiya nəticəsində soyuducularda suyun itkisini müəyyən etməyə imkan verir. Su itkilərinin doldurulması ya davamlı olaraq, ya da hesablaşma dövrünün müəyyən hissəsində həyata keçirilir. Soyuduculardan suyun qarışdığı yerdə sirkulyasiya yoluna əlavə suyun verilməsi nəzərdə tutulur və onun soyuducu suyun temperaturuna təsiri nəzərə alınır.