化學(xué)反應(yīng)器的控制要求

在設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)器自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，一般要考慮下列要求。

1.控制指標(biāo)

根據(jù)反應(yīng)器類型及其所進(jìn)行的反應(yīng)的不同，其控制指標(biāo)可以選擇反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量或收率等直接指標(biāo)，或與它們有關(guān)的間接工藝指標(biāo)，例如溫度、壓力、溫差等。

2.物料平衡控告

對于化學(xué)反應(yīng)來說，從穩(wěn)態(tài)角度出發(fā)，流入量應(yīng)等于流出量，如有可能需常常對主要物料進(jìn)行流量控制。另外，在有一部分物料循環(huán)的反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，應(yīng)定時(shí)排放或放空系統(tǒng)中的惰性物料，

3.能量平衡控制

要保持化學(xué)反應(yīng)器的熱量平衡，應(yīng)使進(jìn)入反應(yīng)器的熱量與流出的熱量及反應(yīng)生成熱之間相互平衡。能量平衡控制對化學(xué)反應(yīng)器來說至關(guān)重要，它決定了反應(yīng)器的安全生產(chǎn)，也間接保證化學(xué)反應(yīng)器的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到工藝的要求。

4.約束條件控制

要防止工藝參數(shù)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域或不正常工況，為此，應(yīng)當(dāng)配置一些報(bào)警、聯(lián)鎖和選擇性控制系統(tǒng)，進(jìn)行安全界限的保護(hù)性控制。

(二)釜式反應(yīng)器的溫度控制

釜式反應(yīng)器在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，除應(yīng)用于聚合反應(yīng)外，還應(yīng)用于有機(jī)染料、農(nóng)藥等行業(yè)。反應(yīng)溫度的測量與控制是實(shí)現(xiàn)釜式反應(yīng)器最佳操作的關(guān)鍵問題。下面主要針對溫度控制進(jìn)行討論。

1.控制進(jìn)料溫度

物料經(jīng)過預(yù)熱器(或冷卻器)進(jìn)入反應(yīng)釜。通過改變進(jìn)入預(yù)熱器(或冷卻器)的熱劑量(或冷劑量),來改變進(jìn)入反應(yīng)釜的物料溫度，從而達(dá)到維持釜內(nèi)溫度恒定的目的。

2.改變傳熱量

控制釜溫

由于大多數(shù)反應(yīng)釜均有傳熱面，以引人或移去反應(yīng)熱，所以用改變引入傳熱量來實(shí)現(xiàn)溫度控制。

圖2-31為一帶夾套的反應(yīng)釜。當(dāng)釜內(nèi)溫度改變時(shí)，可用改變加熱劑(或冷劑)流量的方法來控制釜內(nèi)溫度。這種方案的結(jié)構(gòu)比較簡單，使用儀表少，但由于反應(yīng)釜容量大，溫度滯后嚴(yán)重，特別是當(dāng)反應(yīng)釜用來進(jìn)行聚合反應(yīng)時(shí)，釜內(nèi)物料黏度大，熱傳遞較差，混合又不易均勻，很難使溫度控制達(dá)到嚴(yán)格的要求。

3.串級(jí)控制

針對反應(yīng)釜滯后較大的特點(diǎn)，可采用串級(jí)控制方案。