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ES1279236U - Sistema de reactores combinados - Google Patents

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ES1279236U
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Robert Schiemann
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Abstract

Sistema (1) de reactores combinados, que comprende al menos dos de los reactores (21, 22, 23) en paralelo, alimentándose cada uno de los reactores (21, 22, 23) con al menos un reactivo con un tiempo respectivo que depende de la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real, en el que los reactores (21, 22, 23) comparten un suministro (4) de alimentación total, en el que el suministro (4) de alimentación total no puede suministrar a todos los reactores (21, 22, 23) funcionando a plena capacidad al mismo tiempo, y/o - un sistema (8) de postratamiento de escape común, en el que el sistema (8) de postratamiento de escape común no puede gestionar los gases (81, 82, 83) de escape de todos los reactores (21, 22, 23) funcionando a plena capacidad al mismo tiempo, y una unidad (3) de control configurada para comunicar, a cada uno de los reactores (21, 22, 23), respectivamente, al menos una variable (31, 32, 33) de control para el reactor; en el que cada una de las variables (31, 32, 33) de control comprende un objetivo (311, 321, 331) de alimentación para el reactor (21, 22, 23) respectivo, que es un valor umbral relacionado con la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real de dicho reactor (21, 22, 23) respectivo, en el que los reactores (21, 22, 23) son autocontrolados y están configurados para ajustar sus parámetros (34, 35, 36, 211, 214, 221, 224, 231, 234) según sus condiciones de contorna internas y la al menos una variable (31, 32, 33) de control respectiva recibida desde la unidad (3) de control, en el que cada reactor (21, 22, 23) está configurado para ajustar su propia velocidad (211, 221, 231) de alimentación real con la condición de que su velocidad (211, 221, 231)de alimentación real sea menor que el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para este reactor (21, 22, 23) y para maximizar su velocidad (211, 221, 231) de alimentación real y, por lo tanto, intenta alcanzar su objetivo (311, 321, 331) de alimentación en el que un objetivo de alimentación total se almacena en la unidad (3) de control como un valor límite superior, en el que el objetivo de alimentación total indica una alimentación deseada total de los reactores (21, 22, 23), que determina una salida total de los reactores (21,22,23), en el que la unidad (3) de control está configurada de manera que una suma de los objetivos (311, 321, 331) de alimentación comunicados a los reactores (211, 221, 231) sea menor o igual que el objetivo de alimentación total, en el que la unidad (3) de control está configurada para repetir constantemente las etapas de: - leer las velocidades (211, 221, 231) de alimentación reales de los múltiples reactores (21, 22, 23) recibiendo los valores de las velocidades (211, 221, 231) de alimentación reales desde unidades de control subordinadas responsables de los reactores (21, 22, 23) individuales o accediendo a las memorias correspondientes de dichas unidades de control subordinadas, - para cada uno de los reactores (21, 22, 23), interpretar que el reactor (21, 22, 23) respectivo, dependiendo de la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real y del objetivo (311, 321, 331) de alimentación para el reactor (21, 22, 23) respectivo, solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto, igual o más bajo, y - disminuir el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más bajo, y aumentar el objetivo (311, 321, 331) de alimentación para aquellos reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto con la condición de que la suma de los objetivos (311, 321, 331) de alimentación para los reactores (21, 22, 23) no exceda el objetivo de alimentación total.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de reactores combinados
La invención se refiere a un sistema de reactores combinados que comprende múltiples reactores en paralelo y una unidad de control para controlar los múltiples reactores en paralelo. La invención se refiere además a una unidad de control de reactores para controlar múltiples reactores en paralelo, cada uno alimentado con al menos un reactivo con una velocidad de alimentación que depende del tiempo, en el que la unidad de control está configurada para comunicar al menos una variable de control a los múltiples reactores, en particular para comunicar un conjunto de variables de control a cada uno de los múltiples reactores.
Los reactores, particularmente los reactores de lecho fluidizado, tales como, por ejemplo, los reactores de calcinación, deben controlarse ajustando una gran cantidad de parámetros. Los parámetros de los reactores incluyen típicamente varios flujos de material de entrada, tales como material de alimentación, aire, oxígeno, gases adicionales, agua y otros. Los reactores tienen también flujos de material de salida, tales como el material del producto y los gases de escape. Además, los reactores tienen parámetros internos, tales como la temperatura del proceso o la composición de los diversos flujos de material, especialmente el flujo de salida del producto. Al menos algunos de estos parámetros no pueden ser controlados directamente y/o dependen en gran medida de otros parámetros del reactor. Además, hay una serie de condiciones de contorno internas, tales como un valor máximo o mínimo o una relación específica con otro parámetro. Las unidades de control para los parámetros ajustables de un único reactor están bien establecidas.
Sin embargo, frecuentemente, varios reactores forman un sistema de reactores combinados, compartiendo algunos sistemas previos o aguas abajo, tales como las líneas de alimentación. Por lo tanto, la alimentación disponible debe ser compartida por los reactores. Lo mismo ocurre con los flujos de salida, especialmente los gases de escape, que se tratan típicamente en un sistema postratamiento de gases de escape combinado para todos los reactores.
Debido a que es muy raro que todos los reactores funcionen al máximo, es habitual reducir el tamaño de las líneas de suministro y/o del sistema de escape. Esto significa que las líneas de suministro no pueden abastecer a todos los reactores funcionando a plena capacidad al mismo tiempo y/o que el sistema de postratamiento de los gases de escape no puede gestionar los gases de escape de todos los reactores funcionando a plena capacidad al mismo tiempo. Por lo tanto, además de los requisitos individuales que debe cumplir el reactor, existen también requisitos globales que deben ser cumplidos por la combinación de los reactores. Esto hace que el control de un sistema de reactores que comprende múltiples reactores sea muy complicado y, de esta manera, típicamente, dicho sistema de reactores no usa todos los recursos disponibles y, de esta manera, no funciona con la mayor eficiencia posible.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención es mejorar la eficacia de los sistemas de reactores con múltiples reactores individuales.
El objeto se resuelve mediante una unidad de control de reactores para controlar múltiples reactores en paralelo según la reivindicación 1.
La unidad de control de reactores está configurada para comunicar al menos una variable de control a los reactores, en el que la al menos una variable de control comprende un objetivo de alimentación, que es un valor umbral relacionado con la velocidad de alimentación específica del reactor. En particular, la unidad de control envía un objetivo de alimentación correspondiente a cada reactor controlado, en el que el reactor puede ajustar su propia alimentación real con la condición de que sea menor que el objetivo de alimentación asignado. La alimentación del reactor es la cantidad de material de entrada, colocado en el reactor, convertido en el mismo y emitido como un producto. Por lo tanto, la alimentación es más o menos proporcional al rendimiento y a la cantidad de material en la salida del reactor. Típicamente, el reactor intenta maximizar su rendimiento y, de esta manera, su alimentación y, por lo tanto, intenta alcanzar el objetivo de alimentación asignado.
La unidad de control comprende un objetivo de alimentación total, que puede ser una restricción física de un aparato dispuesto a continuación de los múltiples reactores o puede ser ajustado por una persona debido a una demanda específica, e indica la alimentación total deseada, lo que determina el rendimiento total de los reactores. El objetivo de alimentación total se almacena en la unidad de control como un valor límite superior. La unidad de control está configurada para establecer los objetivos de alimentación respectivos de los múltiples reactores de manera que la suma de los objetivos de alimentación de los múltiples reactores sea menor o igual al objetivo de alimentación total. Además, la unidad de control está configurada para leer las alimentaciones reales desde los múltiples reactores, por ejemplo, los valores de alimentación ajustados por los reactores individuales, por ejemplo, recibiendo los valores desde unidades de control subordinadas responsables de los reactores individuales o accediendo a una memoria correspondiente de dicha unidad de control. De manera alternativa, la unidad de control puede tener acceso directo a las unidades de sensor respectivas.
Dependiendo de la velocidad de alimentación real y del objetivo de alimentación del reactor, la unidad de control interpreta que el reactor solicita un objetivo de alimentación más alto, igual o más bajo. A continuación, disminuye el objetivo de alimentación para un reactor que solicita un objetivo de alimentación más bajo y aumenta el objetivo de alimentación para un reactor que solicita un objetivo de alimentación más alto, con la condición de que la suma de los objetivos de alimentación no exceda el objetivo de alimentación total. De esta manera, la unidad de control cambia los diversos objetivos de alimentación entre los múltiples reactores, dependiendo del uso real de los reactores con el fin de maximizar el rendimiento total del sistema de reactores en paralelo. Preferiblemente, la unidad de control repite constantemente las etapas de leer las alimentaciones reales de los reactores y comparar las mismas con los objetivos de alimentación, determinar qué reactores solicitan un umbral más alto y/o más bajo y aumentar y/o disminuir los umbrales respectivos, cuando sea posible. Las etapas pueden ser repetidas por la unidad de control lo más rápido posible o con una periodicidad predeterminada.
Según una realización preferida, la unidad de control está configurada para calcular una diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación real de cada reactor, que es ajustada por el propio reactor. Cuando la diferencia calculada es mayor que una primera diferencia almacenada en la unidad de control como una primera delta de alimentación, el reactor parece no poder alcanzar el valor objetivo asignado. La unidad de control interpreta esto como que el reactor solicita un objetivo de alimentación más bajo. Cuando el reactor alcanza realmente su valor objetivo o alcanza prácticamente su valor objetivo, la diferencia entre la alimentación objetivo y la alimentación es menor que una segunda delta de alimentación. La segunda delta de alimentación puede elegirse del orden de magnitud de las fluctuaciones normales de la alimentación y, de esta manera, es mucho menor que la primera delta de alimentación. La unidad de control interpreta esto como que el reactor solicita un objetivo de alimentación más alto. Por lo tanto, la unidad de control cambia la alimentación objetivo desde un reactor que no ha sido capaz de alcanzar su valor objetivo a un reactor, que parece ser capaz de alcanzar una alimentación aún más alta. Esto resulta en una alimentación total más alta y, de esta manera, en un mayor rendimiento global.
Según una realización alternativa, una de las variables de control es un valor umbral inferior relacionado con la alimentación del reactor. De esta manera, la unidad de control envía el objetivo de alimentación como un umbral superior y, además, un umbral inferior al reactor. Por lo tanto, el reactor tiene un límite superior e inferior dentro de los cuales puede ajustar su alimentación. La unidad de control está configurada para calcular una diferencia entre el valor umbral inferior y la alimentación real de cada reactor e interpretar que el reactor solicita un objetivo de alimentación más bajo cuando una diferencia entre la alimentación y el valor umbral inferior con relación a la alimentación del reactor es menor que una primera delta de alimentación.
La unidad de control está configurada además para calcular la diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación real. Cuando la alimentación está cerca del objetivo de alimentación, en el que una diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad de control como una segunda delta de alimentación, se interpreta que el reactor solicita un objetivo de alimentación más alto. La suma de la primera delta de alimentación y la segunda delta de alimentación puede ser menor que la diferencia entre el objetivo de alimentación y el valor umbral inferior. De esta manera, el área entre el umbral superior e inferior se divide en tres partes. Una parte superior, interpretada como una solicitud de un umbral más alto, una parte media como una solicitud del mismo umbral y una parte inferior como una solicitud de un umbral más bajo. Este principio de dos umbrales se describe más adelante más detalladamente con relación al flujo de aire y al flujo de oxígeno y es aplicable también con todos sus detalles al objetivo de alimentación y al valor umbral inferior con relación a la alimentación del reactor.
Según una realización preferida, los objetivos de alimentación de los reactores que han solicitado un objetivo de alimentación más alto se incrementan de manera que la suma de todos los objetivos de alimentación sea igual al objetivo de alimentación total. Por lo tanto, el objetivo de alimentación libre, definido como la diferencia entre la suma de todos los objetivos de alimentación y el objetivo de alimentación total, se distribuye completamente a los reactores que han solicitado un objetivo de alimentación más alto. La unidad de control puede disminuir el objetivo de alimentación de los reactores que han solicitado un umbral más bajo independientemente de los otros reactores que solicitan un objetivo más alto. Esto conducirá a un objetivo no asignado o libre. En tal caso, la suma de todos los objetivos de alimentación es menor que el objetivo de alimentación total. De manera alternativa, la unidad de control puede estar configurada para disminuir el objetivo de alimentación de los reactores que han solicitado un umbral más bajo solo cuando al menos uno de los otros reactores solicita un objetivo de alimentación más alto.
Según una realización preferida adicional, los objetivos de alimentación de los reactores que han solicitado un objetivo de alimentación más alto se incrementan de manera uniforme. Por lo tanto, el objetivo libre se distribuye de manera uniforme a los reactores que han solicitado un objetivo de alimentación más alto. Por lo tanto, cada reactor que ha solicitado un objetivo de alimentación más alto obtiene la misma parte del objetivo liberado de un reactor que ha solicitado un objetivo de alimentación más bajo. Por lo tanto, los reactores se gestionan de la misma manera, previniendo que un reactor tenga desventajas debido a su posición en el sistema de control.
Según una realización preferida, el objetivo de alimentación se aumenta y/o se disminuye mediante un paso y/o una velocidad fijos. La unidad de control puede comprender un paso de disminución predeterminado para un reactor. El paso de disminución puede ser el mismo o un paso de disminución individual para cada reactor. Cuando se reduce la alimentación objetivo de un reactor que ha solicitado un objetivo de alimentación más bajo, la alimentación objetivo se disminuye en este paso específico. De manera similar, la unidad de control puede comprender un paso de aumento predeterminado para un reactor. El paso de aumento puede ser el mismo o un paso de aumento individual para cada reactor. Cuando se aumenta la alimentación objetivo de un reactor que ha solicitado un objetivo de alimentación más alto, la alimentación objetivo se aumenta en este paso específico. Cuando el objetivo libre no es suficiente para aumentar el objetivo de alimentación de todos los reactores que han solicitado un objetivo de alimentación más alto en el paso predeterminado, la unidad de control puede aumentar el objetivo de alimentación de tantos reactores como sea posible. De manera alternativa, el objetivo de alimentación de todos los reactores que han solicitado un objetivo de alimentación más alto puede aumentarse en un paso reducido, de manera que el objetivo de alimentación libre se distribuya por completo. También es posible aumentar y disminuir el objetivo de alimentación en una velocidad específica, lo que significa en un valor predeterminado por unidad de tiempo. De esta manera, la velocidad con la que cambian los valores de los objetivos de alimentación no depende de la potencia de cálculo de las unidades de control, lo que afecta a la tasa de repetición con la que la unidad de control comprueba los reactores y envía nuevos objetivos de alimentación a los reactores. De la misma manera que anteriormente, la unidad de control puede comprender una tasa de aumento y/o de disminución para cada reactor individual o una tasa de aumento y/o de disminución global para todos los reactores.
Según una realización preferida de la invención, la unidad de control comprende una alimentación máxima para al menos uno de los múltiples reactores, en el que la unidad de control está configurada para establecer el objetivo de alimentación del reactor por debajo de la alimentación máxima del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce los valores máximos de alimentación de los múltiples reactores y establece el objetivo de alimentación en consecuencia de manera que no exceda la alimentación máxima del reactor. Además, el reactor puede configurarse de manera que no acepte un aumento de su objetivo de alimentación que exceda su alimentación máxima. De manera alternativa, la unidad de control puede leer la alimentación máxima desde el reactor y puede establecer la alimentación objetivo en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca de la alimentación máxima y puede establecer la alimentación objetivo de manera independiente y el propio reactor establece su valor objetivo a la alimentación máxima cuando se recibe una alimentación objetivo más alta que la alimentación máxima.
De manera adicional o alternativa, la unidad de control puede comprender una alimentación mínima para al menos uno de los múltiples reactores, en el que la unidad de control está configurada para establecer el objetivo de alimentación del reactor por encima de la alimentación mínima del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce los valores mínimos de alimentación de los múltiples reactores y establece el objetivo de alimentación en consecuencia de manera que no sea menor que el objetivo de alimentación mínimo. Además, el reactor puede configurarse de manera que no acepte una disminución de su objetivo de alimentación que debajo de su alimentación mínima. De manera alternativa, la unidad de control puede leer la alimentación mínima desde el reactor y puede establecer la alimentación objetivo en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca de la alimentación mínima y puede establecer la alimentación objetivo de manera independiente y el propio reactor establece su valor objetivo a la alimentación mínima cuando se recibe una alimentación objetivo más baja que la alimentación mínima.
Según una realización preferida, la al menos una variable de control comprende un umbral de flujo de aire inferior y uno superior. Por lo tanto, la unidad de control envía un par de umbrales de flujo de aire correspondientes preferiblemente a cada reactor controlado, en el que el reactor puede ajustar su propio flujo de aire real con la condición de que permanezca dentro de los umbrales recibidos. La unidad de control comprende un valor de flujo de aire total, en el que la suma de los umbrales de flujo de aire superiores de los múltiples reactores es menor o igual al valor de flujo de aire total. La unidad de control está configurada además para leer un flujo de aire real desde los múltiples reactores recibiendo los valores de lujo de aire reales desde una única unidad de control de reactores, accediendo a una memoria correspondiente, teniendo acceso a los sensores respectivos o recibiendo los valores de otra manera. A continuación, la unidad de control compara el flujo de aire real con los umbrales de flujo de aire inferior y superior e interpreta una diferencia entre el umbral de flujo de aire superior y el flujo de aire real, que es más pequeña que una primera delta de aire, como una solicitud de un aumento de los umbrales de flujo de aire. Además, la unidad de control interpreta una diferencia entre el umbral del flujo de aire inferior y el flujo de aire real, que es menor que una segunda delta de aire, como una solicitud de una disminución de los umbrales de flujo de aire.
La suma de la primera delta de alimentación y la segunda delta de alimentación puede ser menor que la diferencia entre el umbral de flujo de aire superior y el umbral de flujo de aire inferior. De esta manera, el área entre el umbral superior e inferior se divide en tres partes. Una parte superior, interpretada como una solicitud de un umbral más alto, una parte media como una solicitud del mismo umbral y una parte inferior como una solicitud de un umbral más bajo. Por lo tanto, cuando el reactor ajusta su flujo de aire de manera que se encuentre en la parte superior del campo permisible, la unidad de control interpreta esto como una solicitud de un aumento. Por otra parte, cuando el reactor ajusta su flujo de aire de manera que se encuentre en la parte inferior del campo permisible, la unidad de control interpreta esto como una solicitud de una disminución.
A continuación, la unidad de control disminuye los umbrales de flujo de aire inferior y/o superior para un reactor que ha solicitado un umbral de flujo de aire más bajo y aumenta los umbrales de flujo de aire inferior y/o superior para un reactor que ha solicitado un umbral de flujo de aire más alto con la condición que no se exceda el valor de flujo de aire total.
Según una realización preferida adicional, el valor de flujo de aire total depende de un caudal máximo de gas de un sistema de postratamiento de gases de escape asociado, que está dispuesto después de los múltiples reactores. De esta manera, el valor de flujo de aire total puede ser un valor fijo calculado una vez a partir del caudal máximo de gas del sistema de postratamiento de gases de escape asociado, por ejemplo, puede usarse directamente el caudal máximo de gas o un porcentaje específico del mismo. De manera alternativa, el valor de flujo de aire total depende además de un valor de flujo de oxígeno de los múltiples reactores. Debido a que tanto el flujo de aire como el flujo de oxígeno se suman al volumen de escape total, el valor de flujo de aire total puede adaptarse constantemente al flujo de oxígeno variable. Podría adaptarse además en base a la composición del material de alimentación, en particular, al porcentaje de componentes que resultan en mayores volúmenes de escape.
Según otra realización preferida, la unidad de control comprende un flujo de aire máximo para al menos uno de los múltiples reactores, en el que la unidad de control está configurada para establecer los umbrales de flujo de aire inferior y/o superior del reactor por debajo del flujo de aire máximo del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce cada flujo de aire máximo de los reactores y establece los umbrales de flujo de aire en consecuencia, de manera que el umbral de flujo de aire superior no exceda el flujo de aire máximo. Además, el reactor puede configurarse de manera que no acepte un aumento de sus umbrales de flujo de aire que exceda su flujo de aire máximo.
De manera alternativa, la unidad de control puede leer el flujo de aire máximo desde el reactor y puede establecer los umbrales de flujo de aire en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca del flujo de aire máximo y puede establecer los umbrales de flujo de aire independientemente y el propio reactor establece sus umbrales de flujo de aire a los valores más altos posibles cuando se recibe un valor con un umbral de flujo de aire más alto que excede el umbral máximo.
De manera adicional o alternativa, la unidad de control puede comprender un flujo de aire mínimo para al menos uno de los múltiples reactores, en el que los umbrales de flujo de aire inferior y/o superior del reactor se establecen de manera que estén por encima del flujo de aire mínimo del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce cada flujo de aire mínimo de los reactores y establece los umbrales de flujo de aire en consecuencia, de manera que el umbral de flujo de aire inferior no sea menor que el flujo de aire mínimo. Además, el reactor puede configurarse de manera que no acepte una disminución de sus umbrales de flujo de aire que sea menor que su flujo de aire mínimo.
De manera alternativa, la unidad de control puede leer el flujo de aire mínimo desde el reactor y puede establecer los umbrales de flujo de aire en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca del flujo de aire mínimo y puede establecer los umbrales de flujo de aire independientemente y el propio reactor establece sus umbrales de flujo de aire a los valores más bajos posibles cuando se recibe un umbral de flujo de aire más bajo que es menor que el flujo de aire mínimo.
Según una realización preferida de la invención, el umbral de flujo de aire inferior tiene una diferencia predeterminada con el umbral de flujo de aire superior y, por lo tanto, los dos valores se modifican en paralelo, cuando se aumentan o se disminuyen. De manera alternativa o adicional, el umbral de flujo de aire superior e inferior puede vincularse mediante un factor predeterminado, preferiblemente entre 0,6 y 0,95, incluso más preferiblemente entre 0,7 y 0,9, en particular 0,8. Ambas alternativas pueden usarse por turnos. En particular, la unidad de control puede cambiar de una diferencia predeterminada a un factor y viceversa, dependiendo de los parámetros operativos del reactor. Por lo tanto, solo uno de los valores debe ser manipulado por la unidad de control, mientras que el otro valor simplemente se actualiza en consecuencia, reduciendo la carga de trabajo en la unidad de control.
Según otra realización preferida de la invención, la al menos una variable de control comprende un umbral de flujo de oxígeno inferior y uno superior. Por lo tanto, la unidad de control está configurada para enviar un par de umbrales de flujo de oxígeno correspondientes preferiblemente a cada reactor controlado, en el que el reactor puede ajustar su propio flujo de oxígeno real con la condición de que permanezca dentro de los umbrales recibidos. La unidad de control comprende un valor de flujo de oxígeno total, en el que la suma de los umbrales superiores de flujo de oxígeno de los múltiples reactores es menor o igual al valor de flujo de oxígeno total. El valor de flujo de oxígeno total puede ser el suministro de oxígeno máximo posible de una unidad de suministro de oxígeno común para los múltiples reactores. La unidad de control está configurada para leer los flujos de oxígeno reales desde los múltiples reactores, comparar los flujos de oxígeno reales con los umbrales de flujo de oxígeno inferior y superior, interpretar una diferencia entre el umbral de flujo de oxígeno superior y el flujo de oxígeno real que es menor que una primera delta de oxígeno como una solicitud de un aumento de los umbrales de flujo de oxígeno e interpretar una diferencia entre el umbral de flujo de oxígeno inferior y el flujo de oxígeno real que es menor que una segunda delta de oxígeno como una solicitud de una disminución de los umbrales de flujo de oxígeno. La suma de la primera delta de oxígeno y la segunda delta de oxígeno puede ser menor que la diferencia entre el umbral de flujo de oxígeno inferior y superior. La unidad de control está configurada para disminuir los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior para un reactor que ha solicitado un flujo de oxígeno más bajo y aumentar los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior para un reactor que ha solicitado un umbral más alto con la condición que no se exceda el valor de flujo de oxígeno total.
Según otra realización preferida, la unidad de control comprende un flujo de oxígeno máximo para al menos uno de los múltiples reactores, en el que la unidad de control está configurada para establecer los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior del reactor por debajo del flujo de oxígeno máximo del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce cada flujo de oxígeno máximo de los reactores y establece los umbrales de flujo de oxígeno en consecuencia, de manera que el umbral de flujo de oxígeno superior no exceda el flujo de oxígeno máximo. Además, el reactor puede configurarse de manera que no acepte un aumento de sus umbrales de flujo de oxígeno que exceda su flujo de oxígeno máximo.
De manera alternativa, la unidad de control puede leer el flujo de oxígeno máximo desde el reactor y puede establecer los umbrales de flujo de oxígeno en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca del flujo de oxígeno máximo y puede establecer los umbrales de flujo de oxígeno independientemente y el propio reactor establece sus umbrales de flujo de oxígeno a los valores más altos posibles cuando se recibe un valor con un umbral de flujo de oxígeno más alto que excede el flujo de oxígeno máximo.
De manera adicional o alternativa, la unidad de control puede comprender un flujo de oxígeno mínimo para al menos uno de los múltiples reactores, en el que los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior del reactor se establecen de manera que estén por encima del flujo de oxígeno mínimo del reactor. Por lo tanto, la unidad de control conoce cada flujo de oxígeno mínimo de los reactores y establece los umbrales de flujo de oxígeno en consecuencia, de manera que el umbral de flujo de oxígeno inferior no sea menor que el flujo de oxígeno mínimo. Además, el reactor puede configurarse de manera que no acepte una disminución de sus umbrales de flujo de oxígeno que sea menor que su flujo de oxígeno mínimo. De manera alternativa, la unidad de control puede leer el flujo de oxígeno mínimo desde el reactor y puede establecer los umbrales de flujo de oxígeno en consecuencia, o la unidad de control puede no tener información acerca del flujo de oxígeno mínimo y puede establecer los umbrales de flujo de oxígeno independientemente y el propio reactor establece sus umbrales de flujo de oxígeno a los valores más bajos posibles cuando se recibe un umbral de flujo de oxígeno más bajo que es menor que el flujo de oxígeno mínimo.
El procedimiento de arranque puede realizarse de manera que los reactores ya estén funcionando, cuando su control se transfiere a la unidad de control de la invención. La unidad de control puede leer los parámetros, tales como la alimentación real, el flujo de aire y el flujo de oxígeno, y aceptar el control sobre los reactores solo cuando los parámetros están dentro de los márgenes requeridos, tal como sin exceder el objetivo de alimentación total, el flujo de aire total y/o el flujo de oxígeno total.
El objeto se resuelve también mediante un sistema de reactores que comprende múltiples reactores en paralelo y una unidad de control que comunica las variables de control a los reactores, en el que la unidad de control es una unidad de control según se ha descrito anteriormente. Los reactores son autocontrolados y ajustan sus parámetros según sus condiciones de contorno internas, tales como la temperatura, las relaciones entre aire, oxígeno, alimentación, concentración de azufre en la alimentación u otros parámetros, y las variables de control recibidas desde la unidad de control. Preferiblemente, los reactores están configurados para maximizar la alimentación del reactor y, de esta manera, el rendimiento.
Según una realización preferida del sistema de reactores de la invención, al menos uno de los múltiples reactores, en particular todos los reactores, son reactores de calcinación, en particular reactores de lecho fluidizado.
Según otra realización preferida del sistema de reactores de la invención, los reactores tienen un sistema de postratamiento de gases de escape asociado con un caudal máximo de gas que es menor que la suma de las salidas máximas de gas de escape de los múltiples reactores. Por lo tanto, cuando todos los reactores funcionasen al 100 por cien, el sistema de escape estaría sobrecargado. Debido a que los reactores están controlados por la unidad de control de la invención, se previene dicha sobrecarga.
El objeto se resuelve también mediante un método para controlar múltiples reactores en paralelo, en el que una unidad de control comunica variables de control a los reactores, y una de las variables de control es un objetivo de alimentación, que es un valor umbral relacionado con la alimentación del reactor. Los múltiples reactores ajustan sus parámetros según sus condiciones de contorno internas y las variables de control recibidas con el fin de maximizar el valor objetivo. La unidad de control comprende un objetivo de alimentación total y establece los objetivos de alimentación respectivos para los múltiples reactores de manera que la suma de los objetivos de alimentación de los múltiples reactores sea menor o igual al objetivo de alimentación total. Además, la unidad de control lee las alimentaciones reales desde los múltiples reactores, compara las alimentaciones reales con los objetivos de alimentación y, en base a la comparación, interpreta que el reactor solicita un objetivo de alimentación más alto, igual o más bajo. A continuación, la unidad de control disminuye el objetivo de alimentación para un reactor que ha solicitado un objetivo de alimentación más bajo y aumenta el objetivo de alimentación para un reactor que ha solicitado un objetivo de alimentación más alto, con la condición de que no se exceda el objetivo de alimentación total. El método de la invención puede comprender todas las etapas descritas anteriormente con relación a la unidad de control y al sistema de reactores.
Otros objetivos, características, ventajas y posibles aplicaciones de la invención pueden extraerse también de la siguiente descripción de los dibujos adjuntos y del ejemplo. Todas las características descritas y/o ilustradas forman el objeto de la invención, en sí mismas o en cualquier combinación, independientemente de su inclusión en las reivindicaciones individuales o sus referencias a elementos anteriores.
En los dibujos:
La Fig. 1 muestra una vista esquemática del sistema de reactores de la invención.
La Fig. 2 muestra un gráfico del control de alimentación de tres reactores del sistema de reactores de la invención,
La Fig. 3 muestra un gráfico del control de flujo de oxígeno de tres reactores del sistema de reactores de la invención;
El sistema 1 de reactores de la invención mostrado en la Fig. 1 comprende tres reactores 21, 22, 23. El primer reactor 21 tiene una entrada 41 de alimentación, que está conectada a un suministro 4 de alimentación total, una entrada 51 de flujo de oxígeno, que está conectada a una unidad 5 de suministro de oxígeno y una entrada 61 de flujo de aire, que está conectada a un suministro 6 de flujo de aire total. De manera similar, el segundo reactor 22 tiene una entrada 42 de alimentación, que está conectada al suministro 4 de alimentación total, una entrada 52 de flujo de oxígeno, que está conectada a la unidad 5 de suministro de oxígeno y una entrada 62 de flujo de aire, que está conectada al suministro 6 de flujo de aire total. El tercer reactor 23 tiene una entrada 43 de alimentación, que está conectada al suministro 4 de alimentación total, una entrada 53 de flujo de oxígeno, que está conectada a la unidad 5 de suministro de oxígeno y una entrada 63 de flujo de aire, que está conectada al suministro 6 de flujo de aire total.
El primer reactor 21 tiene una salida 71 del material producido, que se suma a la salida 72 del segundo reactor 22 y a la salida 73 del tercer reactor 23 para formar la salida 7 total.
Los gases 81 de escape del primer reactor 21, los gases 82 de escape del segundo reactor 22 y los gases 83 de escape del tercer reactor 23 son guiados a un sistema 8 de postratamiento de gases de escape común.
Una unidad 3 de control controla el primer reactor 21, el segundo reactor 22 y el tercer reactor 23 mediante el envío de variables 31 de control al primer reactor 21, variables 32 de control al segundo reactor 22 y variables 33 de control al tercer reactor 23. Además, la unidad 3 de control lee los parámetros 34 del primer reactor 21, los parámetros 35 del segundo reactor 22 y los parámetros 36 del tercer reactor 23. Las variables 31, 32 y 33 de control comprenden cada una un objetivo 311,321,331 de alimentación, un umbral 314, 324, 334 de flujo de aire superior y un umbral 315, 325, 335 de flujo de aire inferior y un umbral de oxígeno superior e inferior.
Los reactores 21, 22 y 23 ajustan sus alimentaciones 211,221,231 libremente sin exceder los objetivos 311,321,331 de alimentación recibidos, con sus flujos de oxígeno dentro de los márgenes de los umbrales de flujo de oxígeno superior e inferior y sus flujos 214, 224, 234 de aire dentro de los márgenes de los umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de flujo de aire superior e inferior.
La unidad 3 de control lee una alimentación 211 real, un flujo 214 de aire y un flujo de oxígeno como parámetros 34 desde el primer reactor 21. De manera similar, la unidad 3 de control lee las alimentaciones 221,231 reales, el flujo 224, 234 de aire y el flujo de oxígeno del segundo reactor 22 y del tercer reactor como los parámetros 35 y 36.
La unidad 3 de control conoce la demanda real para la salida 7 total, que se guarda como un objetivo de alimentación total en la unidad 3 de control. Además, el volumen de escape máximo del sistema 8 de postratamiento de gases de escape se guarda como un valor de flujo de aire total en la unidad 3 de control y el suministro de oxígeno máximo posible de la unidad 5 de suministro de oxígeno se guarda en la unidad 3 de control como un valor de flujo de oxígeno total.
La unidad de control realiza periódicamente las etapas de control, por ejemplo, cada 10 segundos, en las que lee la alimentación 211 real del primer reactor 21 como parte de sus parámetros 34. A continuación, la unidad 3 de control comprueba si la alimentación 211 real se encuentra en un parte superior del intervalo de alimentación permisible en el sentido de que calcula la diferencia del objetivo 311 de alimentación y la alimentación 211 real y compara la diferencia con una segunda delta 312 de alimentación. Si la diferencia es menor que la segunda delta 312 de alimentación, la alimentación 211 real se encuentra en una parte superior del intervalo de alimentación permisible y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita un objetivo 311 de alimentación más alto. La unidad de control comprueba también si la alimentación 211 real se encuentra en una parte inferior del intervalo de alimentación permisible en el sentido de que compara la diferencia calculada del objetivo 311 de alimentación y la alimentación 211 real y la compara con una primera delta 313 de alimentación. Si la diferencia es mayor que la primera delta 313 de alimentación, la alimentación 211 real se encuentra en una parte inferior del intervalo de alimentación permisible y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita un objetivo 311 de alimentación más bajo. La unidad 3 de control realiza la misma etapa de control para el segundo reactor 22 y el tercer reactor 23.
A continuación, la unidad 3 de control disminuye el objetivo 311,321,331 de alimentación de todos los reactores 21, 22, 23 que han solicitado un objetivo 311,321, 331 de alimentación más bajo mediante una etapa de disminución, con la condición de que esta disminución no resulte en un objetivo 311,321,331 de alimentación que sea menor que una alimentación 213 mínima del reactor 21, 22, 23 respectivo. A continuación, la unidad 3 de control aumenta el objetivo 311,321,331 de alimentación de todos los reactores 21,22, 23 que han solicitado un objetivo 311, 321, 331 de alimentación más alto mediante una etapa de aumento, con la condición de que este aumento no resulte en un objetivo 311,321,331 de alimentación, que sea superior a una alimentación 212 máxima del reactor 21, 22, 23 respectivo y con la condición de que la suma de los objetivos 311,321,331 de alimentación de los reactores 21, 22, 23 no exceda el objetivo de alimentación total.
La unidad de control lee también el flujo 214 de aire real del primer reactor 21 como parte de sus parámetros 34. A continuación, la unidad 3 de control comprueba si el flujo 214 de aire real se encuentra en una parte superior del intervalo de flujo de aire permisible en el sentido de que calcula la diferencia del umbral 314 de flujo de aire superior y el flujo 214 de aire real y compara la diferencia con una segunda delta 316 de aire. Si la diferencia es menor que la segunda delta 316 de aire, el flujo 214 de aire real se encuentra en una parte superior del intervalo de flujo de aire permisible y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita umbrales 314, 315 de flujo de aire más altos. La unidad 3 de control comprueba también si el flujo 214 de aire real se encuentra en una parte inferior del intervalo de flujo de aire permisible, en el sentido de que calcula la diferencia del umbral 315 de flujo de aire inferior y el flujo 214 de aire real y compara la diferencia con una primera delta 317 de aire. Si la diferencia es menor que la primera delta 317 de aire, el flujo 214 de aire real se encuentra en una parte inferior del intervalo de flujo de aire permisible y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita 314, 315 umbrales de flujo de aire más bajos. La unidad 3 de control realiza la misma etapa con relación al flujo de aire para el segundo reactor 22 y el tercer reactor 23.
A continuación, la unidad 3 de control disminuye los umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de flujo de aire de todos los reactores 21,22, 23 que han solicitado umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de aire más bajos mediante una etapa de disminución, con la condición de que esta disminución no resulte en umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de flujo de aire que sean más bajos que un flujo 216 de aire mínimo del reactor 21, 22, 23 respectivo. A continuación, la unidad 3 de control aumenta los umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de flujo de aire de todos los reactores 21,22, 23 que han solicitado umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de flujo de aire más altos en una etapa de aumento, con la condición de que este aumento no resulte en umbrales 314, 315, 324, 325, 334, 335 de flujo de aire que sean mayores que un flujo 215 de aire máximo del reactor 21,22, 23 respectivo y con la condición de que la suma de los umbrales 314, 324, 334 de flujo de aire superiores de los reactores 21, 22, 23 no supere el valor de flujo de aire total.
La unidad de control lee también el flujo de oxígeno real del primer reactor 21 como parte de sus parámetros 34. A continuación, la unidad 3 de control comprueba si el flujo de oxígeno real se encuentra en una parte superior del intervalo de flujo de oxígeno permisible en el sentido que calcula la diferencia del umbral de flujo de oxígeno superior y el flujo de oxígeno real y compara la diferencia con una segunda delta de oxígeno. Si la diferencia es menor que la segunda delta de oxígeno, el flujo de oxígeno real se encuentra en una parte superior del intervalo de flujo de oxígeno permisible y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita umbrales de flujo de oxígeno más altos. La unidad 3 de control comprueba también si el flujo de oxígeno real se encuentra en una parte inferior del intervalo de flujo de oxígeno permisible en el sentido de que calcula la diferencia del umbral de flujo de oxígeno inferior y el flujo de oxígeno real y compara la diferencia con una primera delta de oxígeno. Si la diferencia es menor que la primera delta de flujo de oxígeno, el flujo de oxígeno real se encuentra en una parte inferior del intervalo de flujo de oxígeno permisible y la unidad 3 de control interpreta esto como que el reactor 21 solicita umbrales de flujo de oxígeno más bajos. La unidad 3 de control realiza las mismas etapas con relación al flujo de oxígeno para el segundo reactor 22 y el tercer reactor 23.
A continuación, la unidad 3 de control disminuye los umbrales de flujo de oxígeno de todos los reactores 21,22, 23 que han solicitado umbrales de flujo de oxígeno más bajos mediante una etapa de disminución, con la condición de que esta disminución no resulte en umbrales de flujo de oxígeno que sean más bajos que el flujo de oxígeno mínimo del reactor 21,22, 23 respectivo. A continuación, la unidad 3 de control aumenta los umbrales de flujo de oxígeno de todos los reactivos 21,22, 23 que han solicitado umbrales de flujo de oxígeno más altos mediante una etapa de aumento, con la condición de que este aumento no resulte en umbrales de flujo de oxígeno que sean mayores que un flujo de oxígeno máximo del reactor 21,22, 23 respectivo y con la condición de que la suma de los umbrales de flujo de oxígeno máximos de los reactores 21,22, 23 no exceda el valor de flujo de oxígeno total.
La Figura 2 muestra un ejemplo para el desarrollo en el tiempo con relación a la alimentación del primer reactor 21 en el gráfico superior, el segundo reactor 22 en el gráfico central y el tercer reactor 23 en el gráfico inferior.
El gráfico superior con relación al primer reactor 21 muestra la alimentación 211 real, el objetivo 311 de alimentación, una primera delta 313 de alimentación y una segunda delta 312 de alimentación, así como una alimentación 212 máxima y una alimentación 213 mínima. La primera delta 313 de alimentación y la segunda delta 312 de alimentación son diferencias con relación al objetivo 311 de alimentación, tal como se indica mediante las flechas de dos puntas. Las deltas 313 y 312 de alimentación primera y segunda se muestran además como líneas de puntos que ilustran la diferencia con relación al objetivo 311 de alimentación durante el período de tiempo mostrado. Hasta el tiempo t3, la alimentación 211 real varía por debajo del objetivo 311 de alimentación y dentro de las dos líneas de puntos. Por lo tanto, la diferencia de la alimentación 211 real con relación al objetivo 311 de alimentación no es mayor que la primera delta 313 de alimentación y no es menor que la segunda delta 312 de alimentación. De esta manera, la unidad 3 de control no interpreta estos valores como una solicitud de un aumento o una disminución del objetivo 311 de alimentación.
Lo mismo se aplica al tercer reactor 23 durante el período de tiempo completo mostrado. La alimentación 231 real del tercer reactor 23 varía por debajo del objetivo 331 de alimentación y dentro de las dos líneas de puntos que ilustran las deltas 332, 333 de alimentación primera y segunda. Por lo tanto, la diferencia de la alimentación 231 real con relación al objetivo 331 de alimentación no es mayor que la primera delta 333 de alimentación y no es menor que la segunda delta 332 de alimentación. De esta manera, la unidad 3 de control no interpreta estos valores como una solicitud de un aumento o una disminución del objetivo 331 de alimentación.
La alimentación 221 real del segundo reactor 22 empieza también dentro de las dos líneas de puntos que ilustran la primera delta 323 de alimentación y la segunda delta 322 de alimentación, pero cruza la línea de puntos que ilustra la segunda delta 322 de alimentación en el tiempo t1. Por lo tanto, la diferencia de la alimentación 221 real con relación al objetivo 321 de alimentación es menor que la segunda delta 322 de alimentación en este punto y la unidad 3 de control interpreta esto como una solicitud de un objetivo 321 de alimentación más alto. A continuación, la unidad 3 de control calcula la suma de todos los objetivos 311,321, 331 de alimentación del primer reactor 21, del segundo reactor 22 y del tercer reactor 23 y resta esta suma del objetivo de alimentación total comprendido en la unidad 3 de control. En el ejemplo mostrado de la Figura 2, la suma de los objetivos 311,321 y 331 de alimentación es igual al objetivo de alimentación total y, de esta manera, no hay objetivo libre. Por lo tanto, a pesar de que el segundo reactor ha solicitado un objetivo 321 de alimentación más alto, no se aumenta el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 23. Este es también el caso en el tiempo entre t2 y t3.
En el tiempo t3, la alimentación 211 real del primer reactor 21 cae por debajo de la línea de puntos inferior y, por lo tanto, la diferencia de la alimentación 211 real con relación al objetivo 311 de alimentación es mayor que la primera delta 313 de alimentación y la unidad 3 de control interpreta esto como una solicitud de un objetivo 311 de alimentación más bajo. Debido a que el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 es todavía mucho más alto que la alimentación 213 mínima del primer reactor 21, la unidad 3 de control disminuye el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 siempre y cuando la alimentación 211 real del primer reactor 21 permanezca por debajo de la línea de puntos que ilustra la primera delta 313 de alimentación. Esto resulta en un objetivo libre, lo que significa que la suma de los objetivos 311,321,331 de alimentación de los reactores 21,22, 23 primero, segundo y tercero es menor que el objetivo de alimentación total comprendido en la unidad 3 de control.
Debido a que el segundo reactor 22 tiene una alimentación 221 real que es todavía más alta que la línea de puntos superior que ilustra la segunda delta 322 de alimentación del segundo reactor 22 y, por lo tanto, la diferencia entre la alimentación 221 real y el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22 es menor que la segunda delta 322 de alimentación del segundo reactor 22, la unidad 3 de control todavía interpreta esto como que el segundo reactor 22 solicita un objetivo 321 de alimentación más alto. Debido a la caída del objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 y el objetivo libre resultante, la unidad 3 de control puede aumentar ahora el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22.
En el tiempo t4, la alimentación 211 real del primer reactor 21 aumenta por encima de la línea de puntos que ilustra la primera delta de alimentación y, de esta manera, la diferencia entre la alimentación 211 real y el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 ya no es mayor que una primera delta 313 de alimentación. De esta manera, la unidad 3 de control ya no interpreta esto como una solicitud de un objetivo 311 de alimentación más bajo. De esta manera, el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 es constante de nuevo entre t4 y t5.
Desde el tiempo t5, la alimentación 211 real del primer reactor 21 se encuentra por encima de la línea de puntos que ilustra la segunda delta 312 de alimentación y, de esta manera, la diferencia entre la alimentación 211 real y el objetivo 311 de alimentación es menor que la segunda delta 312 de alimentación. La unidad 3 de control interpreta esto como una solicitud de un objetivo 311 de alimentación más alto del primer reactor 21. Una vez más, la suma de los objetivos 311,321 y 331 de alimentación de los reactores 21,22 y 23 primero, segundo y tercero ya es igual al objetivo de alimentación total y, de esta manera, no es posible ningún aumento adicional del objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21.
En el tiempo te, la alimentación 221 real del segundo reactor 22 cae por debajo de la línea de puntos y, de esta manera, la diferencia entre la alimentación 221 real y el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22 es mayor que una primera delta 323 de alimentación del segundo reactor. 22 y, por lo tanto, la unidad 3 de control disminuye el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22. Debido a que el primer reactor todavía solicita un objetivo de alimentación más alto en este tiempo, se aumenta el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21.
En el tiempo t7, el segundo reactor 22 todavía solicita un objetivo 321 de alimentación más bajo y, por lo tanto, el objetivo 321 de alimentación del segundo reactor 22 se disminuye adicionalmente creando un objetivo de alimentación libre. A pesar de que el primer reactor 21 todavía solicita un objetivo 311 de alimentación más alto, debido a que la diferencia entre la alimentación 211 real y el objetivo 311 de alimentación es todavía menor que la segunda delta 312 de alimentación, el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21 no se aumenta adicionalmente ya que el objetivo 311 de alimentación ha alcanzado la alimentación 212 máxima del primer reactor 21.
En el tiempo t8, la alimentación 211 real del primer reactor 21 cae una vez más por debajo de la primera delta 313 de alimentación y, de esta manera, la unidad 3 de control disminuye el objetivo 311 de alimentación del primer reactor 21. Debido a que ningún otro reactor ha solicitado un objetivo de alimentación más alto en ese tiempo, la suma de los objetivos 311, 321 y 331 de alimentación de los reactores 21,22 y 23 primero, segundo y tercero es menor que el objetivo de alimentación total comprendido en la unidad 3 de control.
La Figura 3 muestra un ejemplo correspondiente para el desarrollo en el tiempo con relación al flujo de aire del primer reactor 21 en el gráfico superior, el segundo reactor 22 en el gráfico central y el tercer reactor 23 en el gráfico inferior.
El gráfico superior relacionado con el primer reactor 21 muestra el flujo 214 de aire real, que es ajustado por el reactor entre el umbral 314 de flujo de aire superior y el umbral 315 de flujo de aire inferior. El gráfico superior muestra además una primera delta 317 de aire, que está representada como una flecha de dos puntas y una línea de puntos en la distancia de la primera delta de aire al umbral 315 de flujo de aire inferior representado. Además, la Figura 3 muestra la segunda delta de aire como una flecha de dos puntas y una línea de puntos con la distancia respectiva al umbral 314 de flujo de aire superior. Además, el gráfico superior muestra además un flujo 215 de aire máximo y un flujo 216 de aire mínimo.
El intervalo de flujo de aire permisible entre el umbral 315 de flujo de aire inferior y el umbral 314 de flujo de aire superior está dividido en tres partes por la primera delta 317 de aire y la segunda delta 316 de aire. Una parte superior, donde la diferencia entre el flujo de aire real y el umbral del flujo de aire superior es menor que la segunda delta de aire, una parte inferior, donde la diferencia entre el flujo de aire real y el umbral del flujo de aire inferior es menor que la primera delta de aire y la parte media, donde la diferencia entre el flujo de aire real y el umbral de flujo de aire superior es mayor que la segunda delta de aire y la diferencia entre el flujo de aire real y el umbral de flujo de aire inferior es mayor que la primera delta de aire.
Hasta el tiempo t5, el flujo 214 de aire real del primer reactor 21 permanece dentro de las dos líneas de puntos y, de esta manera, en la parte media del intervalo permisible entre el umbral 315 de flujo de aire inferior y el umbral 314 de flujo de aire superior, en el que la unidad 3 de control interpreta que el reactor no solicita un umbral más alto o más bajo.
En el tiempo t5, el flujo de aire real cae por debajo de la línea de puntos inferior y, de esta manera, a la parte inferior, donde la diferencia entre el flujo 214 de aire real y el umbral 315 de flujo de aire inferior es menor que la primera delta 317 de aire y la unidad 3 de control interpreta que el reactor solicita un umbral más bajo. La unidad 3 de control reduce los umbrales de flujo de aire superior e inferior hasta el tiempo t7, cuando el flujo 214 de aire real se aumenta de nuevo por encima de la línea de puntos inferior, que representa la primera delta 317 de aire.
El gráfico central muestra el flujo 224 de aire real del segundo reactor 22 con un umbral 324 de flujo de aire superior y un umbral 325 de flujo de aire inferior del segundo reactor 22. Una vez más, las deltas 327, 326 de aire primera y segunda del segundo reactor 22 están representadas como flechas de doble punta y una línea de puntos. El flujo 224 de aire real permanece dentro de la parte media del intervalo permisible hasta el tiempo t5. En este tiempo, el flujo 224 de aire real aumenta por encima de la línea de puntos superior que representa la segunda delta 326 de aire, donde la diferencia entre el flujo 224 de aire real y el umbral 324 de flujo de aire superior del segundo reactor 22 es menor que la segunda delta 326 de aire del segundo reactor 22. De esta manera, la unidad 3 de control aumenta los umbrales 324, 325 de flujo de aire. Después del tiempo t7, el flujo 224 de aire real del segundo reactor 22 todavía es lo suficientemente alta como para que la diferencia entre el flujo 224 de aire real y el umbral 324 de flujo de aire superior sea menor que la segunda delta 326 de aire. Debido a que la suma de los umbrales del flujo de aire 314, 324, 334 ya es igual al umbral de flujo de aire total comprendido en la unidad de control, los umbrales de flujo de aire del segundo reactor 22 no se aumentan adicionalmente.
El gráfico inferior de la Figura 3 muestra el flujo 234 de aire real del tercer reactor 23, así como el umbral 334 de flujo de aire superior, el umbral 335 de flujo de aire inferior, la primera delta 337 de aire y la segunda delta 336 de aire del tercer reactor 23. Debido a que el flujo 234 de aire real del tercer reactor 23 permanece en la parte media del intervalo permisible durante todo el tiempo, no se realiza ninguna disminución ni ningún aumento por parte de la unidad 3 de control.
Lista de números de referencia:
1 sistema de reactores
21 primer reactor
22 segundo reactor
23 tercer reactor
3 unidad de control
31 variables de control del primer reactor
32 variables de control del segundo reactor
33 variables de control del tercer reactor
4 suministro de alimentación total
41 entrada de alimentación del primer reactor
42 entrada de alimentación del segundo reactor
43 entrada de alimentación del tercer reactor
5 unidad de suministro de oxígeno
51 entrada de flujo de oxígeno del primer reactor
52 entrada de flujo de oxígeno del segundo reactor
53 entrada de flujo de oxígeno del tercer reactor
6 suministro total de aire
61 entrada de flujo de aire del primer reactor
62 entrada de flujo de aire del segundo reactor
63 entrada de flujo de aire del tercer reactor
7 salida total
71 salida del primer reactor
72 salida del segundo reactor
73 salida del tercer reactor
postratamiento de gases de escape
escape del primer reactor
escape del segundo reactor
escape del tercer reactor
alimentación real del primer reactor
alimentación máxima del primer reactor alimentación mínima del primer reactor
flujo de aire real del primer reactor
flujo de aire máximo del primer reactor
flujo de aire mínimo del primer reactor alimentación real del segundo reactor
flujo de aire real del segundo reactor alimentación real del tercer reactor
flujo de aire real del tercer reactor
objetivo de alimentación del primer reactor segunda delta de alimentación del primer reactor primera delta de alimentación del primer reactor umbral del flujo de aire superior del primer reactor umbral de flujo de aire inferior del primer reactor segunda delta de aire del primer reactor
primera delta de aire del primer reactor
objetivo de alimentación del segundo reactor segunda delta de alimentación del segundo reactor primera delta de alimentación del segundo reactor umbral de flujo de aire superior del segundo reactor umbral de flujo de aire inferior del segundo reactor segunda delta de aire del segundo reactor primera delta de aire del segundo reactor objetivo de alimentación del tercer reactor segunda delta de alimentación del tercer reactor primera delta de alimentación del tercer reactor umbral de flujo de aire superior del tercer reactor umbral de flujo de aire inferior del tercer reactor segunda delta de aire del tercer reactor
primera delta de aire del tercer reactor

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Sistema (1) de reactores combinados, que comprende
al menos dos de los reactores (21, 22, 23) en paralelo, alimentándose cada uno de los reactores (21,22, 23) con al menos un reactivo con un tiempo respectivo que depende de la velocidad (211,221,231) de alimentación real, en el que los reactores (21,22, 23) comparten • un suministro (4) de alimentación total, en el que el suministro (4) de alimentación total no puede suministrar a todos los reactores (21,22, 23) funcionando a plena capacidad al mismo tiempo, y/o
• un sistema (8) de postratamiento de escape común, en el que el sistema (8) de postratamiento de escape común no puede gestionar los gases (81, 82, 83) de escape de todos los reactores (21,22, 23) funcionando a plena capacidad al mismo tiempo, y
una unidad (3) de control configurada para comunicar, a cada uno de los reactores (21,22, 23), respectivamente, al menos una variable (31,32, 33) de control para el reactor;
en el que cada una de las variables (31,32, 33) de control comprende un objetivo (311,321, 331) de alimentación para el reactor (21, 22, 23) respectivo, que es un valor umbral relacionado con la velocidad (211,221,231) de alimentación real de dicho reactor (21,22, 23) respectivo,
en el que los reactores (21,22, 23) son autocontrolados y están configurados para ajustar sus parámetros (34, 35, 36, 211, 214, 221, 224, 231, 234) según sus condiciones de contorna internas y la al menos una variable (31,32, 33) de control respectiva recibida desde la unidad (3) de control, en el que cada reactor (21, 22, 23) está configurado para ajustar su propia velocidad (211,221,231) de alimentación real con la condición de que su velocidad (211,221, 231) de alimentación real sea menor que el objetivo (311,321,331) de alimentación para este reactor (21,22, 23) y para maximizar su velocidad (211,221,231) de alimentación real y, por lo tanto, intenta alcanzar su objetivo (311,321,331) de alimentación,
en el que un objetivo de alimentación total se almacena en la unidad (3) de control como un valor límite superior, en el que el objetivo de alimentación total indica una alimentación deseada total de los reactores (21,22, 23), que determina una salida total de los reactores (21,22, 23),
en el que la unidad (3) de control está configurada de manera que una suma de los objetivos (311, 321, 331) de alimentación comunicados a los reactores (211, 221,231) sea menor o igual que el objetivo de alimentación total,
en el que la unidad (3) de control está configurada para repetir constantemente las etapas de: • leer las velocidades (211, 221, 231) de alimentación reales de los múltiples reactores (21, 22, 23) recibiendo los valores de las velocidades (211,221,231) de alimentación reales desde unidades de control subordinadas responsables de los reactores (21,22, 23) individuales o accediendo a las memorias correspondientes de dichas unidades de control subordinadas, • para cada uno de los reactores (21,22, 23), interpretar que el reactor (21,22, 23) respectivo, dependiendo de la velocidad (211, 221, 231) de alimentación real y del objetivo (311, 321, 331) de alimentación para el reactor (21, 22, 23) respectivo, solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto, igual o más bajo, y
• disminuir el objetivo (311,321,331) de alimentación para aquellos reactores (21,22, 23) que solicitan un objetivo (311,321, 331) de alimentación más bajo, y aumentar el objetivo (311, 321.331) de alimentación para aquellos reactores (21,22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto con la condición de que la suma de los objetivos (311, 321.331) de alimentación para los reactores (21,22, 23) no exceda el objetivo de alimentación total.
2. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el objetivo (311,321, 331) de alimentación y la velocidad (211,221,231) de alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) e interpreta que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más bajo cuando la diferencia es mayor que una primera diferencia almacenada en la unidad de control como una primera delta (313, 323, 333) de alimentación, y la unidad de control interpreta que el reactor (21, 22, 23) solicita un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto cuando la diferencia calculada entre el objetivo (311, 321, 331) de alimentación y la velocidad (211,221, 231) de alimentación real es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad de control como una segunda delta (312, 322, 332) de alimentación.
3. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 1, caracterizado porque la al menos una variable (31,32, 33) de control comprende un valor umbral inferior con relación a la velocidad de alimentación real del reactor (21, 22, 23), y porque la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el valor umbral inferior y la alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) y para interpretar una diferencia, que es menor que una primera diferencia almacenada en la unidad (3) de control como una primera delta de alimentación, como que el reactor (21,22, 23) solicita un objetivo de alimentación más bajo y porque la unidad (3) de control está configurada para calcular una diferencia entre el objetivo de alimentación y la alimentación real de cada reactor (21, 22, 23) y para interpretar una diferencia, que es menor que una segunda diferencia almacenada en la unidad (3) de control como una segunda delta de alimentación, como que el reactor (21,22, 23) solicita un objetivo de alimentación más alto.
4. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los objetivos (311,321,331) de alimentación de todos los reactores (21, 22, 23) que solicitan un objetivo (311, 321, 331) de alimentación más alto se aumentan de manera que la suma de todos los objetivos (311, 321, 331) de alimentación sea igual al objetivo de alimentación total.
5. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 4, caracterizado porque los objetivos (311,321,331) de alimentación de los reactores (21,22, 23) que solicitan un objetivo (311,321,331) de alimentación más alto se aumentan homogéneamente.
6. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el objetivo (311,321,331) de alimentación se aumenta y/o se disminuye en un paso o una velocidad fija.
7. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad (3) de control comprende una alimentación (212) máxima para al menos uno de los múltiples reactores (21,22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer el objetivo (311) de alimentación del reactor (21) por debajo de la alimentación (212) máxima del reactor (21) y/o comprende una alimentación (213) mínima para al menos uno de los múltiples reactores (21, 22, 23), en el que el objetivo (311) de alimentación del reactor (21) se establece de manera que sea mayor que la alimentación (213) mínima del reactor (213).
8. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una variable (31, 32, 33) de control comprende un umbral (315, 325, 335) de flujo de aire inferior y un umbral (314, 324, 334) de flujo de aire superior y la unidad (3) de control comprende un valor de flujo de aire total, en el que una suma de los umbrales (314, 324, 334) de flujo de aire superiores de los múltiples reactores (21,22, 23) es menor o igual al valor de flujo de aire total, en el que la unidad (3) de control está configurada, para cada reactor (21,22, 23), para
• leer un valor (214, 224, 234) de flujo de aire real del reactor (21,22, 23) respectivo, comparar el valor (21,22, 23) de flujo de aire real con el umbral (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire inferior y superior del reactor (21,22, 23) calculando las diferencias,
• interpretar la diferencia entre el umbral (314, 324, 325) de flujo de aire superior y el valor (214, 224, 234) de flujo de aire real que es menor que una segunda delta (316, 326, 336) de aire como una solicitud de un aumento de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire e
• interpretar la diferencia entre el umbral (315, 325, 335) de flujo de aire inferior y el valor (214, 224, 234) de flujo de aire real que es menor que una primera delta (317, 327, 337) de aire como una solicitud de una disminución de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire,
y en el que la unidad (3) de control está configurada para disminuir los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire inferior y/o superior para aquellos reactores (21, 22, 23) que han solicitado disminuir los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire y para aumentar los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire inferior y/o superior para aquellos reactores (21,22, 23) que han solicitado un aumento de los umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire con la condición de que no se supere el valor de flujo de aire total.
9. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 8, caracterizado porque el valor de flujo de aire total depende de un caudal máximo de gas de un sistema (8) de postratamiento de gases de escape asociado dispuesto después de los múltiples reactores (21,22, 23), en el que el valor de flujo de aire total es un valor fijo o depende además de un valor de flujo de oxígeno de los reactores (21,22, 23).
10. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque la unidad (3) de control comprende un valor (215) de flujo de aire máximo para al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales (314, 315) de flujo de aire inferior y/o superior del reactor (21) por debajo del valor (215) de flujo de aire máximo del reactor (21) y/o comprende un valor (216) de flujo de aire mínimo para al menos uno de los reactores (21,22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer umbrales (314, 315, 324, 325, 334, 335) de flujo de aire inferiores y/o superiores del reactor (21) de manera sean mayores que el valor (216) de flujo de aire mínimo del reactor (21).
11. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el umbral (315, 325, 335) de flujo de aire inferior tiene una diferencia predeterminada con relación al umbral (314, 324, 334) de flujo de aire superior para el mismo reactor (21,22, 23) y/o un factor predeterminado entre 0,6 y 0,95, preferiblemente entre 0,7 y 0,9, en particular 0,8.
12. Sistema (1) de reactores combinados según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, para cada uno de los reactores (21, 22, 23), la al menos una variable (31,32, 33) de control respectiva comprende un umbral de flujo de oxígeno inferior y superior, en el que la unidad (3) de control comprende un valor de flujo de oxígeno total, en el que una suma de los umbrales de flujo de oxígeno superiores de los múltiples reactores (21,22, 23) es menor o igual que el valor de flujo de oxígeno total,
porque la unidad (3) de control está configurada, para cada uno de los reactores (21,22, 23), para
• leer un valor de flujo de oxígeno real desde el reactor (21,22, 23) respectivo, comparar el valor de flujo de oxígeno real con el umbral de flujo de oxígeno inferior y superior del reactor (21,22, 23) calculando las diferencias,
• interpretar la diferencia entre el umbral de flujo de oxígeno superior y el flujo de oxígeno real que es más pequeña que una primera delta de oxígeno como una solicitud de aumento de los umbrales de flujo de oxígeno e
• interpretar la diferencia entre el umbral de flujo de oxígeno inferior y el flujo de oxígeno real que es más pequeña que una segunda delta de oxígeno como una solicitud de disminución de los umbrales de flujo de oxígeno,
y en el que la unidad (3) de control está configurada para disminuir los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior para aquellos reactores que han solicitado umbrales de flujo de oxígeno más bajos y para aumentar los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior para aquellos reactores que han solicitado umbrales de flujo de oxígeno más altos con la condición de que no se supere el valor de flujo de oxígeno total.
13. Sistema (1) de reactores combinados según la reivindicación 12, caracterizado porque la unidad (3) de control comprende un valor de flujo de oxígeno máximo para al menos uno de los reactores (21,22, 23) o está configurada para leer el valor de flujo de oxígeno máximo desde el reactor (21, 22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior del reactor (21, 22, 23) por debajo del valor de flujo de oxígeno máximo del reactor (21,22, 23) y/o
porque la unidad (3) de control comprende un valor de flujo de oxígeno mínimo para al menos uno de los reactores (21, 22, 23) o está configurada para leer el valor de flujo de oxígeno mínimo desde este reactor (21, 22, 23), en el que la unidad (3) de control está configurada para establecer los umbrales de flujo de oxígeno inferior y/o superior del reactor (21,22, 23) de manera que sean mayores que el valor de flujo de oxígeno mínimo del reactor (21,22, 23).
14. Sistema (1) de reactores combinados según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los reactores (21, 22, 23), en particular todos los reactores (21,22, 23), son reactores de calcinación, en particular reactores de lecho fluidizado.
15. Sistema (1) de reactores combinados según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los reactores (21,22, 23) del sistema (8) de postratamiento de gases de escape asociado tienen un caudal de gas máximo que es menor que una suma de las salidas de gas de escape máximas de los múltiples reactores (21, 22, 23) y/o porque los reactores (21, 22, 23) tienen un suministro (5) de oxígeno conjunto con un volumen de oxígeno máximo que es menor que una suma de las demandas máximas de los múltiples reactores (21,22, 23).
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