Modelowanie i sterowanie reaktora zbiornikowego przepływowego z użyciem regulatora PID

• Autorzy: Wodołażski A.

Identyfikatory

DOI

10,12912/23920629/64528

Warianty tytułu

EN

Modelling and control of continuous stirred tank reactor with PID controller

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono model układu regulacji dynamiki reaktora zbiornikowego przepływowego w syntezie metanolu w układzie trójfazowym. Symulację reaktora przeprowadzono zarówno dla stanów ustalonych jak i nieustalonych. Obliczono współczynnik efektywności do osiągnięcia maksymalnej wydajności produktu z jednostki objętości reaktora. Z symulacji dynamiki reaktora w zamkniętej pętli regulacji otrzymano dane służące nastrojeniu regulatora PID (regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący). Wyniki regulacji procesowej zapewniają optymalną zdolność produkcyjną reaktora wraz z eliminacją miejscowych przegrzań czy nagłych wzrostów temperatury.

EN

This paper presents a model of dynamics control for continuous stirred tank reactor (CSTR) in methanol synthesis in a three-phase system. The reactor simulation was carried out for steady and transient state. Efficiency ratio to achieve maximum performance of the product per reactor unit volume was calculated. Reactor dynamics simulation in closed loop allowed to received data for tuning PID controller (proportional-integral-derivative). The results of the regulation process allow to receive data for optimum reactor production capacity, along with local hot spots eliminations or temperature runaway.

Słowa kluczowe

PL

regulator PID; symulacja dynamiczna; reaktor zbiornikowy przepływowy

EN

PID controller; dynamic simulation; continuous stirred tank reactor

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 49
• Strony: 195--201
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Wodołażski A.

• Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Główny Instytut Górnictwa, Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice

Bibliografia

• 1. 1.Assaf E.M, Giordano R.C, Nascimento C.A.O. 1996. Thermal runaway of ethylene oxidation reactors: prevision through neural network. Chemical Engineering Science, 51, 3107–3112
• 2. Bequette B.W. 2003. Process control: modeling, design and simulation. Prentice Hall, Upper Saddle River.
• 3. Dahhan A., Larachi M, Dudukovic M.P. 1997. High-pressure trickle bed reactors: A review. Industrial & Engineering Chemistry Research, 36, 3292.
• 4. Deglon D.A., Meyer C.J. 2006. CFD modeling of stirred tanks: Numerical considerations. Minerals Engineering, 19(10), 1059–1068
• 5. Fortescue T.R, Kershenbaum L.S, Ydstie B.E. 1981, Implementation of self-tuning regulator with variable forgetting factor. Automatica, 17, 831–835
• 6. Graaf G.H., Scholtens H, Stamhuis E.J, Beenackers A.A.C.M, 1990. Intra-particle diffusion limitation in low-pressure methanol synthesis. Chemical Engineering Science, 45, 773–783.
• 7. Lovik I., 2001.Modeling, estimation and optimization of the methanol synthesis with catalyst deactivation. Ph.D. Thesis, Norwegian University of Science and Technology.
• 8. Seborg D.E., Edgar T.F, Mellichamp D.A. 1989. Process dynamics and control. Wiley, New York, 580–581.
• 9. Velardi S, Barresi A.A, Antonello A. 2002. Methanol synthesis in a forced unsteady-state reactor network. Chemical Engineering Science, 57, 2995–3004.
• 10. Wodołażski A. 2015. Numerical modelling of methanol synthesis. Part 2. CFD simulation in a three-phase slurry reactor, Chemical Industry, 12(94), 2256–2262.
• 11. Zelinka I, Vojteset J, Oplatkova Z. 2006. Simulation study of the CSTR reactor for control Purposes. Proceedings of 20th European Conference on modelling and Simulation.
• 12. Zhou X.G, Liu L, Yuan W.K. 1999. Optimization and control of wall cooled fixed bed reactor. Chemical Engineering Science, 54, 2739–2744.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.