JPH0658610B2 - 流通装置のための温度制御方法 - Google Patents
流通装置のための温度制御方法Info
- Publication number
- JPH0658610B2 JPH0658610B2 JP61040884A JP4088486A JPH0658610B2 JP H0658610 B2 JPH0658610 B2 JP H0658610B2 JP 61040884 A JP61040884 A JP 61040884A JP 4088486 A JP4088486 A JP 4088486A JP H0658610 B2 JPH0658610 B2 JP H0658610B2
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- Japan
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- temperature
- target temperature
- heating means
- fluid
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、発熱反応または吸熱反応を伴う流通装置のた
めの温度制御方法に関する。
めの温度制御方法に関する。
〈従来の技術〉 種々の化学プラントに於て、吸熱反応または発熱反応を
伴う流通式触媒層、反応炉等からなる流通装置を用いる
場合があるが、その温度制御が困難であるという問題が
あった。例えば、第１図に示されているように、触媒リ
アクタ１内に触媒を充填してなる触媒層２が設けられ、
電熱式その他の加熱手段４、５が前記触媒リアクタ１を
囲繞するように配設されるのが一般的であるが、矢印１
〜１２により図示されているように、熱伝達の方向が多
岐に亘り、しかも各点の温度間に相互干渉が強く作用す
るため、熱伝達を正確に予想し、触媒層２の温度を制御
することが極めて困難である。
伴う流通式触媒層、反応炉等からなる流通装置を用いる
場合があるが、その温度制御が困難であるという問題が
あった。例えば、第１図に示されているように、触媒リ
アクタ１内に触媒を充填してなる触媒層２が設けられ、
電熱式その他の加熱手段４、５が前記触媒リアクタ１を
囲繞するように配設されるのが一般的であるが、矢印１
〜１２により図示されているように、熱伝達の方向が多
岐に亘り、しかも各点の温度間に相互干渉が強く作用す
るため、熱伝達を正確に予想し、触媒層２の温度を制御
することが極めて困難である。
また、例えば、触媒層２に於ける反応が発熱反応である
場合には、第２図に示されているように、触媒層の発熱
反応が温度に依存することとなり、未反応時及び反応時
の間の温度分布に顕著な差異が存在し、これを自動的に
制御することが極めて困難であり、特に、加熱手段と触
媒層との間に熱伝達の遅れ等を原因として加熱温度が過
大となった場合には、触媒層温度が暴走し、触媒を破損
するなどのトラブルを招き得る。従って、このような触
媒リアクタの運転のためには熟練したオペレータが必要
であり、また極めて煩雑な作業となっていた。
場合には、第２図に示されているように、触媒層の発熱
反応が温度に依存することとなり、未反応時及び反応時
の間の温度分布に顕著な差異が存在し、これを自動的に
制御することが極めて困難であり、特に、加熱手段と触
媒層との間に熱伝達の遅れ等を原因として加熱温度が過
大となった場合には、触媒層温度が暴走し、触媒を破損
するなどのトラブルを招き得る。従って、このような触
媒リアクタの運転のためには熟練したオペレータが必要
であり、また極めて煩雑な作業となっていた。
〈発明が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の欠点に鑑み、本発明の主な目的
は、自動化が困難であった流通装置の温度制御を正確か
つ自動的に行ない得る流通装置のための温度制御方法を
提供することにある。
は、自動化が困難であった流通装置の温度制御を正確か
つ自動的に行ない得る流通装置のための温度制御方法を
提供することにある。
〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、流体を流通させる
流通装置内に於ける流体の流れ方向に沿って配設された
複数の加熱手段と、該複数の加熱手段の各々に付設され
たヒータ温度検出手段と、前記流通装置内に於ける前記
複数の加熱手段の各々に対応する位置に配設された流体
温度検出手段と、前記ヒータ温度検出手段の検出値を第
一の目標温度に一致させるように前記加熱手段を駆動す
る駆動手段と、前記流体温度検出手段の検出値を第二の
目標温度に一致させるように前記第一の目標温度を制御
するための目標温度設定手段とを備える流通装置のため
の温度制御方法であって、前記第二の目標温度を最終目
標温度よりも所定値だけ低い昇温目標温度と定め、かつ
前記流体温度検出手段の検出値が該温度に達するレベル
に前記第一の目標温度を定めたうえで前記複数の加熱手
段を同時に駆動する急速昇温過程と、前記第二の目標温
度を前記昇温目標温度よりも所定値だけ高い過渡的目標
温度と定め、かつ前記流体温度検出手段の検出値が該温
度に達するレベルに前記第一の目標温度を更新したうえ
で前記複数の加熱手段を順次個別に駆動すると共に、前
記流体温度検出手段の検出値が前記最終目標温度に達す
るまで前記過渡的目標温度を徐々に増大させる微調整過
程とを有することを特徴とする流通装置のための温度制
御方法を提供することによって達成される。
流通装置内に於ける流体の流れ方向に沿って配設された
複数の加熱手段と、該複数の加熱手段の各々に付設され
たヒータ温度検出手段と、前記流通装置内に於ける前記
複数の加熱手段の各々に対応する位置に配設された流体
温度検出手段と、前記ヒータ温度検出手段の検出値を第
一の目標温度に一致させるように前記加熱手段を駆動す
る駆動手段と、前記流体温度検出手段の検出値を第二の
目標温度に一致させるように前記第一の目標温度を制御
するための目標温度設定手段とを備える流通装置のため
の温度制御方法であって、前記第二の目標温度を最終目
標温度よりも所定値だけ低い昇温目標温度と定め、かつ
前記流体温度検出手段の検出値が該温度に達するレベル
に前記第一の目標温度を定めたうえで前記複数の加熱手
段を同時に駆動する急速昇温過程と、前記第二の目標温
度を前記昇温目標温度よりも所定値だけ高い過渡的目標
温度と定め、かつ前記流体温度検出手段の検出値が該温
度に達するレベルに前記第一の目標温度を更新したうえ
で前記複数の加熱手段を順次個別に駆動すると共に、前
記流体温度検出手段の検出値が前記最終目標温度に達す
るまで前記過渡的目標温度を徐々に増大させる微調整過
程とを有することを特徴とする流通装置のための温度制
御方法を提供することによって達成される。
〈作用〉 このように、流通装置を流体の流れ方向に沿って複数の
区間に区分し、個々の区間をカスケード制御することに
より正確な温度制御が可能となり、特に加熱過程を急速
昇温過程と微調整過程とに区分することにより、迅速な
立ち上げと、精密な制御が可能となり、更に定常運転に
際しては、微調整モードを継続することにより、外乱が
あった場合でも精密な制御を継続して行なうことが可能
となる。
区間に区分し、個々の区間をカスケード制御することに
より正確な温度制御が可能となり、特に加熱過程を急速
昇温過程と微調整過程とに区分することにより、迅速な
立ち上げと、精密な制御が可能となり、更に定常運転に
際しては、微調整モードを継続することにより、外乱が
あった場合でも精密な制御を継続して行なうことが可能
となる。
〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。
説明する。
第３図は本発明に基づく、流通装置としての触媒層のた
めの温度制御装置の構成を図式的に示している。触媒リ
アクタ１は、管路７内に或る長さに亘って触媒を充填し
てなる触媒層２を設けてなるもので、図示されている矢
印２０の向きに流体からなる反応物質が流通する。この
触媒リアクタ１の長さ方向に沿って４つの、例えば電熱
要素からなる加熱手段３〜６が配設されている。
めの温度制御装置の構成を図式的に示している。触媒リ
アクタ１は、管路７内に或る長さに亘って触媒を充填し
てなる触媒層２を設けてなるもので、図示されている矢
印２０の向きに流体からなる反応物質が流通する。この
触媒リアクタ１の長さ方向に沿って４つの、例えば電熱
要素からなる加熱手段３〜６が配設されている。
各加熱手段３〜６には、これらの加熱手段を制御するた
めの温度センサ９ａ〜９ｄがそれぞれ設けられている。
加熱手段３〜６に設けられた温度センサ９ａ〜９ｄは、
ＰＩＤ調節計などからなる４つの温度調節計１０ａ〜１
０ｄにそれぞれ各加熱手段３〜６の実温度信号を供給
し、これら温度調節計が駆動装置１１ａ〜１１ｄを介し
て対応する加熱手段３〜６をフィードバック制御により
加熱する。
めの温度センサ９ａ〜９ｄがそれぞれ設けられている。
加熱手段３〜６に設けられた温度センサ９ａ〜９ｄは、
ＰＩＤ調節計などからなる４つの温度調節計１０ａ〜１
０ｄにそれぞれ各加熱手段３〜６の実温度信号を供給
し、これら温度調節計が駆動装置１１ａ〜１１ｄを介し
て対応する加熱手段３〜６をフィードバック制御により
加熱する。
一方触媒層２の内部にも、各加熱手段３〜６に対応する
位置に、長さ方向に沿って４つの温度センサ８ａ〜８ｄ
が配設されている。これら温度センサ８ａ〜８ｄは、触
媒リアクタ１内に長手方向に沿って設置された多数の熱
電対から適宜選択されたものであって良い。温度センサ
８ａ〜８ｄにより得られた流体の実温度信号は、マイク
ロプロセッサを内蔵するコントローラ１２に供給され、
このコントローラ１２は、前記した温度調節計１０ａ〜
１０ｄの設定温度をそれぞれ制御する。
位置に、長さ方向に沿って４つの温度センサ８ａ〜８ｄ
が配設されている。これら温度センサ８ａ〜８ｄは、触
媒リアクタ１内に長手方向に沿って設置された多数の熱
電対から適宜選択されたものであって良い。温度センサ
８ａ〜８ｄにより得られた流体の実温度信号は、マイク
ロプロセッサを内蔵するコントローラ１２に供給され、
このコントローラ１２は、前記した温度調節計１０ａ〜
１０ｄの設定温度をそれぞれ制御する。
次に、特に第５図に基づいて、本発明に基づく装置の作
動要領について説明する。
動要領について説明する。
先ず、触媒リアクタの立ち上げに際しては、触媒リアク
タの最終目標温度が例えば４００℃である場合に、触媒
層２の内部の温度がこれよりも１０度低い３９０℃に達
するようなレベルに定めた昇温目標温度を温度調節計１
０ａ〜１０ｄから出力し、すべての加熱手段３〜６につ
いて公知のカスケード制御を同時に行なう。触媒層２内
の各点が温度が３９０℃に達したなら、次に触媒層全域
の目標温度を最終目標温度より８℃低い、つまり昇温目
標温度より２℃高い過渡的目標温度に達するレベルに定
め、しかも流体の流れ方向に従い上流側から下流側に向
けて各温度調節計１０ａ〜１０ｄの設定目標温度を順次
変更する。これは、コントローラ１２に内蔵されたマイ
クロプロセッサを用いて各温度調節計１０ａ〜１０ｄの
目標温度を制御することにより達成される。
タの最終目標温度が例えば４００℃である場合に、触媒
層２の内部の温度がこれよりも１０度低い３９０℃に達
するようなレベルに定めた昇温目標温度を温度調節計１
０ａ〜１０ｄから出力し、すべての加熱手段３〜６につ
いて公知のカスケード制御を同時に行なう。触媒層２内
の各点が温度が３９０℃に達したなら、次に触媒層全域
の目標温度を最終目標温度より８℃低い、つまり昇温目
標温度より２℃高い過渡的目標温度に達するレベルに定
め、しかも流体の流れ方向に従い上流側から下流側に向
けて各温度調節計１０ａ〜１０ｄの設定目標温度を順次
変更する。これは、コントローラ１２に内蔵されたマイ
クロプロセッサを用いて各温度調節計１０ａ〜１０ｄの
目標温度を制御することにより達成される。
即ち、急速昇温モードにより触媒層全体の温度が３９０
℃を越えた時点、即ち点Ａから、最上流側の温度調節計
１０ａの設定温度のみを更新制御することにより、同ゾ
ーンの、触媒層２内の温度センサ８ａの指示が３９２℃
を越えるまで加熱手段３を制御し、点Ｂに至る。次にこ
れの一つ下流側のゾーンの加熱手段４を制御することに
より点Ｃから点Ｄに至り、温度センサ８ｂに於ける検出
温度が３９２℃に達するようにする。このようにして点
Ｅ、点Ｆ、点Ｇ、点Ｈに示されるように、各ゾーンに対
応する加熱手段毎に同様の制御を行ない、４番目のつま
り最下流側の加熱手段６の制御が完了した時点で、触媒
層２に於ける目標温度値を更に４℃高い３９６℃に高め
同様の制御を各加熱手段３〜６について順次行なう。
℃を越えた時点、即ち点Ａから、最上流側の温度調節計
１０ａの設定温度のみを更新制御することにより、同ゾ
ーンの、触媒層２内の温度センサ８ａの指示が３９２℃
を越えるまで加熱手段３を制御し、点Ｂに至る。次にこ
れの一つ下流側のゾーンの加熱手段４を制御することに
より点Ｃから点Ｄに至り、温度センサ８ｂに於ける検出
温度が３９２℃に達するようにする。このようにして点
Ｅ、点Ｆ、点Ｇ、点Ｈに示されるように、各ゾーンに対
応する加熱手段毎に同様の制御を行ない、４番目のつま
り最下流側の加熱手段６の制御が完了した時点で、触媒
層２に於ける目標温度値を更に４℃高い３９６℃に高め
同様の制御を各加熱手段３〜６について順次行なう。
さて、触媒層２内の温度をゾーン毎の４点にて測定し、
そのうちの１点のみを目標温度に制御した場合には、他
の３点もその影響を受け変動することとなり、触媒層２
の各部分が複雑に干渉し合うため安定な制御が困難であ
る。そこで、本発明によれば、４つの加熱手段を流体の
流れ方向に沿って順次個別に制御し、触媒層全域を、個
々の部分毎に僅かずつ平衡状態に制御することにより、
全体的な制御動作の安定化を図るようにしたものであ
る。本実施例の場合、コントローラ１２は、マイクロプ
ロセッサを内蔵し、各温度調節計１０ａ〜１０ｄの目標
温度を制御するコントローラと、加熱手段毎の制御をシ
ーケンス的に行うプログラムコントローラとを兼備した
ものからなっている。
そのうちの１点のみを目標温度に制御した場合には、他
の３点もその影響を受け変動することとなり、触媒層２
の各部分が複雑に干渉し合うため安定な制御が困難であ
る。そこで、本発明によれば、４つの加熱手段を流体の
流れ方向に沿って順次個別に制御し、触媒層全域を、個
々の部分毎に僅かずつ平衡状態に制御することにより、
全体的な制御動作の安定化を図るようにしたものであ
る。本実施例の場合、コントローラ１２は、マイクロプ
ロセッサを内蔵し、各温度調節計１０ａ〜１０ｄの目標
温度を制御するコントローラと、加熱手段毎の制御をシ
ーケンス的に行うプログラムコントローラとを兼備した
ものからなっている。
このような手順を繰返し、最終的には触媒層２内の温度
センサ８ａ〜８ｄがすべて最終目標温度４００℃±１℃
の範囲に収まるようにする。このようにして触媒層２の
全域が最終目標温度に達したならば、この微調整モード
を継続しつつ定常運転を行う。このようにして、触媒の
活性劣化など種々の外乱に対しても触媒リアクタを好適
に制御し続けることが可能となる。
センサ８ａ〜８ｄがすべて最終目標温度４００℃±１℃
の範囲に収まるようにする。このようにして触媒層２の
全域が最終目標温度に達したならば、この微調整モード
を継続しつつ定常運転を行う。このようにして、触媒の
活性劣化など種々の外乱に対しても触媒リアクタを好適
に制御し続けることが可能となる。
〈発明の効果〉 このように、本発明によれば、コントローラ１２を所定
のプログラムに従って作動させることにより、従来困難
であった触媒リアクタ等の流通装置の温度制御を安定か
つ正確にしかも自動的に行なうことができ、生産性向上
及び省力化に関して多大の効果を奏することができる。
のプログラムに従って作動させることにより、従来困難
であった触媒リアクタ等の流通装置の温度制御を安定か
つ正確にしかも自動的に行なうことができ、生産性向上
及び省力化に関して多大の効果を奏することができる。
第１図は本発明を適用し得る触媒リアクタ装置内の温度
伝達の方向を示す模式図である。 第２図は触媒による反応がある場合とない場合とに於け
る触媒リアクタ及び加熱手段内部の温度分布を示すグラ
フである。 第３図は本発明に基づく触媒層のための温度制御装置の
概要を示す図式的ブロック図である。 第４図は第３図に示された実施例の機能的な構造を示す
ブロック図である。 第５図は第３図及び第４図に示された実施例による温度
制御の過程を示す３次元グラフである。 １……触媒リアクタ、２……触媒層 ３〜６……加熱手段、７……管路 ８ａ〜８ｄ、９ａ〜９ｄ……温度センサ １０ａ〜１０ｄ……温度調節計 １１ａ〜１１ｄ……駆動装置 １２……コントローラ、２０……矢印
伝達の方向を示す模式図である。 第２図は触媒による反応がある場合とない場合とに於け
る触媒リアクタ及び加熱手段内部の温度分布を示すグラ
フである。 第３図は本発明に基づく触媒層のための温度制御装置の
概要を示す図式的ブロック図である。 第４図は第３図に示された実施例の機能的な構造を示す
ブロック図である。 第５図は第３図及び第４図に示された実施例による温度
制御の過程を示す３次元グラフである。 １……触媒リアクタ、２……触媒層 ３〜６……加熱手段、７……管路 ８ａ〜８ｄ、９ａ〜９ｄ……温度センサ １０ａ〜１０ｄ……温度調節計 １１ａ〜１１ｄ……駆動装置 １２……コントローラ、２０……矢印
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−98221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−9275（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−156316（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−3862（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−29403（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】流体を流通させる流通装置内に於ける流体
の流れ方向に沿って配設された複数の加熱手段と、該複
数の加熱手段の各々に付設されたヒータ温度検出手段
と、前記流通装置内に於ける前記複数の加熱手段の各々
に対応する位置に配設された流体温度検出手段と、前記
ヒータ温度検出手段の検出値を第一の目標温度に一致さ
せるように前記加熱手段を駆動する駆動手段と、前記流
体温度検出手段の検出値を第二の目標温度に一致させる
ように前記第一の目標温度を制御するための目標温度設
定手段とを備える流通装置のための温度制御方法であっ
て、 前記第二の目標温度を最終目標温度よりも所定値だけ低
い昇温目標温度と定め、かつ前記流体温度検出手段の検
出値が該温度に達するレベルに前記第一の目標温度を定
めたうえで前記複数の加熱手段を同時に駆動する急速昇
温過程と、 前記第二の目標温度を前記昇温目標温度よりも所定値だ
け高い過渡的目標温度と定め、かつ前記流体温度検出手
段の検出値が該温度に達するレベルに前記第一の目標温
度を更新したうえで前記複数の加熱手段を順次個別に駆
動すると共に、前記流体温度検出手段の検出値が前記最
終目標温度に達するまで前記過渡的目標温度を徐々に増
大させる微調整過程とを有することを特徴とする流通装
置のための温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61040884A JPH0658610B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 流通装置のための温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61040884A JPH0658610B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 流通装置のための温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197808A JPS62197808A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH0658610B2 true JPH0658610B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=12592938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61040884A Expired - Lifetime JPH0658610B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 流通装置のための温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658610B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103759857B (zh) * | 2014-01-23 | 2016-08-17 | 北京鑫雅图科贸有限公司 | 一种物料管道伴热在线监控系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553862U (ja) * | 1978-06-23 | 1980-01-11 | ||
| JPS5998221A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-06 | Shimadzu Corp | 加熱制御装置 |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP61040884A patent/JPH0658610B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62197808A (ja) | 1987-09-01 |
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