Способ автоматизированного управления процессом пылеулавливания в зернистых фильтрах с несвязанной структурой Российский патент 2021 года по МПК B01D46/30 

Изобретение относится к автоматизированному управлению технологическими процессами и может быть использовано при автоматизации и обеспечении взрывопожарной безопасности процесса пылеулавливания зернистыми фильтрами с несвязанной структурой в аспирационных и вентиляционных системах пищевого, деревообрабатывающего, фармацевтического, химического, металлообрабатывающего производства, производства строительных материалов и добычи полезных ископаемых.

Известен способ управления процессом пылеулавливания (Авторское свидетельство СССР №1223967 Способ управления процессом пылеулавливания, кл. B01D 37/04, 1984), сущность которого заключается в регулировании гидравлического сопротивления фильтра, периодической его регенерации и подаче части исходного аэрозоля, минуя циклон, непосредственно в фильтр по результатам измерения суммарного гидравлического сопротивления системы циклон - фильтр и гидравлического сопротивления фильтра. По результатам измерения изменяют долю перепуска исходного сырья непосредственно в рукавный фильтр в определенном диапазоне значений.

Недостатками известного способа являются невозможность его применения для зернистых фильтров с несвязанной структурой; отсутствие режима работы в аварийной ситуации (противопожарной защиты), сложность: система рассчитана на постоянный расход пылегазового потока и его поддержание, что связано с дополнительными техническими устройствами для регулирования пылегазового потока и сложностью эксплуатации.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы зернистого фильтра с несвязанной структурой и обеспечение взрывопожарной безопасности системы аспирации, в которой он установлен.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе автоматизированного управления процессом пылеулавливания, предусматривающим периодическую регенерацию фильтра по результатам измерения его гидравлического сопротивления, новым является то, что поток полностью подается через фильтр-пылеуловитель, давление и температура потока измеряются непрерывно до и после фильтра-пылеуловителя, данные с датчиков давления передаются на компьютер через преобразователь интерфейсов и осуществляется расчет критериев

где d_э - диаметр эквивалентный порового пространства зернистого слоя с несвязанной структурой, м;

h - высота зернистого слоя с несвязанной структурой, м;

- средний медианный диаметр пыли в запыленном потоке, м;

S - площадь фильтрования зернистого слоя с несвязанной структурой, м²;

где Т - темп нарастания разности давлений, Па/с;

- разница перепадов давления, Па, где

- перепад давления на фильтровальной перегородке при текущем измерении, Па; определяемый как

где

P₁₂ - давление до фильтровальной перегородки при текущем измерении, Па;

Р₂₂ - давление после фильтровальной перегородки при текущем измерении, Па;

- перепад давления на фильтровальной перегородке во время предыдущего измерения, Па; определяемый как

Р₁₁ - давление до фильтровальной перегородки во время предыдущего измерения, Па;

Р₂₁ - давление после фильтровальной перегородки во время предыдущего измерения, Па;

Δτ - промежуток времени между двумя измерениями, зафиксированными компьютером, с;

при этом при К=12 и Т<1,001 Па/с срабатывает режим регенерации методом обратной продувки; при К=12 и Т<1 Па/с срабатывает режим блокировки патрубка выхода очищенного воздуха и далее срабатывает режим регенерации методом обратной продувки; при К=12 и Т<1,001 Па/с и отсутствии режима регенерации обратной продувкой через заданный промежуток времени, вычисляемый компьютером, осуществляется блокировка патрубка выхода очищенного воздуха и патрубка входа запыленного воздуха; при достижении в системе температуры выше 50°С срабатывает режим пожаротушения.

На фиг. 1 представлена схема автоматизированного способа управления процессом пылеулавливания зернистым фильтром с несвязанной структурой.

Схема включает газоход запыленного потока 1, фильтр-пылеуловитель 2, зернистый слой с несвязанной структурой 3, газоход очищенного воздуха 4, тягодутьевое устройство 5, датчики давления и температуры 6, преобразователь интерфейсов 7, компьютер 8, запорная арматура перед тягодутьевым устройством 9, запорная арматура после тягодутьевого устройства 10, регенерирующий газоход 11, каналы связи датчиков с преобразователем интерфейсов и компьютером 12, канал связи, осуществляющий управляющее воздействие от компьютера к запорной арматуре 13, канал связи, осуществляющий управляющее воздействие от компьютера к запорной арматуре 14, канал связи, осуществляющий управляющее воздействие от компьютера к модулям пожаротушения 16; канал связи, осуществляющий управляющее воздействие от компьютера к запорной арматуре, блокирующей подачу запыленного воздуха 17; запорная арматура для блокирования подачи запыленного воздуха к фильтру-пылеуловителю 18.

Способ автоматизированного управления процессом пылеулавливания зернистым фильтром с несвязанной структурой работает следующим образом. Запыленный пылегазовый поток по газоходу 1 поступает для очистки в фильтр-пылеуловитель 2, проходит через зернистый фильтр с несвязанной структурой 3, очищается и очищенный выходит через газоход 4 и тягодутьевое устройство 5. Данные о давлении потока поступают с двух датчиков давления и температуры 6, установленных до фильтра-пылеуловителя и после фильтра-пылеуловителя, через преобразователь интерфейсов 7 передаются на компьютер 8. Компьютер обрабатывает данные и рассчитывает критерии К и Т по формулам (1) и (2) соответственно. При К=12 и Т<1,001 Па/с срабатывает режим регенерации методом обратной продувки, т.е. компьютер 8 по линии связи 19 подает сигнал на выключение тяго дутьевого устройства, по линии 17 - о закрытии запорной арматуры 18, по линии связи 13 - закрытии запорной арматуры 9, и по линии 14 - открытии запорной арматуры 10, по линии связи 17 - об открытии запорной арматуры 18 и включении тягодутьевого устройства 5. Регенерация методом обратной продувки осуществляется до достижении критерия Т более 1,001 Па/с.

При достижении значений К=12 и Т<1 Па/с срабатывает режим блокировки патрубка выхода очищенного воздуха, т.е. компьютер 8 по линии связи 19 подает сигнал об выключении тягодутьевого устройства 5 и закрытии запорной арматуры 9. Далее срабатывает режим регенерации методом обратной продувкой.

При аварийном режиме системы, т.е. при К=12 и Т<1,001 Па/с и отсутствии режима регенерации обратной продувкой через заданный промежуток времени, вычисляемый компьютером, по линиям связи передается сигнал о выключении тягодутьевого устройства 5 и закрытии запорной арматуры 9 и 18.

При получении компьютером 8 сигнала о достижении температуры воздуха выше 50°С по линии связи 19 подается сигнал о выключении тягодутьевого устройства 5, по линиям связи 13 и 17 - о закрытии запорной арматуры 9 и 18 и по линиям связи 15 - о включении модулей пожаротушения 16.

Предлагаемый способ автоматизированного управления процессом пылеулавливания зернистым фильтром с несвязанной структурой позволяет:

- повысить эффективность пылеулавливания;

- снизить энергозатраты на эксплуатацию фильтра;

- повысить пожарную безопасность системы аспирации.

Изобретение относится к автоматизированному управлению технологическими процессами и может быть использовано при автоматизации и обеспечении взрывопожарной безопасности процесса пылеулавливания зернистыми фильтрами с несвязанной структурой в аспирационных и вентиляционных системах пищевого, деревообрабатывающего, фармацевтического, химического, металлообрабатывающего производства, производства строительных материалов и добычи полезных ископаемых. Способ управления процессом пылеулавливания предусматривает периодическую регенерацию фильтра по результатам измерения его гидравлического сопротивления. При этом поток загрязненного воздуха полностью подается через фильтр-пылеуловитель, давление и температура потока измеряются непрерывно до и после фильтра-пылеуловителя, данные с датчиков давления передаются на компьютер через преобразователь интерфейсов. По результатам измерений производят расчет темпа нарастания разницы давлений на фильтровальной перегородке. В зависимости от полученного значения выбирают режим работы системы аспирации. Предложенный способ позволяет повысить эффективность работы зернистого фильтра с несвязанной структурой и обеспечить взрывопожарную безопасность системы аспирации, в которой он установлен. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ автоматизированного управления процессом пылеулавливания зернистым фильтром с несвязанной структурой, предусматривающий периодическую регенерацию фильтра по результатам измерения его гидравлического сопротивления, отличающийся тем, что поток загрязненного воздуха полностью подается через фильтр-пылеуловитель, давление и температура потока измеряются непрерывно до и после фильтра-пылеуловителя, данные с датчиков давления передаются на компьютер через преобразователь интерфейсов и осуществляется расчет критериев

где d_э - диаметр эквивалентный порового пространства зернистого слоя с несвязанной структурой, м;

h - высота зернистого слоя с несвязанной структурой, м;

- средний медианный диаметр пыли в запыленном потоке, м;

S - площадь фильтрования зернистого слоя с несвязанной структурой, м²;

где Т - темп нарастания разности давлений, Па/с;

- разница перепадов давления, Па,

где

- перепад давления на фильтровальной перегородке при текущем измерении, Па; определяемый как

где

Р₁₂ - давление до фильтровальной перегородки при текущем измерении, Па;

Р₂₂ - давление после фильтровальной перегородки при текущем измерении, Па;

- перепад давления на фильтровальной перегородке во время предыдущего измерения, Па; определяемый как

Р₁₁ - давление до фильтровальной перегородки во время предыдущего измерения, Па;

Р₂₁ - давление после фильтровальной перегородки во время предыдущего измерения, Па;

Δτ - промежуток времени между двумя измерениями, зафиксированными компьютером, с;

при этом при К=12 и Т<1,001 Па/с срабатывает режим регенерации методом обратной продувки; при К=12 и Т<1 Па/с срабатывает режим блокировки патрубка выхода очищенного воздуха и далее срабатывает режим регенерации методом обратной продувки; при К=12 и Т<1,001 Па/с и отсутствии режима регенерации обратной продувкой через заданный промежуток времени, вычисляемый компьютером, осуществляется блокировка патрубка выхода очищенного воздуха и патрубка входа запыленного воздуха; при достижении в системе температуры выше 50°С срабатывает режим пожаротушения.