Способ автоматического управления процессом фильтрования Советский патент 1984 года по МПК B01D37/04 

4/V

4

D1

: :о Изобретение относится к способам автоматического управления процессом фильтрования и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности. Известен способ управления процес сом фильтрования путем переключения фильтра со стадии очистки на регенерацию по перепаду давления на фильтре аз. Недостатком указанного способа является трудность обеспечения экономичной и стабильной работы фильтра, а также поддержания оптимальной зависимости между начальным сопротив лением на фильтре и расходом суспензии при изменяющемся от цйКла к циклу сопротивлении фильтровальной перегородки . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ авто матичесйого управления.процессом фильтрования путем стабилизации заданного расхода суспензии Г23. Однако известный способ не позволяет обеспечить стабильность начального расхода суспензии и перепада давления на фильтре, а следовательно, и достичь как наибольшей экономичности, так и производительности в случае изменения сопротивления фильтруюцей перегородки от цикла к 1щклу, что ведет к снижению длительности каждого последующего цикла фильтрования. I . Целью изобретения являетс я повышение экономичности процесса фильтрования. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом фильтрования стабилизацию заданного расхода суспензии осуществляют в зависимости от начального сопротивления фильтра в каждом цикле фильтрования регулированием перепада Давления на дросселе, установленном на трубопроводе подачи суспензии в фильтр. На фиг. 1 представлена напорная характеристика центробежного насоса (ДР - перепад давления на фильтре; W- скорость фильтрования; WH ,WH, / W - начальная скорость фильтрования соответственно в первом, втором и п-м циклах; конечная скорость фильтрования, определяемая предельно допустимым перепадом давления на . фильчре ЛРяр и не зависящая от числа циклов; W -начальная, предельно допустимая скорость фильтрования определенная из условия требуемой чистоты фильтрата ); на фиг. 2 - принципиальная схема системы автоматического управления, осуществляющей данный способ. ° Способ осуществляется следующим образом. Пусть точки начала и окончания процесса фильтрования (Of, , 0) пред варительно определены, а напорная характеристика насоса в координатах ар (w) аппроксимируется отрези является оптимальной ком О -О с точки зрения обеспечения производительности и экономичности процесса фильтрования. Пусть отрезки А-Ом А-ОН, , A-Offn характеризуют гидравлическое сопротивление фильтра в начальный момент времени соответственно в циклах 1, 2, ,.., п . Очевидно, что для обеспечения постоянной производительности фильтра необходимо, чтобы в каждом цикле зависимость (w) (линия ) оставалась постоянной. Если осуществлять регулирование, изменяя расход по отклонению заданного перепада выше предельно допустимого, который для начала фильтрования, исходя из условия задачи, должен соответствовать лр.., то при переходе от 1-го цикла к 2-му и далее, вплоть до rt-ro, получают следующие значения начальной скорости фильтрования: WH, --. . При этом WH w , . В этом случае зависимость Зр (w) отклоняется от оптимальной (отрезки , ..., оЦ -О(() . В связи с ростом сопротивления фильтрующей перегородки R(j).n в каждом последующем цикле фильтрования получается все меньший объем фильтрата. Таким образом, такой способ не позволяет обеспечить высокую экономичность процесса (так как при одних и тех же затратах получается все меньший объем фильтрата в каждом последующем цикле). у Пусть определена начальная точка работы фильтра по сопротивлению перегородки в первом цикле и оптимальная точка окончания работы фильтра, лежащая на прямой dpr,p const , и выбран насос, обеспечивающий прохождение зависимости д.р ± В (w) через обе точки (линия О, -О) . С ростом сопротивления перегородки при переходе от цикла к циклу при отсутствии регулирования точка начала работы фильтра смещается по линии , что приводит к уменьшению рабочего диапазона И экономичности. Для регулирования расхода суспензии после насоса устанавливается дроссель, начальный перепад давле- « НИИ на котором определяется с учетом увеличения сопротивления перегородки за п циклов. Начальный перепад давления на дросселе при w, равен 4Р р.п и определяется отрезком . При соответствующей оптимальной скорости окончания процесса фильтрования перепад на регул рующем органе йРдр.п .п и опре ;1еляется отрезком , . Насос подбирается таким образом чтобы с учетом начального сопротивл ния дросселя обеспечить в первом цикле протекание зависимости по линии . По мере роста сопротивления фильтровальной перегородки дроссель при переходе от цикла к циклу открывается таким образом, чтобы в каждом цикле за висимрсть (w) соответствовала линии OH Ок т.е. начальный расход суспензии оставался постоянным. Если насос подобран таким образом, что без учета сопротивления на .дросселе др-(№) изменяется по линии OH -OK , то в каждом цикле зависимость разности давлений на фильтре от расхода суспензии изменя ется по оптимальному закону, характеризуемому отрезком ,(. При подаче насосом 1 суспензии на фильтр 2, где осуществляется про цесс фильтрования, на дросселе 3 возникает перепад давления/J , который измеряется датчиком 4 перепада давления, связанным с элементом 5 сравнения, на другой вход которого поступает сигнал перепада давления, который должен обеспечить стабильность начальных параметров процесса фильтрования в данном цикле rt , равный 4рдр(п). Величина 4Рдр(п) воспроизводится для данного цикла в блоке б, куда введены с помощью задатчика 7 соответствующйе константы. В случае отклонения ардр от задаваемой величины ардр() в ту или иную сторону, в блоке 5 сравнения возникает сигнал, пропорциональный величине рассогласования и подаваемый в блок 8 управ ления, с помощью которого величина UP приводится в соответствие с (п), обеспечивая тем самым поддержание оптимальной зависимости Ap(w). Для определения номера цикла п и времени отключения фильтра 2 вместо фильтрующей перегородки в схему введен блок 9 отключения фильтра 2 на регенерацию по предельно допустимому перепаду на фильтре 2, связанный со счетчиком 10 циклов, в котором осуществляется счет количества циклов, проведенных с начала работы фильтра 2 после замены фильтрующей перегородки. Определение количества циклов проводится по формуле Па1+к, где к - количество операций регенерации фильтра. Величина п, соответствующая количеству проведенных циклов, подается в задающий блок 6 для задания соответствующей величины (n) и в блок 11 определения времени смены фильтрующей перегородки, где происходит сравнение количества проведенных циклов фильтрования и с оптимальным числом Пд, вводимым задатчиком 7. При достижении По-пг блок 11 выдает сигнал о необходимости смены фильтрующей перегородки. Сопротивление фил титрующей перегородки изменяется по экспоненциально- му закону: Рфп()() г где (фи сопротивление фильтрующей перегородки в п-м цикле; fio и jt - константы. Таким образом, способ автоматического управления процессом фильтрования путем поддержания расхода суспензии в зависимости от начального сопротивления фильтра в каждом цикле позволяет увеличить среднюю производительность и экойомичность фильтра. Управление с учетом изменения Рфп от цикла к циклу позволяет повысить экономичность процесса на 8-10,5%.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСС(Ж ФИЛЬТРОВАНИЯ, путем стабилизации заданного расхода суспензии, отличающийс я тем, что, с целью повышения эконс 4ичности процесса фильтрования, стабилизацию заданного, расхода суспензии осуществляют в зависимоо гИ Ог начгльного сопротивления фильтра в каждом цикле фильтрования {рёгулиро- ванием перепада давления на дросселе, установленном на трубопроводе подачи суспензии в фильтр.