Способ управления процессом фильтрования суспензии Советский патент 1985 года по МПК B01D37/04 

Изобретение относится к способам управления процессом фильтрования суспензии на барабанных фильтрах непрерывного действия и может быть использован в целлюлозно-бумажной, химической и других отраслях промышленности. Известен способ управления процессом фильтрования суспензии путем стабилизации ее уровня в корыте вакуум-фильтра воздействием на подачу суспензии в корыто и регулирования скорости перемещения фильтрующей поверхности в зависимости от усредненного диаметра частиц твердой фазы суспензии 1. Однако в результате того, что не учитывается величина давления суспензии на входе фильтра, возможно закупоривание Конфузорного пространства между фильтрующей поверхностью барабана и его направляющей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления процессом фильтрования суспензии путем стабилизации ее уровня в приемной ванне фильтра изменением расхода суспензии, подаваемой в приемную ванну, и регулирования частоты вращения барабана фильтра 2. Однако при использовании известного способа не учитывается величина давления суспензии на входе фильтра. В случае резкого повыщения давления суспензии на его входе возможно закупоривание конфузорного пространства между фильтрующей поверхностью барабана и его направляющей и вывод фильтра из строя. При понижении давления прекращается процесс фильтрования и на выход фильтра поступает неотфильтрованная целлюлозная масса. Величина давления суспензии на входе конфузорного пространства является величиной постоянной при заданном движении суспензии в самом конфузорном пространстве и зависит от частоты вращения подвижной фильтрую ..щей поверхности, а также способности промываемого сырья отдавать связанную и свободную жидкость. Целью изобретения является повышение надежности работы фильтра. Поставленная цель достигается тем, что при способе управления процессом фильтрования суспензии путем стабилизации ее уровня в приемной ванне фильтра изменением расхода суспензии, подаваемой в приемную ванну, и регулирования частоты вращения барабана фильтра дополнительно измеряют давление в верхней части приемной ванны и регулируют его изменением расхода сжатого воздуха в приемную ванну с коррекцией по частоте вращения барабана фильтра. На чертеже представлена система управ ления, реализующая предлагаемый способ. Способ осуществляется следующим образом. Уровень суспензии в приемной ванне стабилизируется около заданного значения регулированием подачи сырья на вход установки. Номинальное значение уровня суспензии в ванне составляет (0,4-0,7) Для фильтра непрерывного действия количество отбираемого фильтрата на суспензии определяется по формуле V Vs / ) где Сф -длина зоны фильтрования, м; И - скорость подвижной фильтрующей поверхности барабана, м/с; Р - давление на входе фильтра. Па; JU - вязкость фильтрата, а - количество абсолютно сухой целлюлозы, кг/с; U - параметр, зависящий от удельного сопротивления элементарного слоя осадка; К - коэффициент. Из приведенного выражения видно, что количество выделившегося фильтрата определяется скоростью подвижной фильтрующей поверхности и давлением на входе филь тра. Выбор оптимального режима процесса фильтрования зависит от указанных параметров, при этом соотнощенне их определяется экспериментальным путем. Так, для сульфанатной мерсеризованной целлюлозы в установивщемся режиме работы при ,2 м/с давление в закрытой приемной ванне составляет Р 6,. Экспериментальные данные работы фильтра непрерывного действия при различных соотношениях конфузорного пространства приведены в таблице, где / - степень сужения конфузора рабочей зоны фильтра, отнесенная к единице ее длины; Н - высота конфузора на его входе мм; Hj - высота конфузора на его выходе, мм; 1|ив- общая i nwfmvQnna ия ргп nKivnnp ЛАМ Гь.а лйттюа длина конфузора, мм. Как видно из таблицы, соотношение между скоростью движения суспензии и дви жением самой фильтрующей поверхности должно находиться в определенных пределах для устойчивой работы фильтра. Скорость движения суспензии в конфузорном пространстве фильтра зависит от ее давления на входе фильтра. Поэтому с целью обеспечения устойчивой и стабильной работы фильтра непрерывного действия необходимо дополнительно регулировать давление суспензии в закрытой приемной ванне фильтра и в зависимости от частоты вращения самого барабана фильтра. Кроме того, стабилизация давления в закрытой приемной ванне фильтра непрерывного действия позволяет компенсировать возмущения, возникающие на входе

системы при подаче суспензии из целлюлозной массы на вход фильтра под давлением. Для повышения стабилизации процесса фильтрования и промывки, регулирование давления суспензии осуществляется в закрытой приемной ванне, путем создания в верхней ее части воздушной подушки. Наличие воздушной подушки в приемной ванне позволяет сгладить точки в виде изменения давления суспензии, обеспечить стабильность протекания технологического процесса и делает процесс фильтрования устойчивым к действию возмушений.

Давление в закрытой приемной ванне фильтра регулируется следующим образом:

PBw Kt(Pcp- РМД)+ У- J()

dt + K (Ьф- h),

где KI- коэффициент передачи регулятора

по основному каналу; К. - коэффициент коррекции, зависящий от диаметра барабана фильтра;

TH - время затухания переходного процесса, с;

ЬфяЬф- фактическая и средняя частота вращения барабана фильтра, с , РФИН«- фактическое и заданное давление суспензии в закрытой приемной ванне.

Процесс фильтрования волокнистых суспензий на фильтрах непрерывного действия осуществляется путем подачи промываемого сырья из приемной ванны 1. в конфузорное пространство фильтра 2 под давлением. Одной из поверхностей конфузорного пространства является вращающаяся фильтровальная перегородка в виде барабана, обтянутого сеткой. На входе конфузорного пространства фильтровальная перегородка подхватывает волокнистую суспензию и за счет возникающих сил сцепления (волокно - сетка) способствует образованию фильтрующего слоя, переносу волокнистой массы вместе с фильтрующей поверхностью, а также созданию дополнительного давления на массу в самом конфузорном пространстве. Впускная щель конфузорного пространства щире выпускной в 7- 10 раз. Это создает жидкостное давление в самой суспензии, в результате чего происходит фильтрование через вращающую фильтрующую поверхность.

Для обеспечения нормального функционирования в приемной ванне 1 фильтра 2 поддерживается постоянный уровень путем

измерения его датчиком 3 уровня, сравнения заданного уровня с его фактическим значением в регуляторе 4 и воздействия на исполнительный механизм 5, расположенный в линии подачи суспензии в приемную ванну 1. Изменение частоты вращения барабана

5 фильтра 2 осуществляется с помощью регулятора 6, воздействующего на привод 7 барабана. Одновременно сигнал с регулятора б поступает в виде коррекции на регулятор 8, который сравнивает фактическое давление от датчика 9 давления в верхней части закрытой приемной ванны 1 с его заданным значением и воздействует на исполнительиый механизм 10, расположенный на линии подачи сжатого воздуха в приемную ванну 1. Соотношение между скоростью движения

5 суспензии и движением самой фильтрующей поверхности должно находиться в определенных пределах для устойчивой работы фильтра 2. Скорость движения суспензии в конфузорном пространстве фильтра 2 зависит от ее давления на его входе. Поэтому с целью обеспечения устойчивой и стабильной работы фильтра 2 непрерывного действия дополнительно регулируют давление суспензии в закрытой приемной ванне 1 фильтра 2 в зависимости от частоты вращения самого барабана фильтра 2.

Предлагаемый способ управления процессом фильтрования на фильтрах непрерывного действия позволяет повысить стабильность процесса фильтрования и промывки за счет повышения устойчивости системы регулирования и компенсации возмущений, возникающих на объекте управления.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФИЛБТРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ путем стабилизации ее уровня в приемной ванне фильтра изменением расхода суспензии, выдаваемой в приемную ванну, и регулирования частоты вращения барабана фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы фильтра, дополнительно измеряют давление в верхней части приемной ванны и регулируют его изменением расхода сжатого воздуха в приемную ванну с коррекцией по частоте вращения барабана фильтра. (Л О5 СП 4 00

0,21 Vcef)0,33 0,33

22 0,21

Устойчивый

Слой не формируется

Закупорка

zDziiir::

0,21 VetTK 0,4l 0,41

18,60,2

0,,53

0,53

Продолжение табл.

Устойчивый

Слой не формируется

Закупорка 1,78 Устойчивьй

Слой не формируется