Автоматизированная установка для приготовления растворов соляной кислоты в производстве желатина Советский патент 1987 года по МПК C09H1/00 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации производства .желатина, а именно к установкам для приготовления растворов соляной кислоты, используемым в дальнейшем в технологическом процессе мацерации шрота, и может быть использовано в химической промышленности.

Известно автоматическое устройство для утилизации конденсата вакуум- выпарных установок в производстве фотографической желатины, содержащее концентратомер, регуляторы, датчик уровня и переключающие клапаны Q .

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно не может быть применено при автоматизации установки для приготовления растворов соляной кислоты.

Известна установка для приготовления растворов соляной кислоты в производстве желатина, содержащая емкости кислых вод и концентрированной кислоты, соединенные через насосы с первым смесителем, последовательно соединенные датчик концентрации раствора кислоты на выходе первого сме- сителя, регулятор и регулирующий орган подачи кислоты в первый смеситель, последовательно соединенный датчик уровня в емкости кислых вед, регулятор и регулирующий орган подачи Воды в емкость кислых вод 2j.

Недостатком известной установки является низкая точность стабилизации концентрации растворов соляной кислоты и неполная утилизация кислых вод

Целью изобретения является повьше- Q пользуют растворы соляной кислоты с ние точности стабилизации концентра- концентрацией 2,5-3% летом, 3-4% весции растворов кислоты и полная утилизация кислых вод.

Поставленная цель достигается тем, что установка для приготовления раст- воров соляной кислоты в производстве желатина, содержащая емкости кислых вод и концентрированной кислоты, соединенные через насосы с первым смесителем, последовательно соединенные датчик концентрации раствора кислоты на выходе первого смесителя, регулятор и регулирующий орган подачи кислоты в первый смеситель, последовательно соединенный датчик уровня в емкости кислых вод, регулятор и регу- лируюнщй орган подачи воды в емкость кислых вод, дополн ительно содержит второй смеситель, датчик концентрации

0

5

5

0

раствора кислоты на его выходе, регулятор и регулирующий орган подачи воды во второй смеситель, датчик и регулятор температуры воздуха в отделении мацерации шрота-и сумматор, при этом датчик концентрации раствора кислоты на выходе второго смесителя через свой регулятор подключен к регулирующему органу подачи воды во второй смеситель, датчик температуры воздуха в отделении мацерации . щрота через свой регулятор параллельно подключен к камере задание регулятора концентрации раствора кислоты после второго смесителя и к входу сумматора, выход которого свя-. зан с камерой задание регулятора концентрации раствора кислоты на выходе первого смесителя.

Для мацерации шрота используют растворы соляной кислоты различной концентрации в зависимости от температуры обработки шрота в мацерацион- ных аппаратах:

Концентрация соляной кислоты, % 7 6

5,5 5,0 4 3-2,5

Температура

в

5

аппарате,

6-8

9-10 11-13 14-16 17-18 19-20

Температура обработки шрота в основном зависит от температуры Окружающего воздуха в производственном помещении, т.е. в конечном счете, от времени года.

Поэтому в практике мацерации ис

0

5

ной и осенью и до 5% зимой.

Образующиеся в процессе мацерации кислые стоки и промывные воды могут содержать в себе до 2% НС1 в летний период времени, до 2,5-3% НС1 в осенний и весенний периоды и до 4% НС1 в зимний период времени.

Такая неоднозначность содержания НС1 в кислых водах, которые вследствие дефицитности и дороговизны соляной кислоты необходимо полностью утилизировать (производство желатина - один из основных потребителей соляной кислоты), создает известные сложности при использовании кислых вод для приготовления растворов соляной кислоты,

Для обеспечения заданных значений концентрации раствора в динамике коэффициент соотношения количеств кислых вод и концентрированной соляной кислоты должен изменяться от 5,2 до 57,0.

Такой значительный интервал варьирования этого коэффициента невозможно обеспечить одним контуром регулирования, поэтому необходимо разбить диапазон изменения коэффициента соотношения хотя бы на два интервала, что требует установки двух ступеней разбавления с контурами регулирования концентрации в каждой из них, при зтом

следует учесть требование полной ути- ig дачи воды в емкость кислых вод, датлизации кислых вод и осуществлять регулирование концентрации раствора не изменяя расхода кислых вод, то есть обеспечить максимальную производительность установки по кислым водам для полной их утилизации.

Снабжение установки двухступенчатым смесителем и контурами регулирования концентрации растворов кислоты после каждой ступени смесителя обеспечивает работу установки в.непрерывном режиме, повышает точность стабилизации концентрации растворов соляной кислоты и способствует полной утилизации кислых вод.

В связи с тем, что предлагаемая установка имеет максимальную производительность по кислым водам,( а их приток в сборник кислых вод непостоянен, возможны случаи полного опорожнения сборника кислых вод, что является нежелательным режимом работы установки, могущим привести к значительным колебаниям концентрации растворов и даже к аварийной ситуации. Для устранения этих явлений в случае отсутствия кислых вод необходимо вместо них подавать в сборник чистую воду, . но в минимально возможном количестве и только в промежутки времени, когда кислые воды в сборнике отсутствуют.

На чертеже представлена схема автоматизированной установки для приготовления растворов соляной кислоты.

Установка содержит емкость 1 концентрированной кислоты, емкость 2 кислых (оборотных) вод, емкость 3 для растворов кислоты, насосы 4 и 5 подачи соответственно концентрированной gg значению, величина которого подается

кислоты и кислых вод, первый и второй смесители 6 и 7, датчик 8 концентра- 1;ии раствора кислоты на выходе первого смесителя, вторичный прибор 9,

на регулятор 17 с задатчика 18.

Готовый раствор поступает в емкость 3, которая в данном случае является одновременно и напорной и демп

преобразователь 10, регулятор 11, за- датчик 12, регулирующий орган 13 подачи кислоты в первый смеситель, датчик 14 концентрации раствора кислоты на выходе второго смесителя, вторичный прибор 15, преобразователь 16, регулятор 17, задатчик 18, регулирующий орган 19 подачи воды во второй смеситель, датчики 20 и 21 соответственно минимально допустимого нижнего уровня и нижнего уровня жидкости в емкости кислых вод, позиционный регулятор 22, регулирующий орган 23 по0

0

чик 24 температуры воздуха в отделении мацерации шрота, вторичньй прибор 25, преобразователь 26, регулятор 27, задатчик 28 и сумматор 29.

Установка работает следующим образом.

Концентрированная соляная кислота и кислые воды из емкостей 1 и 2 насосами 4 и 5 подаются на вход первого

5 смесителя 6. При этом расход кислых вод, содержание кислоты в которых может изменяться от О до 4%, максимален и соответствует производительности насоса 5, что обеспечивает максимальную производительность установки по кислым водам и полную их утилизацию, а расход концентрированной кислоты изменяется регулирующим органом 13 по командам регулятора 11 так, чтобы концентрация раствора на выходе первого смесителя 6, определяемая датчиком 8, вторичным прибором 9 и преобразователем 10, была на 0,5-1% выше требуемой концентрации раствора на выходе второго смесителя 7. Соответствующая этому величина задания подается на регулятор 11 с задатчи- ка 12.

Полученный раствор подается на

g вход второго смесителя 7, где его концентрация доводится до требуемой изменением расхода воды, подаваемой в этот смеситель. Расход воды изменяется регулирующим органом 19 по командам регулятора 17 так, чтобы концентрация раствора на выходе из смесителя, определяемая датчиком 14, вторичным прибором 15 и преобразователем 16 соответствовала заданному

5

0

0

значению, величина которого подается

на регулятор 17 с задатчика 18.

Готовый раствор поступает в емкость 3, которая в данном случае является одновременно и напорной и демпфирующей емкостью, улучшающей динамические свойства установки за счет усреднения возможных колебаний концентрации раствора, откуда распределяется по потребителям в отделении мацерации шрота.

При временном отсутствии поступлений кислых вод в емкость 2, установленный в ней датчик 20 минимально допустимого нижнего уровня, в мо- мент, когда уровень жидкости в емкости 2 становится ниже уровня установки датчика 20, падает сигнал на регулятор 22, по команде которого открывает20

ся регулирующий орган 23 на трубопро- 15 стабилизацию концентрации раствора воде подачи воды, которая начинает поступать в сборник 2 вместо кислых вод. По достижении жидкостью уровня установки датчика 21 уровня, сигнал с него подается на регулятор 22, по команде которого регулирующий орган 23 закрывается и подача воды в емкость 2 прекращается. Установка в этом случае работает на воде, запас которой определяется ее объемом между датчиками 2О и 21 уровня. По снижении уровня жидкости до места установки датчика 20 в емкость 2 вновь по- дается вода и т.д. до тех пор, пока в емкость 2 не начнут поступать кислые воды и необходимость в воде отпадает.

Таким образом, контур регулирования подачи воды в емкость 2 кислых вод минимизирует расход воды, подаваемой в емкость 2 при временном отсутствии кислых вод и тем самым способствует полной утилизации кислых вод.

на уровне 0,5-1,0% выше, чем концен рация раствора на выходе второго ко тура регулирования концентрации, то целесообразно автоматически вводить коррекцию и в задание регулятору ко центрации первого контура регулиров ния, что обеспечивается установкой сумматора 29, вход которого соедине с выходом задатчика 18, а выход под

25 ключей к входу задатчика 12. Тогда одновременно с изменением задания регулятора 17 автоматически будет и меняться и задание регулятору 11. Таким образом, предлагаемая ус30 тановка для приготовления растворов соляной кислоты в производстве жела тина позволяет проводить процесс пр готовления растворов в непрерьшном жиме , уменьшить долю ручного труда

35 контроле и управлении процессом, ул пшть условия труда обслуживающего п сонала, повысить точность стабилиза ции концентрации растворов кислоты на требуемых значениях, полностью утилизировать кислые воды, образующиеся в процессе мацерации шрота,чт в свою очередь, снижает потери колл гена сырья при проведении процесса мацерации шрота и улучшает его каче

Температура в помещении отделения мацерации измеряется с помощью комплекта датчика 24 температуры и вторичного прибора 25, преобразуется в пневмопреобразователе 26 в пневматический унифицированный сигнал, который подается на регулятор 27. В регуляторе 27 текущее значение температуры сравнивается с заданным, которое подается на регулятор 27 с задатчика

28. Сигнал рассогласования в решающем блоке регулятора 27 обрабатывается по требуемому, например, пропорциональному закону регулирования и в виде корректирующего сигнала подается на вход задатчика 18, изменяя величину задания, поступающего с задатчика 18 в регулятор 17, на величину, способствующую приведению концентрации раствора к значению, соответствующему температуре его использования в процессе мацерации шрота.

Поскольку первый контур регулирования концентрациидолжен обеспечивать

20

15 стабилизацию концентрации раствора

на уровне 0,5-1,0% выше, чем концентрация раствора на выходе второго контура регулирования концентрации, то целесообразно автоматически вводить коррекцию и в задание регулятору концентрации первого контура регулирования, что обеспечивается установкой сумматора 29, вход которого соединен с выходом задатчика 18, а выход под25 ключей к входу задатчика 12. Тогда одновременно с изменением задания регулятора 17 автоматически будет изменяться и задание регулятору 11. Таким образом, предлагаемая ус30 тановка для приготовления растворов соляной кислоты в производстве желатина позволяет проводить процесс приготовления растворов в непрерьшном режиме , уменьшить долю ручного труда в

35 контроле и управлении процессом, улуч пшть условия труда обслуживающего персонала, повысить точность стабилизации концентрации растворов кислоты на требуемых значениях, полностью утилизировать кислые воды, образующиеся в процессе мацерации шрота,что, в свою очередь, снижает потери колла- гена сырья при проведении процесса мацерации шрота и улучшает его качест45 во, уменьшает сброс кислых вод в канализацию и снижает расход концентрированной соляной кислоты, и тем, самым, повьш1ает технико-экономические показатели производства и качество

50 выпускаемой продукции.

40

.Cl

/4- У

6

Huc/foma

кони,.

I PacmSop . f ucnomb, §

28

Составитель Г.Огаджанов Редактор С.Патрушева Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

ЯК - I д- - И| - - -- - -| Г-- rj1- L I- - -

Заказ 3452/28 Тираж 633Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4