Способ управления процессом распылительной сушки Советский патент 1990 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к области автоматизации процессов сушки, касается способа управления процессом распылительной сушки и может быть использовано в химической промышленности, например, при получении минеральных удобрений.

Цель изобретения - повышение качества процесса сушки.

На чертеже представлена структурная схема системы управления для реализации предложенного способа управления процессом распылительной сушки.

Система управления содержит первичный преобразователь 1 температуры топочных газов, блок 2 сравнения, исполнительное устройство 3, регулируемый вентиль 4 расхода воздуха, дутьевой вентилятор 5, аппарат с кипящим слоем 6, первичный преобразователь 7 температуры кипящего слоя, блок 8 сравнения, переключающий блок 9, исполнительное устройство 10, регулируемый в.ентиль 11 общего расхода раствора, зонд 12 с малоинерцибнными первичными преобразователями температуру и порозности кипящего слоя, усилительно-преобразовательный блок 13 с электромеханической частью, регистрирующее устройство 14, АЦП 15, ЭВМ

16с пультом управления, устройство

17связи с объектом, командный блок 18, регулируемые вентили 19-21 расходов раствора через форсунки 22, распыляющие раствор над слоем,- содержащим кипящий слой гранул 23, при

Ш

СЛ

О

оо

о

05

315

этом первичный преобразователь 1 температуры топочных газов подключен к первому входу блока 2 сравнения, выход которого через исполнительное устройство 3 связан с регулируемым вентилем 4 расхода воздуха, первичный преобразователь 7 температуры кипящего слоя подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подключен к входу переключающего блока 9, связанного с исполнительным устройством 10, причем выход переключающего блока 9 подключен к регулируемому вентилю 11 общего расхода раствора, а зонд 12 подключен к усилительно-преобразовательному блоку 13, первый выход которого соединен с регистрирующим устройством 14, а второй выход - через АЦП подключен к ЭВМ 16, выход которой через устройство 17 связи с объектом соединен с входом командного блока 18, выходы которого подключены к входам соответственно усилительно-преобразовательного блока 13, переключающего блока 9, исполнительного устройства 10, блока 8 сравнения и блока 2 сравнения, а также к регулируемым вентилям 19-21.

Способ управления процессом распылительной сушки осуществляется следующим образом.

Первоначально расход воздуха, подаваемого на горение и разбавление топочных газов, регулируется по температуре газов под решеткой печи кипящего слоя, а общий расход раствора подаваемого в слой 23, регулируется по температуре кипящего слоя. Для этого сигнал с преобразователя 1, измеряющего температуру топочных газов поступает в блок 2 сравнения, куда также поступает опорный сигнал с ЭВМ 16 через устройство 17 и блок 18. Разностный сигнал с блока 2 подается в исполнительное устройство 3, которое регулирует положение вентиля 4, т.е. расход воздуха. Одновременно производится непрерывное измерение температуры кипящего слоя при помощи преобразователя 7, сигнал которого поступает в блок 8 сравнения, где сравнивается с опорным сигналом, заданным на пульте 16 управления и прошедшим через устройство 17 и блок 18 Разностный сигнал с блока 8 сравнения через переключающий блок 9 управляет положением вентиля 11, зада

5

0

5

0

5

0

5

ющего общий расход раствора в слой. Распыление раствора над слоем 23 в аппарате 6 производится форсунками 21 . При уменьшении температуры топочных газов относительно заданной исполнительный механизм блока 3 посредством вентиля 4 уменьшает подачу воздуха для горения и разбавления топочных газов. При превышении заданного значения расход воздуха увеличивают. Если становится меньше заданной температура кипящего слоя 23, измеряемая преобразователем 7, то сигнал разности с блока 8 через переключающий блок 9 поступает в исполнительное устройство 10, которое посредством вентиля,11 уменьшает расход раствора в печь до тех пор, пока не восстановится заданное значение температуры кипящего слоя 23. При увеличении температуры кипящего слоя 23 относительно заданной расход раствора необходимо увеличить.

Для управления процессом вводится дополнительно регулирование расхода распиливаемого раствора через каждую форсунку 21 в зависимости от расчетного значения интенсивности перемешивания материала.

Для расчета интенсивности перемешивания в нескольких точках, расположенных в горизонтальном сечении аппарата на высоте насыпного слоя материала под соответствующими точками распыления раствора, измеряют значения температуры и порозности кипящего слоя материала. Полученные значения через АЦП поступают в ЭВМ 16, где по известным методам по отклонениям по- значений от средних за период измерения рассчитывают частоту пульсаций температуры (теплового потока) fT и порсзности слоя fЈ.

Значение интенсивности перемешивания рассчитывают по выражению

Im Kf

где К,

те

ЛЫв.

47

Ј - порозность слоя;

G - производительность, кг/с; ртб плотность твердой фазы,

g - ускорение свободного падения , м / с;

L и В - длина и ширина горизонтального сечения аппарата с кипящим слоем, м. Для стабилизации скорости роста гранул (гранулометрического состава готового материала) необходимо, чтобы в зонах с повышенной интенсивностью перемешивания Im расход распыливае- мого раствора через соответствующую форсунку 21 был больше, чем в зонах с низким значением интенсивности. Для этого с пульта 16 управления через устройство 17 и блок 18 поступает команда на включение блока 13, который осуществляет продвижение зонда 12 на заданную оператором глубину в слой материала 23 в сечении, расположенном на высоте Н0 насыпного слоя. При достижении зондом 12 заданной глубины снимается команда с блока 13 на продвижение зонда. Сигналы с первичных преобразователей порозности и температуры зонда 12 поступают в усилительно-преобразовательную часть блока 13, с выхода которого соответствующие электрические аналоговые сигналы поступают в АЦП 15 и в регистрирующее устройство 14 для контроля. С выхода АЦП 15 сигналы в цифровом виде подаются в ЭВМ 16, в которой осуществляется расчет интенсивности перемешивания в точках слоя по указанной формуле. После измерения сигналов преобразователей на заданной глубине погружения зонда в течение заданного времени и вычисления интенсивности перемешивания, из ЭВМ 16 поступает команда через устройство 17 в блок 18, который, в ,свою очередь, выдает команду на электромеханическую часть блока 13 для продвижения зонда 12 вглубь слоя до следующей контрольной точки. При достижении заданой глубины команда с электромеханической части блока 13 снимается, зонд 12 останавливается. Вновь производится измерение сигналов первичных преобразователей с зонда 12 и вычисление интенсивности перемешивания, как указано выше.

Таким образом, оператор зондирует заданное сечение слоя в нескольких точках (количество их равно количеству форсунок 21 с регулируемыми вентилями) и определяет распределение интенсивностей перемешивания в указанном сечении. Пропорционально полученным значениям и,нтенсивностей перемешивания определяются расходы раствора (плотности орошения) над контрольными зонами слоя, при этом ЭВМ 16 через устройство 17 связи с объектом выдает команды на блок 18, который регулирует положение вентилей 19-21J задающих плотности орошения участков слоя раствором.

Определение интенсивности перемешивания Im более точно осуществляется на сухом слое гранул, т.е. при отключении орошения через форсунки 21. При этом в рабочем состоянии аппараg та 6 зонд 12 выдвинут за пределы

аппарата. Поскольку наличие и расположение зон с разной интенсивностью перемешивания в основном определяется гидродинамикой кипящего слоя (т.е.

Q зависит от свойств материала, размеров аппарата, равномерности распределения газового потока), то при стабильном поддержании предварительно подобранного режима (расход воздуха

5 и общего- расхода распьшиваемой жидкости, температуры кипящего слоя) достаточно производить замеры фаз в смену или еще реже.

Когда требуется более оперативный контроль, то замер температуры и порозности слоя можно осуществлять чаще, при этом зонд 12 можно постоянно держать в рабочей зоне аппарата 6 и замеры проводить в рабочем режиме аппарата на орошаемом кипящем слое.

Формула изобретения

Способ управления процессом распылительной сушки в аппарате кипящего слоя, имеющем несколько точек распыления раствора, путем регулирования общего расхода распыливаемого раствора по температуре кипящего слоя гранул и регулирования расхода воздуха на горение и разбавление топочных газов по температуре теплоносителя в подрешеточном пространстве, отличающийся тем, что, с целью повышения качества процесса сушки, дополнительно периодически измеряют значения температуры и порозности кипящего слоя гранул в нескольких точках, размещенных в горизонтальном сечении аппарата, расположенном на высоте насыпного слоя гранул, под соответствующими точками распыления раствора, по измеренным значениям рассчитывают интенсивность перемешивания в каждой точке замера и поддерживают расход раствора в соотГртовыи продукт

П

L

ветствующей точке распыления прямо пропорциональным рассчитанному значению.

I

Изобретение может быть использовано в химической промышленности при производстве минеральных удобрений в гранулированном виде из пульп, расплавов и растворов в кипящем слое и позволяет повысить качество процесса сушки. Сущность способа управления заключается в измерении температуры и порозности кипящего слоя в нескольких точках горизонтального сечения слоя, расположенного на высоте насыпного слоя под соответствующими точками распыления раствора, расчете интенсивности перемешивания материала в этих точках и пропорциональном регулировании расходов раствора (плотностей орошения) над участками слоя в зависимости от измеренных значений интенсивности перемешивания. Измерения можно проводить либо в рабочем режиме (в орошаемом слое), либо на сухом продуваемом слое.