Способ автоматического управления процессом распылительной сушки продуктов Советский патент 1992 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к автоматизации процесса сушки продуктов, склонных к корко- образованию, в башенных распылительных сушилках, оборудованных пневматическими форсунками.

Известен способ автоматического управления процессом распылительной сушки латекса эмульсионного поливинил- хлорида (ПВХ) путем стабилизации расхода сушильного воздуха по разряжению в сушильной камере, стабилизации его температуры на входе в сушилку, регулирования температуры на выходе из сушилки воздействуем на количество распыляемого материала путем изменения количества

работающих форсунок, поддержания постоянного уровня материала перед подачей в сушильный объем, постоянного давления воздуха на распыление и измерения его расхода.

Сушка латекса эмульсионного ПВХ производится в башенной распылительной сушилке с 30-50 пневмофорсунками. Питание пневмофорсунок латексом осуществляется путем эжекции его через питающие трубки из кольцевого коллектора, представляющего собой кольцевой трубопровод вокруг сушильной камеры с гидрозатвором на конце . в виде вертикальной переливной трубы, и слива излишка латекса. Такое коллекторное устройство используется для предотвраще-л

4Ьк х|

ю

ния осаждения крупных частиц твердой фазы из латекса путем создания больших скоростей в трубопроводе.

Недостатком известного способа автоматического управления является места- бильностьдисперсности готового продукта, что является следствием периодической забивки пневмофорсунок корками ПВХ. Забивка пневмофорсунок: корками приводит к снижению забора латекса из коллектора на распыление, к возрастанию и изменению характера перелива излишка латекса через переливную трубу от спокойного до фонтанирующего, к возрастанию давления в коллекторе, что приводит к увеличению подачи латекса на работающие пневмофорсунки при неизменном расходе через них распы- ливающего воздуха. Кроме того, невозможность стабилизировать температуру сушильного воздуха в нижней части су- шильной камеры также является следствием периодической забивки части пневмофорсунок корками и снижением подачи продукта на сушку. После включения дополнительных пневмофорсунок или ос- мотра и чистки забитых пневмофорсунок происходит увеличение подачи продукта на сушку и снижение температуры в нижней части сушильной камеры. Повышение температуры сушильного воздуха в нижней ча- сти сушильной камеры выше заданной приводит к повышению энергозатрат на сушку, снижение температуры - к недосу- шиваниго продукта.

Стабильность дисперсности является важной характеристикой многих продуктов, получаемых методом распылитепьной суш- ки, например, эмульсионного ПВХ марки ПВХ Е-6642-Ж, для которого в качестве оценки дисперности принят ситовой метод анализа с нормой остатка после просева на сите с сеткой 63 мкм равной 1-4%, Остаток на сите с сеткой 63 мкм ПВХ данной марки, полученного с использованием приведенного способа автоматического регулирова- ния, составляет 1-6%.

Наиболее близким к изобретению является способ автоматического управления процессом распылительной сушки путем поддержания заданного теплового режима воздействием на расход и температуру теплоносителя и расход материала по температуре сушильного агента и давлению в линии подачи материала, в котором дополнительно измеряют давление в верхней и нижней частях сушильного объема и расход материала по уровню его перед подачей в сушильный объем, температуру сушильного агента определяют по температуре в верхней и нижней частях сушильного объема, а

на расход и температуру теплоносителя дополнительно воздействуют по измеренному давлению, измеряют также расход воздуха, подаваемого на распыление, и расход удаленного сушильного агента и одновременно корректируют давление в линии подачи материла по его давлению и температуре в нижней части сушильного объема.

Недостатком данного способа автоматического управления является нестабильность дисперсности готового продукта. При корректировке давления в линии подачи материала по его давлению и температуре в нижней части сушильного объема изменяется уровень материала перед подачей в сушильный объем и расход на пневмофорсунки, что при неизменном расходе распы- ливающего воздуха приводит к изменению дисперности распыла и готового продукта. Кроме того, при сушке продуктов, склонных к коркообразованию, в частности латекса эмульсионного ПВХ, происходит периодическая забивка части пневмофорсунок, что приводит к увеличению температуры в нижней части сушильного объема и, как следствие этого, к увеличению расхода материала через работающие пневмофорсунки при неизменном расходе распыливающего воздуха через эти пневмофорсунки, т.е. приводит к изменению дисперсности распыла и готового продукта. Недостатком является также низкая точность измерения расхода материала по уровню его перед подачей в сушильный объем, так как расход материала через пневмофорсунки также зависит от количества сжатого воздуха на каждую пневмофор- сунку, определяющего их эжекционную способность. Остаток на сите с сеткой 63 мкм ПВХ Е-6642-Ж, полученного с использованием данного способа автоматического управления, составляет 1-8%.

Цель изобретения - стабилизация дисперсности готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического управления процессом распылительной сушки продуктов, склонных к коркообразованию, путем поддержания заданного расхода теплоносителя и температуры в верхней части сушильного объема, поддержания заданной температуры в нижней части сушильного объема воздействием на расход и уровень продукта перед подачей в сушильный объем и измерения давления воздуха на распыление, дополнительно измеряют уровень материала и определяют соотношение между уровнем продукта перед подачей в сушильный объем к давлению воздуха на распыление, а изменение пода чи воздуха

осуществляют так чтобы поддерживалось соотношение

Н/Р - Ki-K2 Р7

где Н - уровечь продукта перед подачей в сушильный объем;

Р -давление воздуха на распыление;

KI и К2 - постоянные коэффициенты.

Коэффициенты Ki и К2 зависят от требу- емой дисперсности готового продукта, от конструкции пневмофорсунок и определяются следующим образом

При нормальной работе всех пневмофорсунок определяют Hi и Pi, обеспечива- ющие требуемую температуру в нижней части сушильного объема и дисперсность готового продукта. Откуда имеют

Hi/Pi Ki-K2 -Pi

Исходя из имеющегося опыта эксплуатации конкретной распылительной сушилки, определяют количество пневмофорсунок, которые могут одновременно забиться корками, например, 10-15% от общего количества. Отключив это количество пневмофорсунок, определяют Н2 и Р2, обеспечивающие требуемую температуру в нижней части сушильного объема и требуемую дисперсность. Откуда имеют

H2/P2 Ki-K2 -Р2.

Решая систему уравнений (1) и (2), нахо- 35 дят коэффициенты Ki и Кг

Н2 Р -Hi Р (Р2 -Pi ) Pi Р2

Н2 Pi -Hi Р2

(Р1-Р2)2

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предложенный способ.

Схема содержит воздухозаборник 1 с шибером 2, калорифер 3 с регулирующим клапаном 4 на линии подачи пара, сушилку 5 с пневмофорсунками 6. кольцевой питающий желоб 7, коллектор 8 сжатого воздуха, линию 9 подачи сжатого воздуха с регулирующим клапаном 10, линию 11 подачи материала с регулирующим клапаном 12, регулятор 13 температуры верха сушильного объема, датчик 14 температуры низа сушильного объема, регулятор 15 давления в сушильном объеме, датчик 1 б давления воздуха на распыление, датчик 17 уровня мате

5

10 15

20

2530

35

40

45

50 55риала, регулятор 18 соотношения, регулятор 19 уровня материала, регулятор 20 температуры низа сушилки, исполнительный механизм 21 шибера

Способ автоматического управления процессом распылительной сушки осуществляется следующем образом.

По линии 11 через регулирующий клапан 12 исходный продукт поступает в питающий желоб 7, откуда эжектируется по питающим трубкам и распыливается форсунками 6 в сушильной камере 5 Уровень материала в желобе автоматически регулируется регулятором 19 по корректирующему сигналу регулятора 20 температуры низа сушилки с помощью регулирующего клапана

12Расход сушильного агента стабилизируется с помощью шибера 2, связанного с исполнительным механизмом 21 по сигналу от регулятора давления в сушилке 5 Температура сушильного агента в верхней части сушильного объема поддерживается регулирующим клапаном 4 на линии подачи пара в калорифер 3 по сигналу от регулятора

13температуры верха сушилки По линии 9 через регулирующий клапан 10 поступает сжатый воздух в коллектор 8, а затем на пневмофорсунки б Сигналы от датчика 17 уровня материала и от датчи ка 16 давления воздуха на распыление поступают на регулятор 18 соотношения, : помощью которого поддерживается соотношение Н/Р Ki-K2 Р где Н - уровень продукта (расстояние между уровнем установки пневмофорсунок и , поверхностью продукта в желобе) перед подачей в сушильный объем. Р - давление воздуха на распыление Ki и К2 - постоянные коэффициенты зависящие от требований к дисперсности готового продукта согласно ТУ на готовый продукт и конструкции пневмофорсунок Периодическая забивка части пневмофорсунок 6 корками приводит к снижению подачи продукта на сушку и к повышению температуры в нижней части сушильного объема При отклонении температуры низа сушильного объема от заданной от регулятора низа сушилки 20 поступает сигнал на регулятор 19. а затем на регулирующий клапан 12 что приводит к увеличению подачи продукта и повышению его уровня в желобе 7 Сигналы от датчика 17 уровня материала и от датчика 1 б давления воздуха на распыление поступают на регулятор 18 соотношения который путем подачи управляющего сигнала на регулирующий клапан 10 обеспечивает повышение давления распиливающего воздуха так, чтобы выполнялось указанное соотношение, что обеспечивает стабильную дисперность распыла и готового продукта

После осмотра и чистки забитых пневмо- форсунок уровень продукта в желобе и давление воздуха на распыление в коллекторе 8 снижаются при соблюдении указанного соотношения, что обеспечивает стабильную дисперсность распыла и готового продукта. Использование предлагаемого способа автоматического управления процессом, распылительной сушки эмульсионного ПЁХ марки ПВХ Е-6642-Ж в опытных условиях позволяет стабилизировать дисперсность готового продукта. При ситовом методе анализа дисперсности готового продукта остаток после просева на сите с сеткой 63 мкм составляет 2-4%.

Формула изобретения Способ автоматического управления процессом распылительной сушки продуктов, предусматривающий поддержание заданного расхода теплоносителя и температуры в верхней части сушильного объема, поддержание заданной температуры в нижней части сушильного объема путем воздействия на расход поступающего продукта и измерение давления воздуха, поступающего на распыление, и уровня продукта перед подачей в сушильный объем,

отличающийся тем, что, с целью стабилизации распыленности готового продукта, определяют соотношение уровня продукта перед подачей в сушильный объем к давлению воздуха на распыление, а изменение подачи воздуха осуществляют так, чтобы поддерживалось соотношение

Н/Р К1-К2 -Р

где Н - уровень продукта перед подачей в сушильный объем;

Р - давление воздуха на распыление; Ki и К2 - постоянные коэффициенты, при этом расход продукта, подаваемого в сушильный объем, корректируется в зависимости от уровня продукта перед подачей в сушильный объем.

Изобретение относится к сушильной технике, в частности, к автоматизации процесса сушки продуктов, склонных к корко- образованию, в башенных распылительных сушилках, оборудованных пневматическими форсунками. При автоматическом управлении процессом распылительной сушки поддерживают заданный расход теплоносителя и температуру в верхней части сушильного объема, температуру в нижней части сушильного обьема поддерживают постоянной воздействием на уровень продукта перед подачей через пневматические форсунки в сушильный объем, измеряют уровень продукта перед его подачей в сушильный объем к давлению воздуха на распыление и определяют соотношение между ними, а изменение подачи воздуха осуществляют таким образом, чтобы поддерживалось соотношение Н/Р Ki-Ka -Р. где Н - уровень продукта перед подачей в сушильный объем, Р - давление воздуха на распыление, Ki и Ка - постоянные коэффициенты. Остаток на сите с сеткой 63 мкм поливинил- хлорида марки ПВХ Е-6642-Ж, полученного с использованием данного способа автоматического управления процессом распылительной сушки, составляет 2-4%. 1 ил. (Л С