Способ управления противоточной промывной установкой с аппаратами типа смеситель-отстойник Советский патент 1992 года по МПК B01D12/00 G05D27/00 

Изобретение относится к процессам промывки суспензии мелкодисперсных твердофазных продуктов и может быть использовано для управления процессами экстракции и выщелачивания в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности

Известен способ упрааления процессом промывки сульфитной целлюлозы, заключающийся в регулировании концентрации и расхода суспензии, поступающей на промывку, регулировании уровня в промывных аппаратах и регулировании расхода промывной жидкости в зависимости от расхода суспензии на промывку.

Недостатком данного способа управления является его сложность, низкая точность регулирования и низкое качество промывки суспензии, так как при увеличении концентрации остаточной жидкости в исходной суспензии увеличивается интенсивность циркуляции промывного раствора только на последней стадии промывки, что приводит к снижению производительности установки по целевому продукту.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ управления промывной установкой с барабанными фильтрами (прототип), заключающийся в измерении расхода промывной воды на промывку, производительности промывной установки, степени делигнифи- кации промываемой целлюлозы определении величины остаточной щелочности промытой целлюлозы по измеренным значениям и регулировании подачи промывной воды по найденным значениям, согласно которому измеряют частоту вращения последнего барабана-фильтра, концентрацию щелока о промежуточной ванне последнего фильтра, щелочность промывной воды и ее температуру на последнем фильтре, по измеренным значениям корректируют найденную величину остаточной щелочности целлюлозы и регулируют частоты вращений 6apa6at а-фильтра и расход воды на промывку в зависимости от скорректированного значения остаточной щелочности целлюлозы, а также от величины отклонения рассчитанного значения остаточной щелочности целлюлозы и фактически измеренного значения ее.

Рассмотренный способ управления промывной установкой не учитывает значительной инерционности технологической линии последовательно соединенных аппаратов промывки, что является его существенным недостатком. Основная информация о состоянии параметров технологического процесса снимается с последней стадии промывки, и управляющее воздействие тоже направлено на эту стадию промывки. Из-за большой инерционности технологических аппаратов на вход последней стадии промывки, особенно, в переходных режимах поступают значительные возмущающие воздействия, в результате чего параметры процесса на длительное время отклоняются от заданных значений

0 Поэтому такой способ управления в переходных режимах не обеспечивает требуемой точности регулирования и оптимального расхода промывной жидкости.

5 Вторым существенным недостатком этого способа управления является неправильный выбор точки (места) измерения концентрации промывного раствора в промежуточной ванне последней стадии про0 мывки .Фактически используется тесно коррелированная информация, так как концентрация раствора в ванне и в остаточной жидкости, содержащейся в промытой целлюлозе которая выходит из этой ванны,

5 близки по значению и отличаются всегда примерно на постоянную величину.

Цель изобретения заключается в снижении затрат на промывку и улучшении качества промывки суспензии путем повышения

0 точности регулирования в переходных режимах.

Указанная цель достигается тем, что управление противоточной промывной установкой в комплекте аппаратов типа

5 смеситель-отстойник, заключающееся в регулировании расхода суспензии на промывку, уровня твердой фазы в отстойниках, определении и регулировании расхода промывной жидкости в зависимости от изме0 репных значений расхода суспензии на промывку, концентрации остаточной жидкости в суспензии до и после промывки, а также от величины отклонения фактической концентрации остаточной жидкости в сус5 пензии после промывки от заданного значения ее, согласно предложенному способу, осуществляют расчет концентрации промывного раствора после средней стадии промывки, непрерывно измеряют концент0 рацию промывного раствора после средней стадии промывки и вносят дополнительную корректировку расхода промывной жидкости по величине отклонения рассчитанного значения концентрации промывного рас5 твора после средней стадии промывки от фактически измеренной путем суммирования его с корректирующим сигналом по величине отклонения фактической концентрации остаточной жидкости в суспензии после промывки от заданного значения, а рассчитанную величину задания регулятору расхода промывной жидкости передают через инерционное звено, инерционность которого настраивают в зависимости от инерционности всех последо- вательно соединенных аппаратов промывки.

Установка измерителя концентрации промывного раствора после средней стадии промывки позволяет уменьшить инерционность передачи сигналов к регулятору расхода промывной жидкости практически в два раза, что в совокупности с использованием инерционного звена для изменения задания этому регулятору обеспечивает в переходных режимах минимальные величины и продолжительность отклонения концентрации жидкости в суспензии после промывки от заданного значения.

Таким образом, достигается снижение затрат на промывку и улучшение качества промывки за счет обеспечения оптимального расхода промывной жидкости.

Отличительные существенные признаки заявляемого технического решения в результате исследования известных в науке и технике решений не обнаружены. Следовательно, заявляемая совокупность признаков технического решения отвечает требованиям существенные отличия,

На фиг.1 показана установка, реализующая способ управления; на фиг.2 - схема пневматического инерционного звена.

Установка содержит смесители 1,2 и 3, отстойники 4,5 и 6, измеритель 7 расхода суспензии, связанный с регулятором 8 расхода, выход которого соединен с исполнительным механизмом 9 регулирующего органа, установленного на трубопроводе подачи суспензии, измеритель 10 концентрации остаточной жидкости в суспензии до промывки. Кроме того, в установку входят измерители 11,12,13 уровня твердой фазы в отстойниках, связанные с регуляторами 14,15,16 уровня, выходы которых соединены с исполнительными механизмами 17,18,19 регулирующих органов, установленных на трубопроводах отбора шлама из отстойников, а так же измеритель 20 концентрации промывного раствора после средней стадии промывки и измеритель 21 концентрации остаточной жидкости в суспензии после промывки.

Измеритель 22 расхода промывной жидкости связан с регулятором 23 расхода, выход которого соединен с исполнительным механизмом 24 регулирующего органа, установленного на трубопроводе подачи промывной жидкости. С вычислительным блоком 25 связаны измеритель 7 расхода

суспензии, поступающей на промывку, измерители 10 и 21 концентрации остаточной жидкости в исходной суспензии до и после промывки, а та.кже измеритель 20 концентрации промывного раствора после средней стадии промывки. Первый выход вычислительного устройства связан через инерционный блок 26 с входом задание регулятора 23 расхода промывной жидко0 сти, а вход корректирующий сигнал этого регулятора соединен со вторым выходом вычислительного устройства.

В качестве вычислительного устройства может быть использована управляющая

5 ЭВМ типа СМ 1800 с соответствующим периферийным обеспечением для связи с объектом управления. При построении автоматической системы регулирования на пневматических устройствах для локальных

0 систем используются пропорционально-интегральный регулятор типа ПР3.31 и ПР3.34 для системы регулирования расхода промывной жидкости.

Инерционный блок включает несколько

5 пневматических емкостей 27 типа ПОЭ, соединенных последовательно через регулируемые дроссели 28 типа П2Д.1М, предназначенные для настройки инерционности блока.

0Работа установки осуществляется следующим образом.

Поступающая на промывку суспензия подается в комбинированный аппарат типа смеситель-отстойник, из которого твердая

5 фаза перемещается на последующие стадии промывки путем гравитационного самотека. Граница раздела зон осветленной жидкости и суспензии в отстойнике регулируется с помощью измерителя 11, регулятора 14 и

0 исполнительного механизма 17 с регугиру- ющим органом, установленным на линии выхода сгущенной суспензии. Аналогичным образом регулируется уровень твердой фазы в остальных отстойниках. Постоянство

5 расхода исходной суспензии на промывку достигается с помощью измерителя 7, регулятора 8 и исполнительного механизма 9 с регулирующим органом, установленным на линии подачи суспензии на установку.

0Фактические значения технологических

параметров с помощью измерителей 7, 10, 20 и 21 поступают в вычислительный блок 25. который определяет:

1. Расход остаточной жидкости, посту5 лающей с исходной суспензией

Sf V-Cf,

где V - расход исходной суспензии, поступающей на промывку;

Cf- концентрация остаточной жидкости в суспензии.

. Расход осiатомной жидкости с суспензией после промывки

S{1)-VC(,),

где C(i) - заданная комцеитрация остаточной жидкости в суспензии поело промывки.

3. Коэффициент выяснения остаточной жидкости из суспензии

« 1 - СП

Sr

где п - число стадий промывки.

1. Распределение количеств остаточной жидкости в суспензии по стадиям промывки

S(0 S(.M) .

где i - стадии промывки со стороны подачи промывной жидкости.

5.Количество остаточной жидкости, переходящей и промывной раствор по стадиям промывки

Sp(,n) Sp(,) i- aS(Hi).

6.Расход промывной жидкости

SJL(±)

сто -г

где у-коэффициент выравнивания концентраций п суспензии и промывном растворе (определяется из опытных данных и находится в пределах 0,95-0,97).

7.Концентрацию промывного раствора по стадиям промывки

Ир(0

CM- tfll-U......

Рассчитанное значение расхода промывной жидкости Нр(1), обеспечивающее требуемое каиество промывки, поступает в виде задания ретулятору расхода промывной жидкости через инерционное звено 26, инерционность которого пропорциональна инерционности всех последовательно соединенных аппаратов промывки

Измеренное значение концентрации промывного раствора поспе средней стадии промывки сравнивается с расчетным

AI -- Сп(с) СР(г),

где Сп(с) - измененное значение концентрации промывного раствора после средней стадии промывки;

Ср{с) - расчетное значение концентрации промывного раствора после средней стадии промывки

Измеренное значение концентрации остаточной жидкости в суспензии после промывки сравнивается с заданным

Аг Сп(1)- Ci,

где Сп(1) измеренное значение концентрации остаточной жидкости в суспензии после промывки.

По найденным значениям отклонений определяется суммарное корректирующее воздействие, которое подается на вход корректирующий сигнал регулятора расхода промывной жидкости на промывку Д Ai + А.

15

Формула изобретения

Способ управления противоточной промывной установкой с аппаратами типа смеси тегь-отс г ой ник,включающий

регулирование расхода суспензии на промывку, уровня твердой фазы п отстойниках, определение и регулирование расхода промывной жидкости в зависимости от измеренных значений расхода суспензии на

промывку, уровня твердой фазы в отстойниках, определение и регулирование расхода промывной жидкости в зависимости от измеренных значений расхода суспензии нз промывку концентрации остаточной жидкости в суспензии до и после промывки и от величины отклонения фактической концентрации остаточной жидкости в суспензии после промишки от ее заданного значения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью

снижения затрат на промывку и повышения качества промывки за счет повышения точности регулирования в переходных процессах, дополнительно непрерывно измеряют концентрацию промывного раствора после

средней стадии промывки, рассчитывают концентрацию промывного раствора после средней стадии промывки, корректируют с задержкой во времени расход промывной жидкости по величине отклонения рассчитайного значения концентрации промывной жидкости после средней стадии промывки от ее измеренного значения и одновременно по отклонению фактической концентрации остаточной жидкости в суспензии после

промывки от ее заданного значения.

Использование: изобретение относится к процессам промывки суспензий мелкодисперсных твердофазных продуктов. Сущность: поступающая на промывку суспензия подается в комбинированный аппарат типа смеситель-отстойник, из которого твердая фаза перемещается на последующие стадии промывки путем гравитационного самотека. Фактические значения расхода суспензии, концентрации остаточной жидкости в суспензии до и после промывки и концентрации промывного раствора после средней стадии промывки с помощью измерителей 7, 10, 21 и 20 поступают в вычислительный блок 25, который определяет расход промывной жидкости на промывку и концентрацию промывного раствора после средней стадии промывки. Рассчитанное значение расхода промывной жидкости, обеспечивающее требуемое качество промывки, поступает в виде задания регулятору 23 расхода промывной жидкости через инерционное звено 26, инерционность которого пропорциональна инерционности всех последовательно соединенных аппаратов промывки. Корректирующее воздействие определяемое путем суммирования величины отклонения рассчитанного значения концентрации промывного раствора после средней стадии промывки от фактически измеренной с величиной отклонения фактической концентрации остаточной в суспензии после промывки от заданного значения, подается на вход корректирующий сигнал регулятора 23 расхода промывной жидкости на промывку 2 ил. (Л С vS v4 СА) Јь СА СлЗ

Фиг. 2.