СПОСОБ КОНТРОЛЯ и РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОЙ ВАРКИ СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Советский патент 1971 года по МПК D21C7/12 

1

Известен способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы путем поддержания параметров технологического режима варки с помощью вычислительного устройства и регуляторов.

Цель изобретения - обеспечить возможность регулирования выхода и механических свойств целлюлозы. Достигается это тем, что параметры технологического режима регулируют в зависимости от состава щепы и свойств варочного щелока по температуре, расходу активной щелочи и гидромодулю варки.

На чертеже изображена блок-схема управления процессом непрерывной варки сульфатной целлюлозы, которая состоит из варочного аппарата 1, транспортера 2, подающего щепу в варочный аппарат, щнекового питателя 3, бака 4 варочного щелока, трубопровода 5 подачи варочного щелока в аппарат, трубопровода б подачи пара, трубопроводов 7 и 5 подачи черного и белого щелоков, трубопровода 9 выдувки целлюлозы и аппарата, вычислительного блока 10 для расчета оптимальных режимов варки, измерителя И, соотнощений хвойных и лиственных пород в щепе, измерителя 12 сульфидности варочного щелока, вычислительного блока 13 продолжительности варки, измерителя 14 оборотов

шнеков варочных труб, регулятора 15 температуры варки, вычислительного блока 16 для расчета количества абсолютно сухой щепы, подаваемой в аппарат расходов варочного белого и черного щелоков, измерителя влажности 17, измерителя 18 числа оборотов шнекового питателя, расходомера пара 19, измерителя 20 концентрации белого щелока, регулятора 21 расхода варочного щелока, регулятора 22 расхода белого щелока и регулятора 23 расхода черного щелока.

Способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы базируется на следующих количественных соотношениях.

Количество абсолютно сухой древесины, подаваемой в аппарат /, определяется производительностью щнекового питателя 3:

100-Г,,.

100

где D

- количество абсолютно сухой древесины,

кг абс. сух. др

мин п - число оборотов шнекового питателя, об1мин; W - влажность щепы, %. Расход активной щелочи на варку вычисляется по формуле Сб Уб Свщ Qum x - расход активной щелочи на варку, кг NaaO. кг абс. сух, др. Сб - концентрация активной щелочи белого щелока, г/л; Qe - расход белого щелока, л/мин; Свщ - концентрация варочного щелока, г/л; QBIU-расход варочного щелока, л/мин. Гидромодуль варки, по определению, равен отнощению веса жидкой фазы, содержащейся в определенном объеме аппарата, к весу абсолютно сухой древесины: Об -ь 0ч + 100--г где Q6+Q4 QBni - расход варочного щелока, л/мин; Qq - расход черного щелока, GH - расход пара (копдепсата пара), кг/мин; D W Свод-количество влаги, посту100-Wпающей в аппарат со щепой, л/мин. Продолжительность варки определяется скоростью линейного перемещения щепы шнеками варочных труб и зависит от числа оборотов шнеков: iy,(4) 6 ,1 п где/ - длина варочной трубы, м S - шаг шнека, ж; /ij - число оборотов щнеков варочных труб, об/мин; ,2... fe - число труб варочного аппарата. Зависимости показателей механической прочности и выхода целлюлозы от основных факторов варки в аппаратах «Пандия, полученные с помощью экспериментально-статистических методов планирования эксперимента, имеют вид: г/:,82,13 - 12,84; - 8,,35д;з4+ 5, - 6,20x5 - 3,38;Сб - 7,58A:i;c24--|- 3,Q5xiX - 1,44x1X 4-1,5 X2X4-}+5,21л:зл;4 -2,41x5A:6(6) 3 6060 + 81.;ci+136x2 - ЗбЗлгз - 334X4+ -f 330X5+240X6- 198x1X2+266x1X3+ 175x1X4+188x2X4 - 200x2X6- 150x3X4+ +230x5X6(7) 3,62 - 0,18x3 - 0,24X4+0,46X5+0,25X6 - 0,13x1X2+0,21x1X3+0,24x1X4+0,15x2X4 - - 0,16x3X4+0,18x4X5+0,15x5X6(8) /5 134,5+ 10,5X1+7,5X2 - 2,5хз+3,8х5 - - 2,9Хб -6,OxiX3(9) t/6 733+148X1+153X2+300X5+480X6 + + 121x1X5-148x3X4+218x5X6(10) гу1 -выход целлюлозы из древесины, % от веса абсолютно сухой щепы; Ул - жесткость целлюлозы, ед. Каппа; УЗ - разрывная длина целлюлозы, м; i4 - сопротивление целлюлозы продавливанию, кг/см ; г/5 - сопротивление раздиранию, г; г/3 - число двойных перегибов целлюлозы. -15 2-175 . х,-,5 - 8 .5-50 Xi - расход активной щелочи. кг Ш, О кг абс. сух. древ. Ха -температура варки, °С; Хз - гидромодуль варки; Х4 - содержание хвойных пород древесины (ель,сосна) в щепе; Х5 - время варки, мин; Хб - сульфидность варочного щелока. счет оптимальных режимов варки, обесвающих требуемые механические свойи максимально возможный выход целозы для различного состава щепы и фидности варочного щелока, осуществлявычислительным блоком 10 вычислительустройства на основании уравнений (5j, (8), (9), (10) путем рещения следуюш,ей чи. области допустимых значений расхода вной щелочи Xj, температуры Х2 и гидроля Хз XIMIIH S I - -шакс Х2Ы1т Х2 Х2макс З - Змакс ства 13 в соответствии с формулой (4), по данным о числе оборотов шнеков варочных труб, поступающим от тахометров 14, находят те значения Xi, Х2, Xz, которые обеспечивают максимальный выход целлюлозы: 66 У - . + 2 + 2 макс 1,У,- J при ограничениях: б6 У, 0, + ;2 + 2 i li l, 66 У 0, + 2 + 2 /лу/; , 66 Уб &0.+2 . + 2 1i l, 66 Уб - бо, + 2 + 2 О-ЛУ/ г :i i,y,/ В целях сокращения записи уравнения (8), (9), (10) представлены в общем виде. Эти неравенства требуют, чтобы разрывная длина г/3, сопротивление продавливанию г/4, сопротивление раздиранию г/5 и число двойных перегибов ув целлюлозы не выходили из норм, предусмотренных ГОСТами. Система неравенств может решаться, например, методом перебора. Из интервалов (л:1мш1. 1макс)) (X2MKU, 2макс). (, X MSLKC) ВЫбИрается несколько точек с определенным шагом для каждого интервала (например, из области допустимых значений расхода активной щелочи можно выбрать точки с шагом 0,6%, начиная с 12% и кончая 18%). Для каждой точки из первого интервала в сочетании со всеми точками из второго и третьего интервалов проверяются выше указанные неравенства. Если выбранные три числа Xi , 31, , 2...П - число точек в каждом интервале) не удовлетворяют неравенствам, то выбираются следующие три числа и с ними снова проверяются неравенства и т. д. В случае, если выбранная тройка Xi, х,/, л:, удовлетворяет системе неравенств, то вычисляется по этим значениям величина выхода целлюлозы на основании уравнения (5) и записывается в определенную ячейку памяти вычислительного устройства. Эта величина затем сравнивается с последующим значением выхода целлюлозы, удовлетворяющим системе неравенств, из данной пары чисел выбирается максимальное и т. д. Таким образом, перебрав все значения расхода активной щелочи, температуры и гидромодуля из заданных интервалов, определяются те их значения Xi, Xz, хз, при которых обеспечиваются требуемые механические свойства и достигается максимальный выход целлюлозы. атем для расчета заданий регулятором, правляющим технологическим процессом арки. Вычисленное значение температуры епосредственно выдается в качестве задания егулятору температуры 15, регулирующему одачу пара в варочный аппарат. Расчет зааний регулятором, управляющим подачей щелоков в варочный аппарат, осуществляется следующим образом. Вычислительный блок 16 вычислительного устройства по формуле (1) определяет расход абсолютно сухой щепы, подаваемой в аппарат на основании данных о влажности щепы и числе оборотов шнекового питателя 3, поступающих из измерителя влажности 17 и тахометра 18. По величине расхода щепы и по данным о ее влажности и расходе пара в аппарат, поступающим от измерителя влажности 17 и расходомера пара 19, определяется в соответствии с формулой (3) количество варочного щелока, которое нужно подать в аппарат для создания требуемого гидромодуля. п -л г Д W Увщ иХз (Jn- j . Затем из условия требуемого расхода активной щелочи на варку в соответствии с выражением (2) вычисляется количество белого Qe и черного Qq щелоков для подачи в смесительный бак 4 по данным о концентрации белого щелока Са, измеряемой титрометром 20 и вычисленному значению расхода варочного щелока ,. 10 D Xi QH - Увщ - Уб, Вычисленные значения Рвщ, Qo, Qq выдаются в качестве заданий регуляторам 21, 22, 23 подачи соответственно варочного щелока, белого щелока и черного щелока. Эти регуляторы в соответствии с заданиями управляют системой подачи щелоков в варочный аппарат, обеспечивая требуемые расход активной щелочи и гидромодуль варки. Для проверки правильности работы вычислительного устройства по уравнению (6) блоком вычислительного устройства 10 периодически вычисляется величина жесткости. Предсказанное значение жесткости целлюлозы сравнивается с действительной величиной по результатам лабораторных анализов массы на выходе из аппарата. В случае расхождения этих значений в уравнения (5), (6), (7), (8), (9), (10) вносятся необходимые уточнения. Предмет изобретения Способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы путем поддерл ания параметров технологического режима варки с помощью вычислительного устройства и регуляторов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возмол носТи регулирования выхода и механических свойств целлюлозы, параметры технологического режима регулируют в зависимости от

состава щепы и свойств варочного П1,елока По температуре, расходу активной щелочи и гидромодулю варки.

ц И Ё

72

Г

20

Г 22