УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Советский патент 1973 года по МПК C02F1/66 G05D27/00 C02F1/66 C02F101/10 C02F103/00 

1

Изобретение относится к технике очистки сточных вод. Оно может быть использовано на сооружениях реагентной очистки промышленных стоков, загрязненных кислотами, щелочами, солями металлов.

Известен ряд устройств для автоматического регулирования процесса нейтрализации сточных вод путем стабилизации величины рН обработанных реагентом стоков на выходе из проточного смесителя-реактора. Такие устройства строятся по принципу регулирования по отклонению с одним рН-метром, либо с использованием сигнала и по возмущению от второго рН-метра на входе в реактор.

В известных системах рН-метр ца выходе из реактора подает сигнал, пропорциональный отклонению параметра регулирования от заданного значения, на вход изодромного регулятора, воздействующего на дозатор реагента. Регулятор имеет постоянную динамнческую настройку.

Но такие устройства не обеспечивают стабнлыюго заданного значения рН на выходе реактора при нейтрализации сточных вод, содержащих смеси сильных и слабых кислот и их солей в неременных концентрациях. Такой состав стоков характерен для многих отраслей химической промь1щленности (производств пластмасс, хлоропродуктов, различных химреактивов и т. д.). Значительные колебания концентраций указанных загрязнений приводят к существенному изменению одной из важнейщих характеристик процесса нейтрализации: степени буферности стоков. При

этом показатель рН исходных стоков не отражает текущую потребность в реагенте. В результате колебаний степени буферности в щироких пределах изменяется основной показатель регулировочных свойств объекта

регулирования - степень самовыравнивания. С учетом возможных отклонений расходов стоков и концентрации нейтрализующего реагента степень самовыравнивания (коэффициент уснления объекта) может нзменяться в,

100 и более раз. Поэтому регулятор, работающий с постоянной настройкой степени пропорциональности (коэффициента усиления) , не обеспечивает устойчивость н зада 1ное качество регулнрования при указанном

составе стоков.

Целью изобретения является разработка такого устройства для регулирования процесса нейтрализации сточных вод, которое обеспечило бы полную очистку стоков от

смеси сильных и слабых кислот путем поддержания заданной величины рН на вы.ходе из реактора с необходимой точностью при значительных параметрических возмущениях на входе: колебаниях степени буферности

стоков, их расхода и концентрации реагента.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что регулятор связан с рН-метром, установленным на входе в реактор, и дозатором через узел самонастройки пределов нропорциональности регулятора. Узел самонастройки состоит из блока соотношения и логического блока.

Значение степени самовыравнивания определяется как отношение сигнала по расходу реагента к сигналу по рН исходных стоков. Это справедливо при условии поддержания нейтральной реакции на выходе из реактора. Тогда мерой полной кислотности обрабатываемых стоков является расход реагента, а отношение указанных сигналов дает количественную оценку непредставительности сигнала по рН исходных стоков, т. е. характеризует их буферность. С учетом произвольных колебаний расхода стоков и концентрации реагента это отношение, измеряемое в блоке соотношения, пропорционально степени самовыравнивания объекта регулирования. Пропорциональность обеспечивается функциональным преобразованием сигнала по рН в соответствии с кривой потенциометрического титрования сильной кислоты ш,елочыо. Оно реализуется нелинейным звеном на выходе рН-метра. Измеренное значение степени самовыравнивания вводится в логический блок, который осупхествляет выбор и подключение одного из сменных резисторов настройки к электронному изодромному регулятору.

На чертеже показана блочная схема устройства.

Регулируемый процесс протекает в смесителе-реакторе 1. Реагент поступает на вход реактора через дозатор 2, имеюший датчик обратной связи 3. На выходе из реактора установлен рН-метр 4, снабженный сигнальными контактами, который посредством вторичного датчика 5 связан с изодромным регулятором 6, управляюшим подачей реагента через дозатор. Указанные звенья образуют систему регулирования по отклонению рН на выходе из реактора.

На входе в реактор установлен рН-метр 7, снабженный функциональным вторичным датчиком 8, включенным на вход узла самонастройки 9. Кроме того, на вход узла самонастройки подключен датчик обрат.ной связи дозатора. В узел самонастройки включены также сигнальные контакты рН-метра 4. Выход узла 9 связан с регулятором 6. Узел самонастройки состоит из блока соотношения 10 и логического блока П. Блок соотношения представляет собой автоматический мост 12, в два плеча которого включены элементы 3 и 8. Автоматический мост снабжен позиционным контактором 13, подключенным к логическому блоку 11. Этот блок содержит реле времени 14, занитанное через сигнальные контакты, рН-метра 4, и группу настроечных резисторов 15 изодромного регулятора с промежуточными реле 16. Обмотки промежуточных реле запитаны через контактор 13, а их

I

блок-контакты включены последовательно с исполнительными контактами реле времени. Исполнительные контакты каждого из промежуточных реле включены в цепь соответствуюшего настроечного резистора, подключаемого к цепи обратной связи (ЦОС) 17, охватываюш,ей электронный блок 18 регулятора 6. Сигнал по регулируемому параметру от вторичного датчика 5 поступает в измерительный блок 19 регулятора.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении величины рН на выходе из

реактора от заданного значения (7±0,2 рН)

изодромный регулятор 6 воздействует по

ПИ-закону на дозатор 2, изменяя подачу реагента в обрабатываемую сточную воду. Величина этого воздействия определяется настройкой пределов пропорциональности изодромного регулятора, которая в свою очередь зависит от сопротивления настроечного резистора, подключенного в данный момент к регулятору 6.

При изменениях степени буферности, расхода стоков или концентрации реагента изменяется отношение расхода реагента, устанавливаемого изодромным регулятором для поддержания заданного значения рН на выходе, к величине рН на входе. Получение сигнала по расходу реагента не требует применения специального прибора, оно обеспечивается использованием дозатора с линейной расходной характеристикой. Мерой расхода реагента служит значение сопротивления участка обмотки датчика обратной связи 3

дозатора 2. Мерой рН исходных стоков служит-значение сопротивления участка обмотки функционального вторичного датчика 8 рН-метра 7. Блок 10 в зависимости от соотношения указанных сопротивлений осуществляет посредством контактора 13 подготовку цепи питания соответствующего промежуточного реле 16 логического блока. Однако переключение промежуточных реле и, следовательно, смена настройки изодромного регулятора допустимы лишь при условии длительного поддержания нейтральной реакции на выходе из реактора. Разрешение на смену настройки выдается посредством реле времени 14, запускаемого сигнальными контактами рН-метра 4, настроенными на диапазон 7±0,5 рН. .По истечении необходимого времени исполнительные контакты реле времени разрывают цепь блок-контактов промежуточных реле, что вызывает переключение последних в соответствии с новым состоянием контактов нозиционного контактора 13. После этого реле времени возвращается в исходное положение, и цикл повторяется. Если в промежуточный момент произойдет отклонение рН на выходе за установленные пределы,

реле времени также сбрасывается в исходное

ноложение. Реле 16 подключает к ЦОС 17

регулятора 6 резистор настройки 15.

Таким образом, узел самонастройки нозволяет сохранить заданный характер установив