Устройство для автоматического регулирования процесса выпаривания Советский патент 1980 года по МПК B01D1/00 G05D27/00 

V Изобретение относится к устройстЧ вам для автоматического регулирования процессов выпаривания многокомпонентных солевых растворов в вакуумвыпарных аппаратах, а именно регулирования концентрации упаренного раствора, и может быть использовано на предприятиях химической npotoiaaленности, цветной металлургии, например для автоматического управления процессами выпарки содо-пбташных растворов при комплексной переработке нефелина. Известно устройство для автоматического регулирования процесса выпаривания, включающее датчики температуры кипения упариваемого раствора и давления пара, которые через промежуточное реле соединены с регулято ром, связанным с клапаном подачи тёп лоносителя или раствора в выпарной аппарат 1. Наиболее близкое по технической сущности к изобретению устройство для автоматического регулирования процесса выпаривания, содержащее дат чик температуры кипения раствора и датчик давления пара над раствором, связанные через преобразователи с входами сумматора, выход которого соединен с регулятором, подключенным к исполнительному механизму подачи теплоносителя или исходного раствора в выпарной аппарат 2. Однако при изменении Давления пара над раствором в пределах ±0,2 кгс/см выходной сигнал сумматора не соответствует действительной концентрации упариваемого раствора, что обусловлено нелинейной :гвяэью между температурой кипення раствора и давлением пара над раствором, и погрешность стабилизации концентрации раствора составляет порядка 10% от заданного значения. Такая погрешность яв.ляется недопустимой по условиям технологического регламента. Кроме того, дополнительная погрешность возникает в связи с тем, что изменение температуры кипения раствора происходит с некоторьм запаздыванием относительно изменения давления. Изменение давления пара в аппаратах вызвано тем, что при подогреве и упаривании раствора выделяется алюмосиликат натрия, отлагающийся тонким слоем на поверхности греющих трубок выпарных аппаратов и подогревателей, а кроме того и,змененйяМи давления в вакуумсистеме.

Цель изобретения - пбвьпиение годости поддержания концентраций упаенного растйора и снижение энергозатрат при выпарке Многокомп6нёнтнь1Х олевых растворов в ваку мвьшарных ппаратах. - . ..-.:.;5...,-....л..-. .-Цель достигается тем, что устройтво содержит дополнительно датчики расхода исходного раствора и сбйёранйя основного компонента в нем, блок нелинейности с линией задержки и корректирующий блок, при этом датчик давления соединен с входом блока нелинейности, выход -которого связан со вторым входом сумматора, выход последнего подключен к одному из вхоов корректирующего блока, другой вход которого соединен с датчиком соержания основного компонента в ИC хЬдном растворе, а выход корректйрующего блока связан с одним из входов регулятора, другой вход которого подключен к Датчику расхода исходйого paciTBfefpai:; .; : . ::.-:-.--...---. На чертеже представлена схема устройства :- .. ;. .

;,Устройство содержит датчик 1 Давления пара над раствором, соединенный Через блок 2 нелинейности с линией задержки с сумматором 3, вход коTOiporO связан с датчиком 4 темперйтуры кипения раствора, корректирующий блок 5, связанный с сумматором 3 и с датчиком б содержания основного компонента в растворе, регулятор 7, связанный с корректируйяцим блоком 5 и с датчиком 8 расхода исходного раствора, выход регулятора 7 подключен к исполнительному механизму 9 подачи исходного раствора в аппарат

-lo-. .:. : .:.: .: -.-v ; ,

Устройство работает следующим образом.. ..-- .:. / Исходный раствор, подлежащий в,ыпарке, подают в выпарной аппарат 1о, на котором установлены датчик 4 температуры кйпёййя упарива.ёмогр раствора, йоспрйнймающий йзмёнёййя вёлйчины температуры и преобразующий её

& унифицированный сигнал п6с б1ййбго тока и датчик 1 давления пара над раствором/ также преобразующий йзменейия давления в вакуум-системе в сигнал поЪтрянного тока. Стабилизация концентрации упаренного раствора осуществляется ИЛИ путем изменейия подачи исходного раствора, подле ащвгв выпарке, или путем измёйёйия расхода свежего пара в нагреватель . При отклойении концентраций 1 аствора от заданного значения происходит изменение температуры кипения paicTBOpa и давлейия пара над раствором. ПРИ этом температура кйпеййя раствора, завйсйт и от давлеййй в аппарате и от сЬотнсшения ком-. понейтов в исходйом растворе. Йзмейёнйе Тёмпёратуры кипений растШрЖ и давления в аппарате связаны нели

нейной зависимостью, кроме того меж ду соответствующими изменениями этих сигналов имеется транспортное запаздывание, поскольку изменение температуры раствора обладает.больШей инерцией, 4ем изменение давления. Для компенсации нелинейности указанной зависимости и разницы в , скорости йэйёнёнйя сигналов по температуре кипения раствора и давлению пара над раствором в аппаратуре в устройство введен блок 2 нелинейности со встроенной в него линией задержки. Блок 2 связан Своим входом с датчиком 1, а выходом с сумматором 3. На второй вход сумматора подсоединен датчик 4 температуры кипения. В блоке 2 нелинейности с линией задержки формируется сигнал вида

U f().таким образом.в сумматоре 3 осуществляется коррекция изменения величины температуры кипения от изменения величины давления со сдвигом во В1ремени при постоянной концентрации упаренного раствора. Сигнал на выходе сумматора 3 имеет рид

вых Г-°гР Р Ь

6ЫХ

где а,а, - постоянные коэффициенты, т - температура кипения упа. -рийаемого раствора, : Р - давление вторичного пара Сформированный в сумматоре 3 сигнаЛ, скомпенсированный по давлению и во времени, подается на первый вхо корректирующего блока 5, который с;вйзан также своим вторым входом с датчиком б содержания основного компонента в исходном растворе, выходом корректирующий блок соединён с регулятором 7 подачи исходного раствора йЛй теплоносител я в выпарной аппарат В Корректирующем блоке 5 на сигнал от сумматора 3 накладывается воздействие по содержанию основного компОнентй, например , в содовом растворе, осущестйляёмое По линейному закону. Новый сигнал представляется в

виде . ,: „

Полученное таким образом значение т.емпёратуры кипения упариваемого

55(раствора совершенно однозначно соот-, ветствует концентрации упаренного раствора. Этот сигнал в качестве корректируквдего задания по температуре кипения раствора подается на вход

XQ регулятора 7, другим входом регулятор соедйней с датчиком 8 расхода раствора или с датчиком 11 расхода пара. Отклонение концентрации раствора от заданной вызывает соответственно изменение температуры его кипения