Способ управления процессом многоступенчатой отбелки целлюлозы Советский патент 1981 года по МПК D21C9/14 G05D27/00 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ Изобретенне относится к способам управления и может быть использовано ддя управления прюцессом многоступенчатой отбелки целлюлозы. Известен спрсоб управления процессом многоступенчатой отбелки цел люлозы, заключающийся в непрерывном измерении и регулировании на ступенях отбелки расходов и массы реаген тов, окислительного потенциала белизны массы, рН уровмя массы в ваннах вакуум-фильтроп и скорости на каждой ступени отбелки в зависимости от их установленных я измеренных значений {. Недостатком.этого способа является то, что.он обеспечивает лишь стабилизацию качественных показателей белизны целлюлозы, но не обеспечивае оптимизацию процесса отбелки при менеиии качественных показателей иебелеиоя целлкшозы, «ее потока и телтературы, а также требоваяий к качественнш показателям беленой целлюлозы. Оптимизация выражается в том , что достигают режимов отбежи с иаимеиьшими затратами или позволяющи получить наибольшую вязкость раствор целлюлозы, и, следовательно иаиболь шую прочность. ОТБЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Цель изобретения - автоматическая оптимизация процесса многоступенчатой отбелки целлюлозы. Эта цель достигается тем, что в способе управления процессом многоступенчатой отбелки целлюлозы, заключающемся в непрерывном измерении н регулнрованин на ступенях отбелки расходов массы реагентов окислительного потенциала, белизны массы, рН, уровня массы в башнях на каяудой ступени отбелки в зависимости от их установленных и измеренных значеннй, измеряют и регистрируют температуру на ступенях отбелки в зависимости от измеренных ее значений и по измеренн1М величинаь, непрерывно определяют степень делигнификации небеленоА. целлюлозы и целлюлозы после первой и второй ступеней отбелки, периодически измеряют степени делигнификации целлюлозы на входах первой и.третьей ступеней отбелки и по ним корректируют определяемые значения степеней делигняфикацни небеленой целлюлозы н целлюлозы после первых двух ступеней .ее отбелки, при этом регулируемые значения-окислительного потенциала, рН и температуры корректируют яа каждой ступени отбелки в зависимости.от степени делигмификаци целлюлозы на этик ступеняк, В качестве.первой ступени отбелки обычно используют- либо ступень клори роваиия, либо ступень кислороднощелочной отб®пки (КЩО). в качестве второй ступени-отбелки чаще всего.ис пользуют ступень щелочной обработки, На ступени отбелки окислительный потенциал связан с другимн переменны ми процессами уравнением JiOsg(,j&g™a3&Q-q,,iit;, (1) где 8у ,а,8„ (Э, , - коэффициенты; и линеаризованное значение потенци - ала; степень делигнифи кации небеленой целлюлозы; относительный рас ход хлора; температура массы длительность прохождения массы от точки смешения е с хлором до точк измерения ОП. Символ i. означает отклонение от номинального значения, Для сульфитной целлюлозы при t 6 мин s ,01li, а,0,1з|,а,0,р7 1/« ,-0,02 -Vмин . Иэ ; (1) следует, что дв, |-(-s.. (2 Все величины, входящие в первую час (2), могут быть измерены, кроме V 110личйка С может быть рассчитана по формуле Ж.- 6 (3) где О. ,fikQ объемный расход масс на входе и его отклонение от номинального значения. Эти величины могут быть измерены Таким образом, для ступени хлориров ния на основании (2) можно рассчита значение степени делигнифнкации небеленой целлюлозы. Для ступени ЩО величина измеряе мого значения рН связана с другими переменными процесса формулой k fis В„ +ЬJ ь g-bg btr , (4) где h, ,bj ,b(j - коэффициенты. Для сульфатной целлюлозы получено; Ь, 0,04; Ь,1,0,б ,04. ИЗ (4) слелует ,ЬВ„« (-&pH-fb,,) , (5) Здесь величины рН и g измеряютс а &t может быть вычислена по форму ле (3) . Таким образом, дли еТгупени КЩО Hpi основании (5) можно рассчитать значение степени делигнификации целлюлйзьь Если, кроме автоматических непрерывных измерений на входе первой ступени отбелки, периодически измеряется также лабораторным способом степень делигннфикации небеленой целлюлозы, и если полученная таким образом, оценка этой величины равна Вд „ то наиболее вероятное значение степени делиггшфккацки небеленой целлюлозы В„ может быть найдено по форму-.. ле й„ , где а-, , otfj. коэффициенты, вычисляемые исходя из погрешностей оценок BO и В( общеизвестным способом, На основании эксперз ментально найденных моделей процессов хлорирования, щелочной обработки и гипохлоритной отбелки получены условия-оптимальности процесса многоступенчатой отбелки целлюлозы с использованием двух функций цели - удельных затрат на отбелку и зэязкости целлюлозы. На фиг.1 представлена зависимость максимально йозможной вязкости целлюлозы после ступени гипохлоритной отбелки от степени делигнификации целлюлозы В после ступени щелочной обработки для различных пар значений степени делигнификацни небеленной целлюлозы Во и ее белизны после гипохлоритной отбелки / . Графики относятся к отбельной установке, перв№ и ступвншии которой являются хлорирование, щелочная обработка и гипохлорйтная отбелка. На фиг.2 представлена зависимость от оптдашльных значений степени .делигни-, фикации целлюлоз после ступени целочной обработки от степеии. делигнификации и небеленой целлюлозы для разных . значений белизны целлюлозы после ступени гипохлориткой отбелки ;.(1-75%, 2-77%, 3-79%, 4-81%, 5-83%, б- . ог-раничение) для случая оптимизации процесса по вязкости целлюлозы. На Фиг.3 представлена такая же зависимость для равных экачений белизны целлюлозы после ступени гштохлоритыой отбедаси {1-75%, 2-77S, 3-79 4-83%, 5-ограннчение) для случая оптимизации процесса по удельным затратам на отбелку. Эти законы находятся из моделей процессов хлорирования, щелочной обработки и гипо.хлоритыой отбелки. Получены также аналогичные зависимости для степени делигнификации после ступейи хлорирования и после КМО, если она является первой ступенью многоступенчатой отбельной ус тановкн. Все названные зависимости , дают законы, по которьм должны изменяться установленные значения степени делигнификации целлюлозы, после пер во.й и второй ступени отбелки. Изменение, в зависимости от степ ни делигнификации небеленой целлюлозы, установленных эна,чений степен делигнификации только на выходе пер вых одной или двух ступенях означает, что на выходе остальных ступеней качественные показатели целлюло стабилизируются, Поэтому для оптимизации процесса многоступенчатой отбелки поддержива ются оптимальные режимы только на первых двух или трех ступенях. Поддержание степени делигнификации целлюлозы на уровне установленн значений производится известными сп собами. Однако при изменении этих установленных значений должны соответствующим образом корректироватьс установленные значения регулируемых переменных на первых одной или двух ступенях отбелки. Так, для КЦО долж ны корректироваться установленные значения рН и уровня массы в реакто ре для ступени хлорирования должно корректироваться установленное значение ОП; для ступейи щелочной обработки можно корректировать установленное значение температуры или рН. Таким образом, оптимальное управление процессом многоступенчатой отбелкой целлюлозы сводится к следукищим операциям. По результатам автома тических измерений на входе первой ступени отбеЛки, а также по результатам лабораторных измерений вычисляют оценку степени делигнификации небеленой целлюлозы. По величине этой оценки корректируют установленные значения степени делигнификации после первых одной и двух ступеней, в зависимости от этих установленных значений корректируются установленные значения регулируемых величин на этих ступенях. Реализация предлагаемого способа представлена на фиг.4. П р им е р . Масса проходит через .ступени хлорирования 1, щелочной обработки 2, гипохлоритной отбелки 3 и последующие ступени 4. Датчиками на ступенях измеряют расходы массы О v(Ha некоторых ступенях измерение может быть косвенным, по числу оборотов барабана и уровню массы в ванне вакуум-фильтра), окислительный потенциал Е, рП, температуру 9 , уровень массы в башне, Н, расходы реагентов д. Сигналы от датчиков поступают в блоки управления, 5-7 Блок 8 осуществляет расчет степени делигнификации небеленой целлюлозы с использованием величин ОП, темоерат.уры массы и расхода хлора, а TJEUCже результаты периодических лабораторных измерений, блок 9 рассчитьшает прогнозируемое значение длительности реакции в башне Т. используя прогнозируемое значение потока масСы на входе цеха Впр и установленное значение длительности . (которое может не выполняться из-за огра ничекий).. Блох 10 осуществляет расчет устайовлениого оптимального значения степени делигнификации после ступеней хлорирования и щелочной обработки поступающее иа входы блоков 5 и б. Эти блоки корректируют установленные значения регулируемых переменных и вырабатывают управлякщие воздействия на расходы реагентов и массы. Они также осуществляют расчет степени делигнификации на выходе ступени В и прогнозируемого значения рас хода массы на выходе ступеней бпр . На ступени гипохлоритной отбелки осу 1дествляется оптимальное управление ступенью, для чего блок 11 осуществляет расчет степени делигнификации целлюлозы на основании его значения, рассчитываемого блоком 6, лабораторных измерений и сигналов датчиков ОП, рН и температуры. Блок 12 осуществляет расчет установленных оптимальных значений температуры массы &vc,T. и длительности пребывания массы в башне Txjtr. , причем в последнем случае учитываются ограничения по уровню, исходя из прогнозируемых на будущее значений потЬка- массы а пр. . Блок 12 осуществляет также расчет установленного значения UVCT. функции И, равной (kU(iE-abpH, где символ & означает отклонение от номинально1ч значения. Установленные значения величин подаются на блок 7, который управляет расходами массы, : пара, гипохлорита и щелочи. Такая реализация способа обеспечивает значительный выигрьки по стоимости отбелки и вязкости беленой целлюлозы. Формула изобретения Способ управления процессом многотупенчатой отбелки целлюлозы, залючаюцийся в непрерывном измерении регулировании на ступенях отбелки асходов и массы реагентов окислн:ельиего потенциала белизны массы, Н, расхода реагентов, уровня массы ваннсис вакуум-фильтров и скорости ращения их барабанов и уровня масы в ба&тях на каждой ступени отбели в зависимости от их установленных измеренных значений, о т л и ч а щ и и с я тем, что, с целью опти«зацни процесса, намеряют и регисрируют теивпергатуру на ступенях отелки в зависимости от измеренных ее начений, а по измеренным величинам епрерывно определяют степень делиг-, ификации небеленой целлюлозы и поллКг

(лозы после первой и второй ступеней отб.елки, периодически измеряют степени делигнификации -целлюлозы на входах первой и третьей ступеней отбелки и по ним корректируют определяе sьae значения сте.пеней делигнификации йебеленой целлюлозы и целлюлозы после Яервшс двух t ступеней ее отбелки,1 при этом регулируе ше значения окислительного потенциала, рН и температуры корректируют на каждой ступени отбелки в зависимости от степени де-, Лигнификаций целлюлозы на этих ступе «ях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельстзао СССР 628201, кл. D 21 С 9/14, 1976.

т

п.е 25

2J «

и

2

ir

9S п.е

Фа$.Л

гг t

Jt,

,л.

П 7S $9 И Ф«1.3