Способ автоматического управления процессом десорбции ионообменных фильтров Советский патент 1981 года по МПК B01D37/04 

I

Изобретение относится к способам автоматического управления процессов десорбции ионитовых фильтров химической очистки природных и сточных вод и может быть использовано в цветной металлургии и энергетике.

Известен способ определения момента окончания операций регенерации и отмывки с помощью лабораторных химических анализов, проводимых вручную l .

.о

При автоматизации процессов десорбции эти операции производятся по временной программе, причем время оп ределяется из наихудших условий. ч днако оценка по времени, как показывает опыт эксплуатации, несмотря на достаточно жесткие допуски, не является оптимальной. Время операции, с точки зрения качества проведения операции, должно быть переменно, иначе это приведет к излишнему перерасходу отмывочной воды и реагентов, либо к

ухудшению качества проведения операции .

Известен способ автоматического управления процессом десорбции, при котором момент окончания операции отмывки определяют по разности электропроводности исходной и отмывочной воды 2 .

Однако при этом способе электро10проводность исходной воды на различных стадиях отмывки влияет на изменение электропроводности отмывочной воды, а также необходим ввод.температурной компенсациии из-за большого

15 влияния температуры на электропроводность отмывочной воды (даже при чистой воде и изменении температуры на 20 С электропроводность изменяется в 3,5 раза)5 однако это трудно

20 реализовать из-за большого запаздывания сигнала по электропроводности отмывочной воды(20-25 мин) и различной зависимости электропроводности отмывочной воды на разных этапах отмывкя и исходной во;:ф1 при разных рН Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического управления процессом десорбции ионообменных фильтров путем регулирования продолжительности операций регенерации и отмывки и измерения электропроводности среды на выходе ионообменного фильтра. Окончание отмывки при этом способе осуществляют по скорости изм нения электропроводности отмывочной воды на выходе ионообменного фильтра 3 1. Однако этот способ является приближенным; в результате имеет место избыточный расход воды и реагентов. Цель изобретения - сокращение рас ходов воды и реагентов за счет повышения точности управления. Поставленная цель достигается тем, что определяют момент окончания операций регенерации и отмывки по ускорению изменения электропроводности среды на выходе ионообменного фильтра с учетом знака скорости изменеш1Я этой электропроводности. На фиг. 1 показана зависимость изменения электропроводности среды (х) от времени (t) на выходе из филь ра (участок 1 - операция регенерация , участок 2 - операция отмывка); на фиг. 2 - дополнительные кри вые изменения первой производной изменения электропроводности (ск рость изменения электропроводности) и второй производной изменения элек тропроводности (ускорения изменения электропроводности ); на фиг. 3 --принципиальная схема систе мы, реализуйщей предлагаемый способ автоматического управления. Способ осуществляется следующим образом. Скорость изменения электропровод ности dKJd:t3a время операции изменяется от О до максимума и затем пр достижении установивщегося значения электропроводности снова возвращает ся к нулевому значению фиг.2 , т.е имеет один экстремум (для регенерации - , для отмывки - максимум) . За время той же операции уско рение изменения электропроводности (З Х/cit (°P производная изменения электропроводности по времени ) имее два экстремума: один минимум и вто834рой максимум. Кривая изменения электропроводности среды имеет весьма затянутый характер в конце процесса. Кривая скорости имеет также весьма затянутый характер. При определеш-ги момента окончания операции это приводит к нeoпpaвдaннo fy расходу реа1ентов и промывочной или разбавляющей воды. По кривой ускоре}1ил изменения электропроводности I фиг. 2 видно, что операция может быть окончена при достижении экстремума соответствующего зчака (для операции регенерация - максимума, для операции отмывка - минимума). Для определения нужного вида экстремума для каждой из операций (минимум или максимум) может быть использована следующая характерная закономерность; знаки первой (скорости и второй (ускорения производных изменения электропроводности в моменты времени окончания операций противоположны. Следовательно, можно определить момент окончания операции по достижении ускорением изменения электропроводности экстремума при соответствующем знаке скорости (противоположности знаков), т.е. используя знак скорости (первой производной), как средство контроля достиже1П1я необходимого экстремума, соответствующего моменту окончания операции. По сигналу об окончании операции с проверкой достоверности этого сигнала по знаку первой производной (скорости) изменения электропроводности осуществляют закрытие арматуры на подводе и отводе реагентов и воды. На выходе ионообменного фильтра 1 устанавливают дьа кондуктометрических датчика 2 и 3, измеряющих электропроводность отмывочной воды (фиг. З). Кондуктометрические датчики 2 и 3- отстоят Д{)уг от друга на расстоянии, выбираемым таким образом, чтобы время транспорта среды было 10-20 сек, тем самым выбирая временный интервал дифференцирования. Сигналы кондуктометрических датчиков 2 и 3 с разными знаками подаются на устройство 4 алгебраического суммирования, вычисляющего первую производную от изменения электропроводности. Сигнал скорости изменею-ш электропроводности подается на устройство 5 дифференцирования и устройство 6 контроля достоверности. После дифферетщирующего устройства сигнал подается на узел 7 сравнения через устройство контроля достоверности сигнала 6, которое представляет собой электронный ключ, управляемый соответствующим знаком сигнала скорости изменения электропроводност среды. В узле 7 сравнения происходит сравнение сигнала задания от командного устройства 8 и сигнала от устройства 5 дифференцирования. Разность зтих сигналов управляет регули рующим прибором 9. С выхода регулирующего прибора 9 управляющий сигнал проходит на исполнительные механизмы управле1шя арматурой 10 и 11 ля опе - арматура подачей рации отмывка холодной воды и нижнего дренажа, операции регенерация - арматура на линии подачи реагента, разбавляющей воды и дренажа). Открытие арматуры в начале операции может производиться или по коман де оператора или автоматически по сигналу окончания предыдущей операции После открытия арматуры автоматически вводится в работу командное устройство 8. Командное устройство продолжает подавать управляюнщй сигнал на открытие арматуры. Обстоятельство необходимости разных знаков скорости и ускорения использовано для контроля достоверности изменения электропроводности среды сигнала об окончании операции. После появления сигнала об окончании операции на выходе устройства 6 контроля достоверности сигнала регулирующий прибор 9 выдает управляющую команду 34 на закрытие соответству;ощей арматуры 10 и 1 1. Использование второй производной позволяет заметно сократить время операций: операция отмывка сокращается на 25-30%, операция регенерация на 15-20%. Совместное использование первой и второй производной повьпиает помехозащищенность сигнала об окончании операции. Формула изобретения Способ автоматического управления процессом десорбции ионообменных фильтров путем регулирования продолжительности операций регенерации и отмывки и измерения электропроводности среды на выходе ионообменного фильтра, отличающий, ся тем, что, с целью сокращения расходов воды И рваг;ентов-за счет повьппения точности управления, определяют момент окончания операций регенерации и отмывки по ускорению изменения электропроводности среды на выходе ионообменного фильтра с учетом знака скорости изменения этой электропроводности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Л.М.Живилова и др. Автоматизация водоподг.отовительных установок тепловых электростанций. М., Энергия, 1976, с. 49-50. 2.Авторское свидетельство СССР № 399460, кл. С 02 В 1/18, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР № 724171, кп,. В 01 D 37/04, 1978.