Способ управления процессом фильтрования суспензии

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФИЛБТРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ путем стабилизации ее уровня в приемной ванне фильтра изменением расхода суспензии, выдаваемой в приемную ванну, и регулирования частоты вращения барабана фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы фильтра, дополнительно измеряют давление в верхней части приемной ванны и регулируют его изменением расхода сжатого воздуха в приемную ванну с коррекцией по частоте вращения барабана фильтра. (Л О5 СП 4 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1165431

4сЮ В 01 D 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3676030/23-26 (22) 09.11.83 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) В. Н. Еремин, Ю. А. Остапенко, М. 3. Кваско и П. А. Ершов (71) Марийский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института бумаги (53) 66.012-52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 460882, кл. В 01 D 37/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 445447, кл. В 01 D 37/04, 1971. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФИЛЬТРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ путем стабилизации ее уровня в приемной ванне фильтра изменением расхода суспензии, выдаваемой в приемную ванну, и регулирования частоты вращения барабана фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы фильтра, дополнительно измеряют давление в верхней части приемной ванны и регулируют его изменением расхода сжатого воздуха в приемную ванну с коррекцией по частоте вращения барабана фильтра.

1165431

Изобретение относится к способам управления процессом фильтрования суспензии на барабанных фильтрах непрерывного действия и может быть использован в целлюлозно-бумажной, химической и других отраслях промышленности, Известен способ управления процессом фильтрования суспензии путем стабилизации ее уровня в корыте вакуум-фильтра воздействием на подачу суспензии в корыто и регулирования скорости перемещения фильтрующей поверхности в зависимости от усредненного диаметра частиц твердой фазы суспензии (1).

Однако в результате того, что не учитывается величина давления суспензии на входе фильтра, возможно закупоривание конфузорного пространства между фильтрующей поверхностью барабана и его направляющей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления процессом фильтрования суспензии путем стабилизации ее уровня в приемной ванне фильтра изменением расхода суспензии, подаваемой в приемную ванну, и регулирования частоты вращения барабана фильтра (2).

Однако при использовании известного способа не учитывается величина давления суспензии на входе фильтра. В случае резкого повышения давления суспензии на его входе возможно закупоривание конфузорного пространства между фильтрующей поверхностью барабана и его направляющей и вывод фильтра из строя. При понижении давления прекращается процесс фильтрования и на выход фильтра поступает неотфильтрованная целлюлозная масса. Величина давления суспензии на входе конфузорного пространства является величиной постоянной при заданном движении суспензии в самом конфузорном пространстве и зависит от частоты вращения подвижной фильтрую щей поверхности, а также способности промываемого сырья отдавать связанную и свободную жидкость.

Целью изобретения является повышение надежности работы фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что при способе управления процессом фильтрования суспензии путем стабилизации ее уровня в приемной ванне фильтра изменением расхода суспензии, подаваемой в приемную ванну, и регулирования частоты вращения барабана фильтра дополнительно измеряют давление в верхней части приемной ванны и регулируют его изменением расхода сжатого воздуха в приемную ванну с кор рекцией по частоте вращения барабана фильтра.

На чертеже представлена система управ ления, реализующая предлагаемый способ.

5 о

Способ осуществляется следующим образом.

Уровень суспензии в приемной ванне стабилизируется около заданного значения регулированием подачи сырья на вход установки. Номинальное значение уровня суспензии в ванне составляет

Н = (0,4 — 0,7) Н

Для фильтра непрерывного действия количество отбираемого фильтрата на суспензии определяется по формуле р Z g-pi ь

V8 Р Ч(-Ы где — длина зоны фильтрования, м; — скорость подвижной фильтрующей поверхности барабана, м/с;

Р— давление на входе фильтра, Па;

tu — вязкость фильтрата, нс/м ; (— количество абсолютно сухой целлюлозы, кг/с;

Ь вЂ” параметр, зависящий от удельного сопротивления элементарного слоя осадка;

К вЂ” коэффициент.

Из приведенного выражения видно, что количество выделившегося фильтрата определяется скоростью подвижной фильтрующей поверхности и давлением на входе филь тра. Выбор оптимального режима процесса фильтрования зависит от указанных параметров, при этом соотношение их определяется экспериментальным путем. Так, для сульфанатной мер серизова иной целлюлозы в установившемся режиме работы при Vp=0,2 м/с давление в закрытой приемной ванне составляет P=6,0 10 МПа. Экспериментальные данные работы фильтра непрерывного действия при различных соотношениях конфузорного пространства приведены в таблице, где — степень сужения конфузора рабочей зоны фильтра, отнесенная к единице ее длины; Н, — высота конфузора на его входе мм; Нэ — высота

4 конфузора íà его выходе, мм; Е общая длина конфузора, мм.

Как видно из таблицы, соотношение между скоростью движения суспензии и дви жением самой фильтрующей поверхности должно находиться в определенных пределах для устойчивой работы фильтра. Скорость движения суспензии в конфузорном пространстве фильтра зависит от ее давления на входе фильтра. Поэтому с целью обеспечения устойчивой и стабильной ра50 боты фильтра непрерывного действия необходимо дополнительно регулировать давление суспензии в закрытой приемной ванне фильтра и в зависимости от частоты вращения самого барабана фильтра.

Кроме того, стабилизация давления в закрытой приемной ванне фильтра непрерывного действия позволяет компенсировать возмущения, возникающие на входе

1165431

Режим работы фильтра

Относительная скоСкорость сетки о се ск» M/С

PDCTb

V ытк

0,21

26,5

1»45

Закупорка

О» 21(Чсе»к.0»33

1 ° 26(Ч чш 1,4»

Veeeee

Устойчивый

0,33

1,26

Слой не формируется

Закупорка

0,21

1,64 системы при подаче суспензии из целлюлозной массы на вход фильтра под давлением.

Для повышения стабилизации процесса фильтрования и промывки, регулирование давления суспензии осуществляется в закрытой приемной ванне, путем создания в верхней ее части воздушной подушки. Наличие воздушной подушки в приемной ванне позволяет сгладить точки в виде изменения давления суспензии, обеспечить стабильность протекания технологического процесса и делает процесс фильтрования устойчивым к действию возмущений.

Давление в закрытой приемной ванне фильтра регулируется следующим образом:

Р =К (Р - Р ) + j (Рр 3aa) dt+К (hy- Ьср), где Е - коэффициент передачи регулятора по основному каналу;

К вЂ” коэффициент коррекции, зависящий от диаметра барабана фильтра;

Ги — время затухания переходного процесса, с;

pygmy фактическая и средняя частота вращения барабана фильтра, с, РрМЯщ- фактическое и заданное давление суспензии в закрытой приемной ванне.

Процесс фильтрования волокнистых суспензий на фильтрах непрерывного действия осуществляется путем подачи промываемого сырья из приемной ванны 1 в конфузорное пространство фильтра 2 под давлением. Одной из поверхностей конфузорного пространства является вращающаяся фильтровальная перегородка в виде барабана, обтянутого сеткой. На входе конфузорного пространства фильтровальная перегородка подхватывает волокнистую суспензию и за счет возникающих сил сцепления (волокно — сетка) способствует образованию фильтрующего слоя, переносу волокнистой массы вместе с фильтрующей поверхностью, а также созданию дополни5

4 тельного давления на массу в самом конфузорном пространстве. Впускная щель конфузорного пространства шире выпускной в 7—

10 раз. Это создает жидкостное давление в самой суспензии, в результате чего происходит фильтрование через вращающую фильтрующую поверхность.

Для обеспечения нормального функционирования в приемной ванне 1 фильтра 2 поддерживается постоянный уровень путем измерения его датчиком 3 уровня, сравнения заданного уровня с его фактическим значением в регуляторе 4 и воздействия на исполнительный механизм 5, расположенный в линии подачи суспензии в приемную ванну 1.

Изменение частоты вращения барабана фильтра 2 осуществляется с помощью регулятора 6, воздействующего на привод 7 барабана. Одновременно сигнал с регулятора

6 поступает в виде коррекции на регулятор

8, который сравнивает фактическое давление от датчика 9 давления в верхней части закрытой приемной ванны 1 с его заданным значением и воздействует на исполнительный механизм 10, расположенный на линии подачи сжатого воздуха в приемную ванну

1. Соотношение между скоростью движения суспензии и движением самой фильтрующей поверхности должно находиться в определенных пределах для устойчивой работы фильтра 2. Скорость движения суспензии в конфузорном пространстве фильтра 2 зависит от ее давления на его входе. Поэтому с целью обеспечения устойчивой и стабильной работы фильтра 2 непрерывного действия дополнительно регулируют давление суспензии в закрытой приемной ванне 1 фильтра 2 в зависимости от частоты вращения самого барабана фильтра 2.

Предлагаемый способ управления процессом фильтрования на фильтрах непрерывного действия позволяет повысить стабильность процесса фильтрования и промывки за счет повышения устойчивости системы регулирования и компенсации возмущений, возникающих на объекте управления.

1165431

Продолжение табл.

0,99(†.У вЂ !,б4 сетк

О, 21(/сети 0,41

Устойчивый

0,41

0,99

Слой не формируется

1,78

0,2

Закупорка

0» 2 <%етк (0» 53

Устойчивый

0,94

0,53

Слой не формируется

Составитель Э. Склярский

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор Л. Бескид

Заказ 426! /! 0 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4