Способ автоматического управления процессом выпаривания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3811316/23-26 (22) 06 ° 11.84 (46) 15.05.86. Бюл. У 18 (7.1) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (72) В.Б. Шикин, В.В. Варенцов, В.И. Сахненко и В.Г. Зарембо-Рацевич (53) 66.012-52(088.8) (56) .Авторское свидетельство СССР

В 611624, кл. В 01 D 1/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 541479, кл. В 01 D 1/00, 1975. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫПАРИВАНИЯ в установке периодического действия, „„SU„„1230614 А 1 (59 4.B 01 D 1/30 С 05 D 27/00 включающий изменение скорости враще- ния конического ротора испарителя в зависимости от концентрации у ариваемого раствора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергозатрат на проведение процесса выпаривания, скорость вращения дополнительно изменяют обратно пропорцио- . нально уровню упариваемого раствора, измеряют расход вторичного пара, в зависимости от которого ступенчато . регулируют значение вакуума в испарителе, при этом прекращение процесса выпаривания осуществляют при достюке- нии минимального значения уровня и максимального значения концентрации раствора в испарителе.

Ф 1230614

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом выпаривания на установках периодического действия, нестационарным теплои массообменом и может найти широкое применение в химической, химико-фармацевтической, витаминной, пищевой и других отраслях промышленности при получении целевых продуктов, лекарственных препаратов и витаминных кон- 10 центратов.

Цель изобретения — снижение энергетических затрат на проведение процесса выпаривания.

На фиг. 1 представлена вакуум-выпарная установка периодического действия; на фиг. 2 — график зависимости кратности циркуляции упариваемого раствора (} от скорости вращения ко-. нического ротора h при различной глу-. 2О бине его погружения h,„, в раствор; на фиг. 3 — график изменения концентрации С раствора в испарителе в зависимости от длительности процесса выпаривания 25

Установка содержит испаритель 1, конденсатор 2, приемник 3. Испаритель 1 с рубашкой 4 снабжен коническим ротором 5, двигателем 6, клапаном выгрузки кубового остатка 7, штуцерами 8 подачи и выхода теплоносителя, клапаном 9 заполнения исходным раствором до отметки 10. Стрелками 11 показана циркуляция упариваемого раствора в испарителе при вращении ротора. Уровень упариваемого раствора снижается до отметки 12. В конденсатор 2 поступает хладагент через штуцер 13, а выходит через штуцер 14 °

Приемник 3 для сброса дистиллята со- 4О держит клапан 15 слива, вакуумный коллектор 16, а также клапан 17 для соединения установки с атмосферой по окончании процесса выпаривания,.когда уровень дистиллята в приемнике повышается до отметки 18. Вакуумный коллектор содержит три отсечных клапана 19, 20, и 21, каждый из которых служит для подключения к установке вакуумных насосов, создающих различную глубину вакуума . 19 - к водоструйному эжектору или водокольцевому вакуум-насосу для получения низкого вакуума (10 - 10 Па); 20 - к ротационному вакуум-насосу для получения . среднего (умеренного) вакуума (10—

1.

10 Па); 21 — к последовательно соединенным. ротационному и диффузионному вакуум-насосам для получения глубокого вакуума (10 — 20 Па)..

В испарителе установлен электронный датчик 22 уровня и диэлькометрический датчик 23 концентрации. Расход вторичного пара из испарителя измеряется ротаметром 24. Вторичными приборами указанных датчиков являются соответственно 25, 26 и 27. Алгебраический блок 28 служит для вычитания из показаний электронного уровнемера показаний концентратомера. Для регулирования скорости вращения двигателя конического ротора служит тиристорный преобразователь 29 частоты, задающим воздействием которогоявляется скорректированный сигнал по уровню, поступающий с блока 28. Блок

30 вырабатывает команду на прекращение процесса выпаривания при достижении значения уставки, соответствующего достижению минимальнодопустимой глубины погружения конического ротора в упариваемый раствор и его максимальной концентрации. Блоки 31, 32 и 33 уставок предназначены для выработки команды на подключение к установке вакуум-насосов, создающих различную глубину вакуума, в зависимости от расхода вторичного пара на выходе из испарителя. Блок 34 предназначен для отключения вакуум-насосов, создающих глубокий вакуум, по достижению предельного снижения уровня упариваемого раствора в испарителе и его максимальной концентрации.

Из графика на фиг. 2 видно, что для обеспечения постоянства циркуляции раствора в испарителе с изменяющейся глубиной погружения ротора скорость его вращения необходимо сЬответствующим образом увеличивать.

Из графика на фиг. 3 видно, что максимальное изменение концентрации, а следовательно, максимальный расход вторичного пара из испарителя приходится на первую половину длительности процесса выпаривания, поэтому нет необходимости создавать в начале процесса на установке глубокий вакуум.

Способ осуществляется следующим образом.

После подогрева раствора до кипения в испарителе 1 и создания вакуума при вращении конического ротора раствор начинает циркулировать в испарителе. Образующийся при этом вторичный пар поступает в конденсатор

3 12306

2, откуда стекает в приемник 3. Неконденсирующиеся газы удаляются из установки с помощью вакуум-насоса, При этом, когда наблюдается максимальный расход вторичного пара из испари- 5 теля, т.е, С„„„,„, > С „ к вакуумному коллектору 16 подключается с помощью отсечного клапана 19 по команде с блока 31 уставок вакуум-насос, создающий низкое значение вакуума. Уровень раствора в испарителе начинает понижаться, концентрация растворителя также уменьшается. В соответствии с этим скорость вращения конического ротора увеличивается по сигналу, по-15 ступающему с алгебраического блока

28 на вход тиристорного преобразователя 29 частоты. Кратность циркуляции возрастает и условия тепло- и массообмена улучшаются. В середине 20 процесса расход вторичного парауменьтается. В этот момент отключают с помощью клапана 19 вакуум-насос, создающий низкий вакуум, и подключают с помощью клапана 20 по команде с блока 32 уставки вакуум-насос, создающий средний (умеренный) вакуум. В

14 этот момент С > G . Когда значение

2 расхода вторичного пара станет равным G, поступает команда на отключе Э ние с помощью клапана 20 вакуум-насоса, создающего средний (умеренный) вакуум, и подключение с помощью клапана 22 по команде с блока 33 уставки вакуум-насоса, создающего глубокий вакуум.

Как только уровень упариваемого раствора в испарителе снизится до отметки 12, т.е. глубина погружения конического ротора достигнет минимальнодопустимого значения, а концентрация раствора станет максимальной, с блока уставки 30 поступит команда на отключение с помощью блокировочного реле 34, воздействующего на отсечной клапан 21, вакуум-насоса, создающего глубокий вакуум сброса оставшегося вакуума с установки в атмосферу посредством клапана 17, выгрузку кубового остатка из испарителя открытием клапана 7 и слив дистиллята иэ приемника открытием клапана 15. Цикл работы установки на этом заканчивается.

1230614

Составитель Т. Чулкова

Техред М.Ходанич Корректор В. Синицкая

Редактор М. Товтин

Заказ 2474/8

Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4