Устройство автоматического регулирования работы кристаллизатора

 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования работы кристаллизаторов, применяемых в составе установок фракционной кристаллизации в химической и смежных с ней отраслях промышленности, например, при получении обеспыленных калийных удобрений улучшенного гранулометрического состава и позволяет увеличить выход готового кристаллического продукта. Устройство содержит питающий сборник, насосы, кристаллизатор, регуляторы, клапан в трубопроводе подачи исходного раствора, задатчики, датчик расхода исходного раствора, клапан в линии подачи пара, эжектор, датчик вакуума, центрифугу, клапан в трубопроводе подачи пульпы в центрифугу, клапан в трубопроводе подачи отфугованного раствора в питающий сборник, регулирующий блок, датчик температуры кипения пульпы в кристаллизаторе, датчик уровня, датчик концентрации основного кристаллизующегося компонента, датчик температуры исходного раствора, датчик концентрации основного некристаллизующегося компонента. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1542563 (51)5 Ol D 9 02

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4365644/23-26 (22) 18.01.88 (46) 15.02.90. Бюл. М 6 (72) Е.В. Кротков (53) 66.052-012 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 812345, кл. В 01 D 9/02, 1981, Авторское свидетельство СССР

Р 835453, кл. В Ol Р 9/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ КРИСТАЛЛИЗАТОРА (57) Изобретение относится к системам автоматического регулирования работы кристаллиэаторов, применяемых в составе установок фракционной кристаллизации в химической и смежных с ней отраслях промьппленности, например> при получении обеспыленных калийных удобрений улучшенного гранулометриИзобретение относится к системам регулирования работы кристаллизаторов, применяемых в составе установок фракционной кристаллизации в химической и смежных с ней отраслях промышленности, и может быть испрльзовано, например, при получении обеспыпенных калийных удобрений улучшенного грануломет. рического состава.

Целью изобретения является увеличение выхода готового кристаллического продукта за счет повышения точности регулирования.

На чертеже представлена блок-схема устройства автоматического регулирования работы кристаллиэатора.

2 ческого состава и позволяет увеличить выход готового кристаллического продукта. Устройство содержит питающий сборник, насосы, кристаллизатор, регуляторы, клапан в трубопроводе подачи исходного раствора, sapàò÷èки, датчик расхода исходного раствора, клапан в линии подачи пара, эжектор, датчик вакуума, центрифугу, клапан в трубопроводе подачи пульпы в центрифугу, клапан в трубопроводе подачи отфугованного раствора в питающий сборник, регулирующий блок, дат-. чик температуры кипения пульпы в кристаллизаторе, датчик уровня, датчик концентрации основного кристалли- Ф эующегося компонента, датчик темпе- Е ратуры исходного раствора, датчик кон- ф/ф центрации основного некристаллиэующегося компонента. 1 ил. Ю

Устройство содержит питающий сборник 1, насос 2, кристаллизатор 3, регулятор 4, клапан 5 в трубопроводе подачи исходного раствора, задатчик

6, датчик 7 расхода исходного раствора,.регулятор 8, клапан 9 в линии подачи пара, эжектор 10, задатчик 11, датчик 12 вакуума, насос 13, центрифугу 14, клапан 15 в трубопроводе подачи пульпы в центрифугу, клапан

16 в трубопроводе подачи отфугованного раствора в питающий сборник, регулирующий блок 17 датчик 18 температуры кипения пульпы в кристалли- заторе, датчик )9 уровня, датчик 20 концентрации основного кристаллизующегося . компонента, датчик 21 тем1542563 пературы исходного раствора и датчик !

22 концентрации основного некристаллизующегося компонента.

Устройство работает следующим образом.

Из питающего сборника 1 насосом 2

:в кристаллизатор 3 подается исходный раствор, расход которого стабилизируется регулятором 4 путем выдачи . 10

:управляющего сигнала на клапан 5 в зависимости от разности сигналов заатчика 6 и датчика 7 расхода исходного раствора. В кристаллизаторе в словиях вакуума, стабилизируемого 15 регулятором 8, путем выдачи управлящего сигнала на клапан 9 в линии подачи пара в эжектор 10 в зависи+ мости от разности сигналов задатчика

11 и датчика 12 вакуума в кристаллиза-20 торе вырабатывается пульпа, возвращаемая насосом 13 непосредсгвенно в итающий сборник 1 и одновременно одаваемая в центрифугу 14, откуда тфугованный раствор также частично 25

,возвращается в питающий сборник 1.

При этом величина потока пульпы, озвращаемой непосредственно в питаий сборник 1, регулируется с по- 30 ощью клапана 15 в трубопроводе по 1ачи пульпы в центрифугу, а величиа потока отфугованного раствора реулируется с помощью клапана 16 в рубопроводе этого потока путем вы- 35 ачи управляющих сигналов с первого второго выходов регулирующего блоа 17. в зависимости от сигналов датика 18 температуры кипения пульпы, атчика 19 уровня, датчика 20 конентрации основного кристаллиэующего я компонента, датчика 21 температу>1>ы исходного раствора, датчика 22 концентрации основного некристаллизуфщегося компонента, 45

Регулирующий блок 17 является программно-управляемым блоком, в котором

Производится периодически через период времени, равный периоду скани50 роания „, вычисление следующих ха= рактеристик: BSP; задание по концентрации основного кристаллизующегося

Компонента в питающем сборнике 1 (на i-м цикле сканирования), 55

ВВР = (E+z)«(113+5,33 Ò;

- о,оо9»т ) «(E-о,оо16)»(т;— — то; ) — о,144 «воя;, (1) SL; = ЯЬ; + PL ° ((Ь;,- Ь;) +

+ — — -»(LSP - L )1 (2)

TAYL 1 .>> где PL,TAYL,LSP — константы, выбираемые при настройке системы;

L;, L; < - текущие значения уровня;

SBl . — вторая внутренняя переменная (на

i-м цикле сканирования);

SB SB, + PB» ((B,-В,) +

+ — — (BSP —  ) j

TAYB

> (3) где PE TAYB— константы, выбираемые при настройке системы; текущие значения концентрации основного кристаллизующегося компонента в питающем сборнике; значение выходного сигнала (в цифровой форме на цикле сканирования) на клапан 15 в трубопроводе подачи пульпь> в центрифугу: в;,в„,—

SLi » SBi

EEis- = — — ——

1 + SB; (4) rye U<< — значение выходного сигнала (в цифровой Форме на цикле сканирования1 на клапан 16 в трубопроводе возврата отфугованного раствора в . питающий сборник: SLi (5) При изменении, например, уровня в питающем сборнике блок 17 корректиругде z - оптимальная величина пересыщения в кристаллизаторе (константа, выбираемая при настройке системы);

Т; — температура кипения пульпы в кристаллизаторе;

ТО; — температура раствора в питающем сборнике;

B0N, — концентрация основного некристаллизующегося компонента в питающем сборнике.

Первая внутренняя переменная SL

1 (на 1 м цикле сканирования):

1542563

15

Рц, = Ро Ko U (6) 25

dU 45

cons t °

dU <ь (12) 35 ет по формуле (2) величину переменной

SL;, определяющей сумму потоков пульпы, возвращаемой из кристаллиэатора непосредственно в питающий сборник, и отфугованного маточного раствора ° Если при этом значения сигналов остальных датчиков не менялись, то не изменится и значение переменной

SB;, вычисляемой по формулам (l), (3) и определяющей величину отношения потоков пульпы, возвращаемой в кристаллизатор, и отфугованного маточного раствора. Далее по значениям SB

SL; в соответствии с формулами (4,3) вычисляются значения управляющих переменных U

Значения вычисленных переменных

U ig„U „Ь преобразуются в стандартные пневматические сигналы диапазона

0,2-1 ати и выдаются на регулирующие клапаны 15,16 с характеристиками вида: где Гч — расход пульпы в центрифугу;

Р— расход.. пульпы при. полностью открытом клапане;

Ко — коэффициент передачи клапана, Б< — управляющий сигнал на клапан.

Клапан 15 типа "воздух закрывает", (ВЗ), т.е. полностью открыт при отсутствии управляющего сигнала Ц>

Ем Ко П(ь| (7) F - расход отфугованного маточного раствора;

Кц — коэффициент передачи клапа40 где на;

U..

Клапан 15 установлен в трубопроводе подачи пульпы в центрифугу, однако он воздействует и на поток пуль50 пы, возвращаемой из кристаллиратора непосредственно в питающий сборник. увеличение потока пульпы в центрифугу всегда равно уменьшению потока пульпы в питающий сборник и наоборот.

dFp =- -dFp (8) где dF< — приращение расхода пульпы в питающий сборник; о

ЙЕТИ вЂ приращеНие расхода пульпы в центрифугу.

Расход основного кристаллиэующегося компонента из конденсатора в пита-, ющий сборник равен:

С-Г„,В„+ F, Вр, (9) где F — расход отфугованного маточМ ного раствора;

Вм — концентрация основного кристаллизующегося, компонента в маточном растворе;

Fp †. расход пульпы, возвращаемой непосредственно в питающий сборник;

Вр — концентрация основного кристаллизующегося компонента в пульпе.

Для регулирования уровня в питающем сборнике необходимо таким образом изменить сумму возвращаемых потоков

F+ + Fp чтОбы при этОм

dG = dF B + dFp Вр О ° (1О) Учитывая (14) и (16), получим

1Ą» — = const °

dFì Вр г

Учитывая (12), (13), имеем

Таким образом при изменении уровня в питающем сборнике данное устройство путем вычисления и выдачи. управляющих сигналов U s, Uqq на клапаны

15,16 обеспечивает изменение суммарного потока пульпы,. возвращаемой непосредственно в кристаллизатор и Отфугованного маточного раствора, при этом отношение этих потоков остается постоянным, что позволяет избе кать возмущения по концентрации основного кристаллизующегося компонента в питающем сборнике.

При изменении температуры, концентрации основного кристаллизующегося компонента или концентрации основного некристаллизующегося компонента в питающем сборнике по формулам (1-5) вычисляются такие значения управляющих сигналов Ugg

U(g, что изменяется соотношение Гр/Fg и не изменяется Рр + Р . Это позволяет регулировать концентрацию основного кристаллизующегося компонента в питающем сборнике, не внося допол1542563 кительного разбаланса между суммой потоков, входящих в сборник, и вы одным потоком.

Составитель В. Федоров

Редактор М. Бандура Техред П,олийнык Корректор И. Куска

Заказ 926

Тираж 549

Подписное

1 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5.роизводствеино-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина 101

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования работы кристаллизатора, содержащее датчик расхода исходного раствора, подаваемого в кристаллизатор, подключенный к первому входу

1 первого регулятора, первый задатчик, ! в mop которого подключен к второму в оду первого регулятора, выход которого связан с клапаном в линии подачи исходного раствора в кристаллиза ор, датчик вакуума в кристаллизато е, подключенный к первому, входу втоpioro регулятора,; к второму входу 2д

1 которого подключен второй задатчик, а1 выход соединен с клапаном в линии г одачи пара в эжектор, датчик температуры кйпения раствора в кристаллиза торе, датчик уровня и датчик концентрации основного кристаллизующегося компонента раствора в питающем сборнике, выходы которых подключены к первому, второму и третьему входам регулирующего блока, первый выход которого подключен к клапану в линии подачи пульпы в центрифугу, а второй выход соединен с клапаном в линии возврата отфугованного раствора в питающий сборник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения выхода готового кристаллического продукта за счет повьппения точности регулирования, оно дополнительно содержит датчик температуры раствора в питающем сборнике и датчик концентрации основного некристаллизующегося компонента в питающем сборнике, выходы которых подключены к четвертому и пятому входам регулирующего блока.