Способ управления многокорпусной выпарной установкой
Изобретение относится к способам управления многокорпусными выпарными установками получения поваренной соли и позволяет повысить экономичность работы установок и качества соли за счет одновременного обеспечения снижения содержания примеси и снижения влажности соли на выходе из установки. Способ включает поддержание концентрации твердой фазы в циркулирующей в корпусах суспензии корректированием по ее значению соотношения расход греющего пара - расход смешанного раствора на каждый корпус, воздействие на расход смешанного раствора, регулирование уровня смешанного раствора в смесителе изменением расхода исходного раствора, подаваемого в смеситель, воздействие на поток отводимого маточного раствора по содержанию примеси в смешанном растворе, регулирование температуры сгущенной суспензии на выходе из отстойника. 1 ил.
Изобретение относится к способам управления многокорпусными выпарными установками (МВУ) получения поваренной соли из раствора и может быть использовано в пищевой и химической отраслях промышленности. Целевым продуктом этих МВУ является сгущенный осадок поваренной соли после центрифуг. К нему предъявляются требования по влажности и по содержанию примесей сульфата натрия: влажность осадка должна быть по возможности минимальной, а содержание сульфата натрия из условий предотвращения слеживаемости поваренной соли и деградации ее пищевых свойств не должно превышать 0,24% Целью изобретения является повышение экономичности работы установки и повышение качества кристаллического продукта. На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ управления МВУ. Устройство содержит корпуса 1 установки, отстойник 2, бак 3 для приготовления смешанного раствора, центрифугу 4, расходомер 5 греющего пара, расходомеры 6 смешанного раствора, подаваемого на каждый корпус, концентратомеры 7 твердой фазы в суспензии, циркулирующей в каждом корпусе, регулирующие клапаны 8 для изменения подачи смешанного раствора в каждый корпус, термометры 9, 10 и 11 сопротивления для измерения соответственно температуры упаренной суспензии на выходе из последнего корпуса, температуры исходного раствора, подаваемого на промывку кристаллов, и температуры сгущенной суспензии на выходе из отстойника, расходомер 12 для измерения расхода сбрасываемого из установки маточного раствора, концентратомер 13 для измерения концентрации примеси в смешанном растворе, уровнемер 14, регулирующий клапан 15, изменяющий подачу исходного раствора в бак приготовления смешанного раствора, регулирующий клапан 16, изменяющий количество сбрасываемого маточного раствора, регулирующий клапан 17, изменяющий подачу исходного раствора, подаваемого на промывку кристаллов, блок 18 суммирования с масштабируемыми входами и регуляторы 19, 20, 21 и 22, вырабатывающие управляющие воздействия соответственно для подачи смешанного раствора в корпусы, для подачи исходного раствора на промывку кристаллов, для подачи исходного раствора в бак приготовления смешанного раствора и для изменения количества сбрасываемого матричного раствора. Устройство работает следующим образом. Смешанный раствор из бака 3 подается параллельно во всей корпуса 1. Греющий пар подается в греющую камеру первого корпуса, вторичный пар которого поступает в греющую камеру второго корпуса. Вторичный пар последнего корпуса подается на конденсатор. Концентрирование смешанного раствора в каждом корпусе осуществляется до достижения определенной концентрации твердой фазы. Суспензия из первого корпуса перетекает во второй и т.д. а из последнего корпуса в отстойник 2. Для промывки кристаллов соли от примеси сульфата натрия, растворенного в маточном растворе, в среднюю часть отстойника через специальное устройство подается исходный раствор. Маточный раствор из отстойника 2 вытесняется исходным раствором в бак 3 приготовления смешанного раствора, а суспензия из кристаллов соли и исходного раствора направляется в центрифугу 4, в которой происходит разделение жидкой и твердой фаз суспензии. Твердая фаза в виде влажной соли из центрифуги 4 направляется на сушку, а жидкая в бак 3 приготовления смешанного раствора. В баке 3 приготовления смешанного раствора смешиваются маточный раствор из отстойника 2, жидкая фаза суспензии, разделяемой в центрифуге 4, и исходный раствор. Эффективная работа МВУ получения поваренной соли заключается в обеспечении длительного беспромывочного цикла, максимально допустимого содержания примеси сульфата натрия в готовом продукте, минимально возможного содержания влаги в соли, направляемой на сушку, и минимального удельного расхода исходного раствора. Длительный беспромывочный цикл работы МВУ обеспечивается накоплением твердой фазы и поддержанием заданного ее значения в корпусах 1. Этому способствует и система регулирования концентрацией твердой фазы в суспензии, циркулирующей в них. Указанная система регулирования состоит из четырех регуляторов 19 соотношения расход греющего пара расход смешанного раствора на каждый корпус 1, значение которого корректируется по сигналу концентратомера 7 твердой фазы. Расход смешанного раствора и расход пара измеряются соответственно расходомерами 6 и 5. Регулирующим воздействием является изменение расхода смешанного раствора на корпуса 1, осуществляемое с помощью клапанов 8. Максимально допустимое содержание примеси в готовом продукте обеспечивается двумя путями: предотвращением кристаллизации примеси в корпусах 1 и отмывкой исходным раствором кристаллов поваренной соли от маточного раствора в отстойнике 2. Предотвращение кристаллизации примеси в корпусах 1 обеспечивается поддержанием требуемого значения концентрации ее в смешанном растворе. Благодаря этому одновременно достигается также и минимальный удельный расход исходного раствора. Снижение содержания влаги в соли, направляемой на сушку, как уже говорилось, предлагается обеспечивать сгущением суспензии соли на выходе из отстойника 2 до требуемого значения. Наиболее вероятными возмущениями при работе МВУ получения соли являются изменение давления греющего пара и вакуума. При увеличении значения давления греющего пара происходят изменения значения параметров работы МВУ в ту же сторону, что и при уменьшении вакуума в вакуумной системе. Поэтому для пояснения сущности работы предложенного способа управления достаточно рассмотреть работу системы управления при одном возмущении изменении давления греющего пара, например при его снижении. При снижении давления греющего пара уменьшаются полезная разность температур, количество потребляемого пара и количество выпаренной в корпусах 1 воды, что приводит к уменьшению концентрации твердой фазы в циркулирующей в них суспензии. При снижении расхода пара регуляторы 19 соотношения с помощью клапанов 8 уменьшают расход смешанного раствора по корпусам 1 и тем самым предотвратят значительное отклонение концентрации твердой фазы в них. Окончательное значение расхода смешанного раствора по корпусам 1 устанавливается регуляторами 19 по сигналам концентратомера 7 твердой фазы по достижении заданного значения концентрации твердой фазы в корпусах 1. В связи с уменьшением расхода смешанного раствора на установке уменьшится и слив суспензии из последнего корпуса 1 в отстойник 2, вследствие чего изменится температура суспензии на выходе из осветлителя, измеряемая термометром 11. Если при этом температура упаренной суспензии, измеряемая термометром 9, и температура исходного раствора, измеряемая термометром 10, не изменились, то задание регулятору 20 значения температуры суспензии на выходе из осветлителя останется прежним и регулятор 20 не изменит с помощью клапана 17 расход исходного раствора, подаваемого на промывку кристаллов, так, чтобы она осталась прежней. Если же температура упаренной суспензии и(или) температура исходного раствора при этом изменились, то блок 18 по выражению Аtуп + (1-А)tисх, где tуп температура упаренной суспензии; tисх температура исходного раствора; А масштабный коэффициент, равный 0,2-0,4, определяет новое требуемое значение температуры суспензии на выходе из осветлителя и задает его регулятору 20. В этом случае регулятор 20 с помощью клапана 17 будет изменять расход исходного раствора до тех пор, пока температура суспензии на выходе из осветлителя 2 не достигнет нового требуемого значения. Снижение подачи смешанного раствора по корпусам 1 приведет к повышению уровня в баке 3 приготовления смешанного раствора, в результате чего регулятор 21 с помощью клапана 15 уменьшит подачу в бак 3 исходного раствора. Уменьшение подачи исходного раствора в бак 3 приведет к увеличению концентрации примеси в смешанном растворе. По сигналу концентратомера 13 примеси регулятор 22 увеличит сброс маточного раствора из системы, что приведет к уменьшению расхода маточного раствора в бак 3 и, следовательно, к снижению концентрации примеси в смешанном растворе до заданного значения. Таким образом, данный способ управления МВУ при снижении давления греющего пара приводит установку к новому установившемуся состоянию. При этом значение концентрации твердой фазы в циркулирующей в корпусах 1 суспензии останется прежней, т.е. длительность межпромывочного цикла МВУ не изменится. Расход исходного раствора будет установлен таким, чтобы концентрация примеси в смешанном растворе была максимально допустимой по условию предотвращения ее кристаллизации в корпусах 1. Это обуславливает минимальное потребление исходного раствора. Температура суспензии на выходе из отстойника 2 поддерживается в соответствии с заданием, определяемым блоком 18 по предложенному выше выражению, обеспечивающим допустимое значение содержания примеси в готовом продукте и минимальное содержание влаги в суспензии и на выходе из центрифуги. Следовательно, новый режим работы МВУ с меньшей производительностью так же, как и прежний, является эффективным (по удельным показателям). При других возмущающих воздействиях данный способ управления также приводит МВУ к стабильному и эффективному режиму.
Формула изобретения
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащей выпариватели, отстойник и смесительный бак, путем регулирования соотношения расходов греющего пара и смешанного раствора, подаваемого в выпарной аппарат, получаемого смешением в смесителе исходного раствора и маточного раствора, возвращаемого на выпаривание, корректирования соотношения расхода в каждом корпусе в зависимости от концентрации твердой фазы в упариваемой суспензии, регулирования уровня раствора в смесителе в зависимости от расхода подаваемого в него исходного раствора, а также изменения подачи исходного раствора на промывку кристаллов и сброса отводимого маточного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности работы установки и качества кристаллического продукта, дополнительно измеряют концентрацию примеси в смешанном растворе и по отклонению ее от заданного значения изменяют расход сбрасываемого маточного раствора, измеряют текущие значения температур упаренной суспензии на выходе из последнего корпуса аппарата и исходного раствора, рассчитывают по их значениям величину температуры сгущенной суспензии на выходе из отстойника, необходимую для поддержания заданной степени сгущения, и в зависимости от величины отклонения текущей температуры сгущенной суспензии от расчетной производят регулирование величины потока исходного раствора, подаваемого на промывку.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000
Извещение опубликовано: 20.03.2000
