Способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы

 

299587

О>ПЙСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсииз

Социалистичесиил

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК D 21с 7/12

Заявлено 09Х1.1969 (1чъ 1339934 29-33) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 2611!.1971. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 25Х,1971

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 681.335.713:676.1..052.2 (088.8) Авторы изобретения

И. Е. Вьюков, О. Ф. Соболев и В. Н. Смородин

ЯС1=.,(;(:1#3 Н 4Я

Всесоюзный научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности 111: п1йо :...."".::-;."." "."1 1

Заявитель

СПОСОБ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

НЕПРЕРЫВНОИ ВАРКИ СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ кг абс. сух. др

> лаан

30

Известен способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы путем поддержания параметров технологического режима варки с помощью вычислительного устройства и регуляторов, Цель изобретения — обеспечить возможность регулирования выхода и механических свойств целлюлозы. Достигается это тем, что параметры технологического режима регулируют в зависимости от состава щепы и свойств нарочного щелока по температуре, расходу активной щелочи и гидромодулю варки.

На чертеже изображена блок-схема управления процессом непрерывной варки сульфатной целлюлозы, которая состоит из варочного аппарата 1, транспортера 2, подающего щепу в нарочный аппарат, шнекового питателя 8, бака 4 варочного щелока, трубопровода б подачи нарочного щелока в аппарат, трубопровода б подачи пара, трубопроводов 7 и 8 подачи черного и белого щелоков, трубопровода 9 выдувки целлюлозы и аппарата, вычислительного блока 10 для расчета оптимальных режимов варки, измерителя 11, соотношений хвойных и лиственных пород в щепе, измерителя 12 сульфидности варочного щелока, вычислительного блока 18 продолжительности варки, измерителя 14 оборотов шнеков варочных труб, регулятора 1б температуры варки, вычислительного блока 1б для расчета количества абсолютно сухой щепы, подаваемой в аппарат расходов варочного

5 белого и черного щелоков, измерителя влажности 17, измерителя 18 числа оборотов шнекового питателя, расходомера пара 19, измерителя 20 концентрации белого щелока, регулятора 21 расхода нарочного щелока, ре10 гулятора 22 расхода белого щелока и регулятора 28 расхода черного щелока.

Способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы базируется на следующих количественных

15 соотношениях.

Количество абсолютно сухой древесины, подаваемой в аппарат 1, определяется производительностью шнекового питателя 8:

D =йп () где D — количество абсолютно сухой древесины, k — коэффициент пропорциональности, зависящий от конструктивных особенностей шнекового питателя и объемного веса щепы;

299587 а — число оборотов шнекового питателя, об/мин;

W — влажность щепы, /О.

Расход активной щелочи на варку вычисляется по формуле т г б Яб вш Оиш (2)

10 D 10 . D где х1 — расход активной щелочи на варку, кг Na,О

ООr кг абс. сух. др.

Сб — концентрация активной щелочи белого щелока, г/л;

Q6 — расход белого щелока, л/мин, Сн„— концентрация варочного щелока, г/л;

Q, — расход варочного щелока, л/мин..

Гидромодуль варки, по определению, равен отношению веса жидкой фазы, содержащейся в определенном объеме аппарата, к весу абсолютно сухой древесины:

D W

Q6+ Q÷+ + е.1» где Qa+Qч=Qa расход варочного щелока, л/мин;

Q — расход черного щелока, л/мин;

G» расход пара (конденсата пара), кг/мин; — = Q„» — количество влаги, посту.

D. W

100 — W пающей в аппарат со щепой, л/мин.

Продолжительность варки определяется скоростью линейного перемещения щепы шнеками варочных труб и зависит от числа оборотов шнеков: х,= — g —, 1=1 (4) 1 в длина варочной трубы, м;

S — шаг шнека, м; и4 — число оборотов шнеков варочных труб, об/мин;

i= 1, 2... k — число труб нарочного аппарата. где у1=59,21 — 6,25x1 — 5,10х2+1,32хз— — 3,45хб — 0,62х1хз+1,43х1хз+0,91х 1х4+

+1,11хзх4+1,13хзх4+0,47хзхб — 0,63хбхб (5) Зависимости показателей механической прочности и выхода целлюлозы от основных факторов варки в аппаратах «Пандия», полученные с помощью экспериментально-статистических методов планирования эксперимента, имеют вид: у1= 82,13 — 12,84х1 — 8,85х2+ 12,35хз+

+ 5,04х4 — 6,20хб — 3,38хб — 7,58х1х2+

+ 3,63х1хб — 1,44х1хб+ 1,55хзх4+

+5,21хзх4 — 2,41хбхб (6) уз ==-6060 + 81х1+ 136х2 — 363хз — 334х4+

+330хб+240хб — 198х1х2+266х1хз+

+ l 75X1X4+188X2X4 — 200Х2Хб — 150ХзХ4+

+230хбхв (7) 10 у4 = 3,62 — 0,18хз — 0,24х4+0,46хб+0,25хб— — 0,13х1х2+0,21х1хз+0,24x1x4+0,15хзх4— — О, 16хзх4+ О, 18х4хб+О, 1 5хбхб (8) уз == 134,5+10,5х1+7,5х, — 2,5хз+3,8хб— — 2,9хб — 6,0х1хз (9) уз = 733+ 148х1+153хз+300хб+480хб +

+121х1хб — 148хзх4+218хбхб (10) 35 где .к1 — расход активной щелочи, кг Naa О

О/, кг абс. сух. древ.

x2 — температура варки, C; хз — гидромодуль варки; х4 — содержание хвойных пород древесины (ель» сосна) в щепе; хб — время варки, мин; хб — сульфидность варочного щелока, Ь;

Расчет оптимальных режимов варки, обеспечи. вающих требуемые механические свойства и максимально возможный выход целлюлозы для различного состава щепы и

5р сульфидности варочного щелока, осуществляется вычислительным блоком 10 вычислительного устройства на основании уравнений (5), (7), (8), (9), (10) путем решения следуюш,ей задачи.

55 В области допустимых значений расхода активной щелочи х1, температуры х2 и гидроМОД1 ЛЯ Х3

Х1ьшн Х1 Х1м ан с

Х2мнн Х2 Х2м акс

X3M»» X3 X3Manc

По данным о составе щепы х4, сульфидности варочного щелока хб, поступающим от измерителей 11 и 12, и времени варки хб, вы65 числяемому блоком вычислительного устрой.

20 где у1 — выход целлюлозы из древесины, /О от веса абсолютно сухой щепы; уз — жесткость целлюлозы, ед. Каппа; уз — разрывная длина целлюлозы, м;

y4 — сопротивление целлюлозы продавливанию, кг/см, у; — сопротивление раздиранию, г; у; — число двойных перегибов целлюлозы.

3p x — 15 х — 175 х., — 3,5

Х,=- . ; Х.= i ХЗ т

3 8 1,5 х,— 70 хз — 50 х,— 25

Х,== ; Хб=, ;ХО

30 15 7 т

29958i

65 ства И в соответствии с формулой (4), по данным о числе оборотов шнсков ьарочных труб, поступающим от тахометров 14, находят те значения xl, x2, хз, которые обеспечивают максимальный выход целлюлозы:

6 6 у, = bo, +," bi,х, + > Ь;1,х,х,- = макс

i= 1 Z=l, ó. < j

i при ограничениях;

6 6 у, (Ьо, +; ",bi,x,+ g bid,х,y>, С=т i=l, i<1

6 6 у,(bo, + Qbz,х,+gbz1,х,у;

Z=l i=l, Z

6 6 у, -4 bo,+ Q bi,х, + Q bzAxzó,; с=1 i=l, z<1

6 6

Ув (Ьо, + f bz,х, + Ьц„х,у; *

i=|, y.

В целях сокращения записи уравнения (5), (?), (8), (9), (10) представлены в оощем виде, Эти неравенства требуют, чтобы разрывная длина из, сопротивление продавливанию у4, сопротивление раздиранию уз и число двойных перегибов уо целлюлозы не выходили из норм, предусмотренных ГОСТами. Система неравенств может решаться, например, методом перебора. Из интервалов (х1„„;, х(макс) > (х2мин, х2макс) (хзмин, хзманс) выби рается несколько точек с определенным шагом для каждого интервала (например, из области допустимых значений расхода активной щелочи можно выбрать точки с шагом

0,6 /о, начиная с 12 /о и кончая 18/о). Для каждой точки из первого интервала в сочетании со всеми точками из второго и третьего интервалов проверяются выше указанные неравенства. Если выбранные три числа х|,, х,, х, (z=1, 2... и — число точек в каждом интервале) не удовлетворяют неравенствам, то выбираются следующие три числа и с ними снова проверяются неравенства и т. д.

В случае, если выбранная тройка х1,, х,, х, удовлетворяет системе неравенств, то вычисляется по этим значениям величина выхода целлюлозы на основании уравнения (5) и записывается в определенную ячейку памяти вычислительного устройства. Эта величина затем сравнивается с последующим значением выхода целлюлозы, удовлетворяющим системе неравенств, из данной пары чисел выбирается максимальное и т. д. Таким образом, перебрав все значения расхода активной щелочи, температуры и гидромодуля из заданных интервалов, определяются те их

ЗНаЧЕНИЯ Хь Х2, Хз, ПРИ КОТОРЫХ ОбЕСПЕЧИВаются требуемые механические свойства и достигается максимальный выход целлюлозы.

Найденные оптимальные значения параметров технологического режима используются

25 затем для расчета заданий регулятором, управляющим технологическим процессом варки. Вычисленное значение температуры непосредственно выдается в качестве задания регулятору температуры 15, регулирующему подачу пара в варочный аппарат. Расчет заданий регулятором, управляющим подачей щелоков в варочный аппарат, осуществляется следующим образом.

Вычислительный блок 16 вычислительного устройства по формуле (1) определяет расход абсолютно сухой щепы, подаваемой в аппарат на основании данных о влажности щепы и числе оборотов шнекового питателя 8, поступающих из измерителя влажности 17 и тахометра 18.

По величине расхода щепы и по данным о ее влажности и расходе пара в аппарат, поступающим от измерителя влажности 17 и расходомера пара 19, определяется в соответствии с формулой (3) количество варочного щелока, которое нужно подать в аппарат для создания требуемого гидромодуля.

D.К

,щ=1 хз — О, 100 — М

Затем из условия требуемого расхода активной щелочи на варку в соответствии с выражением (2) вычисляется количество белого Q6 и черного Q„щелоков для подачи в смесительный бак 4 по данным о концентрации белого щелока Сб, измеряемой титрометром 20 и вычисленному значению расхода нарочного щелока Q,ù..

10 D --Xl

Яб Яч = Янщ 661 б

Вычисленные значения Q,ù, Q6, Q, выдаются в качестве заданий регуляторам 21, 22, 28 подачи соответственно варочного щелока, белого щелока и черного щелока. Эти регуляторы в соответствии с заданиями управляют системой подачи щелоков в варочный аппарат, обеспечивая требуемые расход активной щелочи и гидромодуль варки.

Для проверки правильности работы вычислительного устройства по уравнению (6) блоком вычислительного устройства 10 периодически вычисляется величина жесткости.

Предсказанное значение жесткости целлюлозы сравнивается с действительной величиной по результатам лабораторных анализов массы на выходе из аппарата. В случае расхождения этих значений в уравнения (5), (G), (7), (8), (9), (10) вносятся необходимые уточнения.

Предмет изобретения

Способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы путем поддержания параметров технологического режима варки с помощью вычислительного устройства и регуляторов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможно7

Составитель В. Распопова

Тскред Л. Я. Левина Корректор О. С. Зайцева

Редактор Е. Дайч

Заказ 1239716 Изд. ¹ 548 Тираж 473 Подппснос

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2 сти регулирования выхода и механических свойств целлюлозы, параметры технологического режима регулируют в зависимости от состава щепы и свойств варочного щелока по температуре, расходу активной щелочи и

Геедро м оду л ео ва р ки.