Способ автоматического регулирования процесса выпаривания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

993968

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл.э

В 01 D 1/30 б 05 D 27/00 (22) Заявлено 03.08.81 (21) 3333663/23-26 с присоединением заявки №вЂ”

Гееудэрстеенный кюмнтет (23) Приоритет—

СССР (53) УДК 66.012-52 (088.8) Опубликовано 07;02.83. Бюллетень №5 пе ттелам нзебретеннй н етхрмтий

Дата опубликования описания 17.02.83

1O. M. Быков, Ю. В. Литовка и И. М. Чифов

1 ::-".

Московский ордена Трудового Красного Зн мени .. институт химического машиностроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ВЫПАРИВАНИЯ

Изобретение относится . к способам автоматического регулирования нроцесса выпаривания в выпарных аппаратах пле: ночного типа, например, в производстве белково-витаминного концентрата и может быть использовано в химической, микробиологической и пищевой промышленности.

Известен способ автоматического регулирования процесса полного испарения жидкого однородного продукта путем изменения подачи тепла в подогреватель в зави- ц, симости от температуры и плотности продукта и на выходе подогревателя (1).

Недостатком известного способа является невозможность его применения при выпаривании растворов, плотность которых изменяется незначительно при изменении концентрации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического регулирования процесса выпаривания путем изменения подачи греющего:пара в зависимости от давления в

20 аппарате (2).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает стабильного процесса кипения, приводит к разрушению теплоотдающей поверхности из-за черезмерного повышения ее температуры и накипеобразованию на стенках труб.

При увеличении температуры распределительного устройства из-за увеличения температуры исходного раствора и других факторов происходит термическая деформация распределительного устройства, - приводящая к сужению щели и, следовательно, к уменьшению толщины пленки. Уменьшение толщины пленки при неизменном теп- ловом потоке может привести к кризису кипения, т. е. к полному испарению пленки и оголению теплоотдающей поверхности;

Если в момент кризиса не снизить тепловой поток, то это может привести к разрушению теплоотдающей поверхности из-за черезмерного повышения ее температуры.

Кроме того, при полном высыхании пленки, на стенках труб откладывается слой накипи, что приводит к забивке труб и выведению выпарного аппарата из строя.

Цель изобретения — стабилизация процесса кипения и повышение надежности работы выпарного аппарата.

Цель достигается тем, что расход греющего пара корректируют по величине тер993968

10 IS

25 зо

4О

Формула изобретения

3о

55 мической деформации распределительного устройства; при этом термическую деформацию определяют по температуре распределительного устройства.

На чертеже представлена схема реализации способа.

В начальный момент времени температура распределительного устройства равна Т», толщина щели и, следовательно, пленки раствора 6н, температура исходного раствора Т н. Для нормального ведения технологического процесса данной толщине пленки соответствует расход греющего пара Сн. При увеличении температуры исходного раствора до некоторой величины Тз„ соответственно увеличивается температура распределительного устройства до величины Тщ, что приводит к термической деформации распределительного устройства и сужению щели до толщины 6к.

Величина Ь 6 = S Бк рассчитывается по величине изменения температуры распределительного устройства ЬТ =Т1к — Т н при известных свойствах материала, из которого изготовлено распределительное устройство и известных конструктивных размерах распределительного устройства.

В зависимости от величины Ь6 осуществляют уменьшение расхода греющего пара до величины бк введением задания на уставку регулятора расхода греющего пара.

Расход греющего пара G „соответствует нормальному ведению технологического процесса при толщине пленки S и исключает кризис кипения.

В случае, если температура исходного раствора уменьшится, соответственно уменьшиться температура распределительного устройства, толщина щели распределительного устройства увеличится, соответственно увеличится толщина пленки раствора. В соответствии с увеличением толщины пленки раствора осуществляют увеличение расхода греющего пара введением задания на уставку регулятора греющего пара.

Устройство содержит пленочны и выпарной аппарат 1 с распределительным устройством 2 типа кольцевой щели и с сепаратором 3, датчик 4 давления в аппарате, регулятор 5 давления в аппарате, клапан 6 на линии подачи греющего пара, датчик 7 температуры распределительного устройства, вычислительное устройство 8.

Регулирование давления в выпарном аппарате 1, измеряемого датчиком 4, осуществляется регулятором 5, воздействующим посредством клапана 6 на расход греющего пара.

Коррекция расхода греющего пара по термической деформации распределительного устройства осуществляется следующим образом.

Температура распределительного устройства 2 измеряется датчиком 7 температуры. Выходной сигнал датчика 7 поступает на вход вычислительного устройства 8, которое по изменению температуры распределительного устройства рассчитывает величину изменения толщины щели распределительного устройства и формирует пропорциональный этому изменению сигнал, который подается на задающий вход регулятора 5. В зависимости от изменения термической деформации распределительного устройства будут меняться зада ние регулятору 5 и, соответственно, расход греющего пара.

Пример. При выпаривании белкововитаминного концентрата в выпарном аппарате пленочного типа номинальные параметры имеют следующие значения: температура исходного раствора 80 С; температура распределительного устройства 80 С; толщина щели распределительного устройства 0,004 м; расход греющего пара 11746 кг/ч.

По мере выпаривания растворителя толщина пленки стекающего раствора уменьшается и составляет в нижней части трубы, длина которой 5 м, около 0,001 м.

При достижении температуры исходного раствора 90 С, температура распределительного устройства становится равной

90 С, толщина щели распределительного устройства уменьшается до 0,0035 м. При неизменном расходе греющего пара это приводит к высыханию пленки в нижней части трубы. При дальнейшем увеличении температуры распределительного устройства величина щели еше более уменьшится, соответственно зона полного высыхания пленки растет.

Чтобы предотвратить высыхание пленки, уменьшают расход греюгцего пара. При толщине щели распределительного устройства 0,0035 Й расход пара необходимо уменьшить до значения 11315 кг/ч.

Использование данного способа обеспечивает предотвращение кризиса кипения, разрушения теплоотдаюшей поверхности изза черезмерного повышения ее температуры, уменьшение накипеобразования на стенках труб.

1. Способ автоматического регулирования процесса выпаривания путем изменения расхода греющего пара в зависимости от давления в аппарате, отличающийся тем, что, с целью стабилизации процесса кипения и повышения надежности работы выпарного аппарата, расход греющего пара корректируют по величине термической деформации распределительного устройства.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическую деформацию определяют по температуре распределительного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9939б8

1. Авторское свидетельство СССР № 344373, кл. В 01 D 1/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 385590, кл. В 01 D 1/00, 1973.

Редактор Е. Хейфиц

Заказ 695/3

С оста в и тель Т. Ч ул ко в а

Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

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