Способ автоматического регулирования степени делигнификации сульфатной целлюлозы

Способ автоматического регулирования степени делигнификации сульфатной целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()676666

О йй И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Советских

Социалистических

Республик

Г1 1 1л (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13,07.77 (21) 2495679/29-12 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. К..

D 21С 7/12

D 21 С 3/24

Государственный комитет

Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (53) УДК 676.1.052. .265 (088.8) по делам изобретений

И OTKPblTHM

Дата опубликования описания 30.07.79 (72) Авторы изобретения

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

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлознобумажной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

СТЕПЕНИ ДЕЛ ИГН ИФ ИКАЦИ И СУЛ ЪФАТНОЙ

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ аз

+b (т .) " + с -с, м

l=lo e

"к В— ат а4 (па4-т(и).dh о.,1 о

К вЂ” степень делигнификации целлюлозы, ед. Каппа; где

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и касается способа управления процессом сульфатной варки целлюлозы в процессе непрерывной варки. 5

Известен способ регулирования степени делигнификации сульфатной целлюлозы путем стабилизации параметров технологического процесса — температуры варки, расхода активной щелочи и жидкостного моду- ip ля относительно установленных значений, которые корректируют по сигналу разности между фактической степенью делигнификации и заданной на основании вычисленной количественной зависимости (1). 15

Однако существующий способ регулирования недостаточно компенсирует высоко. частотные составляющие возмущений, воздействующих на процесс варки, что приводит к снижению точности регулирования степени делигнификации целлюлозы и ухудшению качества готового целевого продукта.

Целью изобретения является повышение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно стабилизируют расход выдуваемой целлюлозы относительно установленного значения, выделяют высокочастотную составляющую сигнала разности меж- 30 ду фактической степенью делигнификации и заданной и регулируют установленные значение расхода выдуваемой целлюлозы в зависимости от вычисленной количественной зависимости степени делигнификации целлюлозы от температуры варки, расхода активной щелочи; жидкостного модуля, расхода выдуваемой целлюлозы и в зависимости от высокочастотной составляющей разности сигналов, согласно следующей формуле: в— а2 273+ Т

F,= в

F,= fC С,— C,l,+(C,— C,)l,J, з

676666

М вЂ” жидкостной модуль, отношение жидкой фазы к твердой;

C„ — расход активной щелочи, отношение расхода химикатов к абс. сухой древесине, O ;

T(h) — распределение температуры массы по высоте зон нагрева вертикального варочного аппарата;

Q„— расход выдуваемой из аппарата целлюлозы, кг/мин;

С вЂ” количество щелочи, израсходованное на нейтрализацию кислых продуктов гидролиза древесины на стадии пропитки;

C, C> — потребление щелочи в процессах нагрева и варка на единицу растворенного лигнина; аь а, аз, а., — переводные коэффициенты для продолжительности нагрева, продолжительности варки, лигнина, ед. Каппа и в формуле скорости реакции;

lp — начальное содержание растворимого лигнина в древесине, о/о, b„— составляющая измерения, ед. Каппа, определяемая нерастворимым лигнином древесины;

B — постоянный член показателя экспоненты в формуле скорости реакции;

Š— энергия активации в уравнении скорости реакции;

h„— высота зоны нагрева.

Таким образом, представленная модель процесса позволяет осуществить взаимосвязанное регулирование степени делигнификации целлюлозы с использованием четырех каналов управления, причем как для компенсации низкочастотных возмущений, так и высокочастотных, В последнем случае в качестве канала управления может быть использован расход выдуваемой целлюлозы, запаздывание по которому практически не превышает 15 мин.

На чертеже изображена блок-схема системы регулирования, реализующая предложенный способ.

Система регулирования процесса варки сульфатной целлюлозы в вертикальных и горизонтальных (многотрубных) аппаратах

vãïðåðûBí0ã0 действия состоит из двух час-.ей; каскада стабилизации параметров технологического режима и каскада периодической корректировки степени делигнификации целлюлозы путем изменения заданий параметрам режима в каскаде их стабилизации.

Каскад стабилизации включает функциональные блоки расхода активной щелочи 1, жидкостного модуля 2, температуры варки

3 и расхода выдуваемой целлюлозы 4, а также вычислительный блок 5 количества щепы, измерители и локальные регуляторы.

Указанный каскад предусматривает регулирование расхода активной щелочи, жидкостного модуля, температуры варки и расхода выдуваемой целлюлозы.

Вычислительный блок 5 количества щепы определяет расход абсолютно сухой щепы, подаваемой по транспортеру 6 в варочный аппарат 7 в зависимости от объемного веса щепы, коэффициента заполнения питателя, сигналов, поступающих от измерителя 8 влажности щепы, объема и числа оборотов питателя 9, Полученное значение вводят в функциональные блоки расхода активной щелочи 1 и жидкостного модуля 2.

Функциональный блок расхода активной щелочи 1 определяет необходимый расход белого щелока по сигналам, поступающим из блока 5 количества щепы от измерителя

10 концентрации активной щелочи белого щелока, подаваемого на трубопровод 11 в варочный аппарат 7 и по заданию расхода активной щелочи из блока 12 корректировки. Полученное значение подают в качестве задания на установку регулятора 13 расхода белого щелока, обеспечивая тем самым заданный расход активной щелочи.

Функциональный блок жидкостного модуля 2 определяет необходимое значение расхода черного щелока по сигналам, поступающим из блока 5 количества щепы, от измерителя 8 влажности щепы, измерителя

14 расхода белого щелока и измерителя 15 расхода пара, подаваемого по паропроводу

16 в трубы горизонтального аппарата или в припарочные камеры вертикального аппарата, и по заданию жидкостного модуля из блока 12 корректировки. Полученное значение расхода черного щелока в качестве задания подают на установку регулятора

17 черного щелока, подаваемого в аппарат по трубопроводу 18 и измеряемого расходомером 19, обеспечивая заданный жидкостный модуль.

Функциональный блок температуры варки 3 определяет необходимую температуру щелоков в зоне варки по сигналам, поступающим от измерителей 20, 21, температуры массы в различных зонах аппарата по его высоте и по заданию температуры варки из блока 12 корректировки. Полученное значение подают в качестве задания на установку регулятора 22 температуры щелоков в зоне варки, обеспечивая тем самым заданную температуру варки.

Функциональный блок расхода выдуваемой целлюлозы 4 определяет расход выдуваемой массы по сигналу, поступающему от измерителя 23 концентрации выдуваемой массы и по заданию из блока 24 корректи676666 о рбвки расхода выдуваемой целлюлозы. Полученное значение подают в качестве задания на установку регулятора 25 расхода выдуваемой массы, обеспечивая тем самым стабилизацию заданного расхода выдуваемой целлюлозы посредством воздествия на клапан расхода выдуваемой массы по трубопроводу 26.

Измерение концентрации выдуваемой массы позволяет также учесть ее изменения из-за колебаний числа оборотов донного шабера или расхода охлаждающей или промывной воды в нижнюю часть котла.

Каскад периодической корректировки степени делигнификации целлюлозы включает функциональный блок 12 корректировки режима, новый функциональный блок 24 корректировки расхода выдуваемой целлюлозы, логический элемент 27, измеритель 28 степени делигнификации и два вычислительных блока 29 и 30 выделения высокочастотной составляющей ошибки и выделения низкочастотной составляющей.

Расчеты в функциональных блоках про-. изводятся на основе математической модели процесса варки, отражающей взаимосвязь параметров процесса.

При этом функциональный блок 12 предназначен для корректировки трех параметров технологического режима — температуры варки, расхода активной щелочи и жидкостного модуля при наличии низкочастотной составляющей возмущений на процесс варки, косвенно оцениваемых колебаниями степени делигнификации целлюлозы относительно заданного значения.

Коэффициенты весовой функции фильтра низких частот в блоке 30 определены на основании автокорреляционной функции колебаний степени делигнификации целлюлозы, получаемой в аппарате без использования системы управления.

Функциональный блок 12 корректировки режима определяет требуемое значение температуры варки, расхода активной щелочи или жидкостного модуля по сигналам, поступающим от измерителя 28 степени делигнификации целлюлозы, выдуваемой из варочного аппарата по выдувному трубопроводу 26, из логического элемента 27 от всех измерителей потоков и температур, характеризующих состояние процесса (на чертеже не показаны) и при заданном среднем расходе выдуваемой целлюлозы.

Последнее выбирается исходя из задания производительности варочного аппарата.

Логический элемент 27 предназначен для выбора одного из трех каналов управления и выработки сигнала в блок 12 корректировки режима. Выбор делается в результате анализа как состояния варочного аппарата, так и с учетом ограничений на параметры технологического режима.

Из функционального блока 12 корректировки режима требуемое значение темпера10

65 туры варки, расхода активной щелочи или жидкостного модуля в качестве задания подают в каскад стабилизации, в соответствующие функциональные блоки 3, 1 и 2.

С целью компенсации высокочастотных возмущений функциональный блок 24 определяет требуемое значение расхода выдуваемой целлюлозы по сигналам, поступающим из вычислительного блока 29 фильтрации отклонений степени делигнификации целлюлозы, из функционального блока 12 (температура варки, расход активной щелочи и жидкостный модуль) и по заданию производительности аппарата, представленной в виде постоянного значения расхода выдуваемой целлюлозы.

Вычислительный олок 29 фильтрации отклонений степени делигнификации целлюлозы выделяют высокочастотную составляющую отклонений фактической степени делигнификации целлюлозы от заданной по сигналу, поступающему из блока 31 вычитания фактической степени делигнификации целлюлозы из заданной.

В блоке 29 фильтрации делается статистическо-вероятностная оценка частоты и величины неизмеряемых возмущений на процесс варки, а также выделение высокочастотной составляющей и сглаживание величин отклонений с учетом динамических свойств канала управления расходом выдуваемой целлюлозы. В основу расчетов в вычислительном блоке 29 заложена формула для фильтра высоких частот

ЬКФ (i) = " ; a> ЬК (/ — К), д=o где ЛК вЂ” величина отклонения фактической степени делигнификации от заданного значения, ед. Каппа;

ЛКФ вЂ” фильтрованное отклонение степени делигнификации, ед. Каппа;

ai,- — коэффициент весовой функции фильтра, который определяется на основании автокорреляционной функции колебаний степени делигнификации целлюлозы.

Вычислительный блок 31 вычитания определяет отклонение фактической степени делигнификации целлюлозы от заданной по сигналу, поступающему от измерителя 28 степени делигнификации целлюлозы, выдуваемой из варочного аппарата по трубопроводу 26 путем сравнения с заданным значением степени делигнификации.

Вычислительный блок, регулирования расхода выдуваемой целлюлозы 4 определяет задание регулятору 25 расхода выдуваемой массы по сигналу, поступающему от измерителя 32 концентрации выдуваемой массы и по заданию от функционального блока 24.

Изменение расхода выдуваемой массы через выдувной трубопровод 26 приводит к

° 676666

11 gg

Редактор 3. Ходакова

Заказ 1696/8

Корректор А. Галахова

Подписное

Техред А, Галахова

Тираж 455

Изд. Мв 450

Типография, пр. Сапунова, 2 изменению скбрбсти выдувки и тем самым увеличивает или уменьшает продолжительность нахождения целлюлозной массы в выдувной и нарочной зонах аппарата и соответственно уменьшает или увеличивает 5 степень делигнификации целлюлозы. Величина корректировки расхода выдуваемой целлюлозы определяется по модели процесса, отражающей зависимость степени делигнификации целлюлозы от основных фак- 10 торов варки и параметров технологического режима, включая расход выдуваемой целлюлозы.

Применение изобретения для установки непрерывной варки с производительностью 15

400 т целлюлозы в сутки составит экономию до 150 тыс. руб. в год за счет снижения расхода древесины на варку при повышении выхода целлюлозы из древесины и снижения себестоимости готовой продук- 20 ции.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования степени делигнификации сульфатной целлюлозы путем стабилизации парамстров технологического процесса — температурь| варки, расхода активной щелочи и жидкостного модуля — относительно установленных значений, которые корректируют по сигналу разности между фактической степенью делигнификации и заданной на основании вычислительной количественной зависимости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, стабилизируют расход выдуваемой целлюлозы относительно установленного значения, выделяют высокочастотную составляющую сигнала разности между фактической степенью делигнификации н заданной и регулируют установленное значение расхода выдуваемой целлюлозы в зависимости от вычисленной количественной зависимости степени делигнификации целлюлозы от температуры варки, расхода активной щелочи, жидкостного модуля, расхода выдуваемой целлюлозы и в зависимости от выделенной высокочастотной составляющей разности сигналов.

Источники информации, поинятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 256503, кл. D 21С 7/12, 1969.