Способ управления процессом разделения полидисперсных гетерогенных систем в циклонном сепараторе

Союз СоветскихСоциалистическихРесяубттик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 07.12.80. Бюллетень 45Дата опубликования описания 17.12,80 ао делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ В ЦИКЛОННОМ СЕПАРАТОРЕИзобретение относится к области автоматического управления процессом разделения полидисперсных гетерогенных систем типа: жидкость - газ, жидкость - жидкость, жидкость - твердое тело, газ - твердое тело в циклонных сепараторах и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, легкой, пищевой и других отраслях промышленности,Известен способ управления процессом разделения суспеизий в циклонном сепараторе путем регулирования скорости ввода исходной смеси за счет яэменеиия размера поперечного сечения входного патрубка 11.Однако для изменения размера поперечного сечения входного патрубка необходимо останавливать циклон.Известен способ управления процессом разделения полидисперсных систем в цик. лонном сепараторе путем регулирования ско. рости ввода исходной смеси 2. Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления процессом разделения полидисперсных гетерогенных систем в циклонных сепара. торах путем регулирования скорости вводаисходной смеси 3.Недостатком указанных способов явля 1 отся невозможность эксплуатации аппаратов при наибольших удельных нагрузках,а также инерционность процесса регулиро.ванин из-за отсутствия непрерывной информации, характеризующей удельную нагрузку и степень очистки, что ведет к понижению эффективности работы циклонного сепаратора.1 о Целью изобретения является повышениекачества разделения эа счет сокращенияпотерь разделяемых фаз,Поставленная цель достигается тем, что, скорость ввода исходной смеси регулируют в зависимости от толщины стекающего по стенке циклонного сепаратора закрученного слоя тяжелой фазы и корректируют ее по концентрации тяжелой фазы на выходе легкой фазы из циклонного сепаратора.На чертеже представлена схема системы автоматического управления процессом разделения полидисперсных гетерогенных систем в циклонном сепараторе, реализующей данный способ.( жидкости, Шероховатость внутренней поверхности стенки циклонного сепаратора ведет 40 етзяб уу Р ух где 8 - толщина пленки;- расход жидкости; 50- кинематическая вязкость жидкости;Й - радиус аппарата;ч - скорость ввода исходной смеси.Отсюда видно, что толщина пленки зависит в большей степени от скорости ввода и ходно 9 смеси в циклонный сепаратор.Для оценки эффективности процесса сепарации используется фактор разделения, который характеризует отношение ускоре. формула изобретения Способ осуществляется следующим образом,Регулирование скорости ввода исходной смеси в циклонном сепараторе производят исполнительным механизмом 1, которыйполучает команду от регулятора 2, получающем в свою очередь сигнал от прибора 3,измеряющего толщину слоя тяжелой фазыиа стенке циклонного сепаратора, а корректирующей сигнал - от прибора 4, измеряющего концентрацию тяжелой фазы, уносимой потоком легкой фазы на выходе изциклонного сепаратора.Например, для автоматического управления процессом разделения системы типагаз-жидкость скорость ввода исходной смеси регулируют в зависимости от толщиныпленки жидкости на стенке циклонного сепаратора,Механизм образования пленки жидкостии дальнейшие условия ее существования взначительной степени определяются состоянием поверхности внутренней стенки циклонного сепаратора, скоростью ввода и физическими свойствами жидкости, Уменьшение вязкости жидкости приводит к повышению устойчивости пленочного течения, аналогичное влияние оказывает увеличение расхода также к повышению устойчивости пленочного течения.Существует нижняя граница устойчивости пленочного течения - начало образования тонкой пленки и верхняя - существование сплошного жидкостного слоя. Нарушение границы устойчивости пленочного течения приводит к образованию яв-. лений вторичного уноса жидкой фазы через верх аппарата, увеличивая, таким образом, значение коэффициента уноса жидкой фазы, который является одним нз основных критериев эффективности работы сепаратора. О величине этого коэффициента можно судить по концентрации жидкой фазы в газовом потоке на выходе из сепаратора.Толщина пленки жидкости характернзу. ет концентрацию или скорость ввода жидкости в исходном газожидкостном потоке. Толщина пленки определяется по выраже- нию У1020 ния центробежных сил к ускорению силытяжести:аф=-я -Ф где ч - скорость ввода исходной смеси;Й - радиус аппарата;К - ускорение силы тяжести.Для конкретной конструкции циклонного сепаратора Й и я являются величинами постоянными, В этом случае фактор разделения Ф определяется только скоростью ввода исходной смеси. Однако непрерывное увеличение скорости ввода смеси позволяет увеличивать фактор разделения только до определенного значения, выше которого происходит срыв жидкости с поверхности пленки, т. е. интенсивное проявление вторичного уноса, что ведет к интенсивному понижению эффективности сепарации.Зависимость критической скорости начала уноса жидкости в зависимости от критерия Рейнольдса пленки, характеризующего расход жидкости, переносимой пленкой, и отражающего ее расход в исходной смеси, определяется по формуле: где Я - объемный расход воды в пленке;) - кинематическая вязкость воды;в - высота входного патрубка.Критическая скорость начала уноса жидкости является максимальной удельной нагрузкой.Отсюда следует, что скорость ввода исходной смеси можно корректировать по уиосу жидкости, т, е, по концентрации тяжелой фазы (в данном случае по концентрации жидкости), уносимой потоком.Таким образом, толщина пленки жидкости характеризует скорость ввода, фактор разделения, максимальную удельную нагрузку и концентрацию жидкости в исходной смеси. Поэтому управление работой циклонного сепаратора по толщине пленки жидкости позволяет эксплуатировать аппарат при максимальной удельной нагрузке и избежать значительного количества уноса жидкости.Использование данного изобретения в практике промышленной эксплуатации циклоннных сепараторов позволит повысить производительность аппарата и улучшить качество разделения полидисперсных гетерогенных систем в результате учета характера влияния скорости ввода исходной смеси на разделительную способность аппарата и контроля степени уноса тяжелой фазы потоком легкои фазы. Способ управления процессом разделения полидисперсных гетерогееых систем в циклонном сепараторе путем регулирования скорости ввода исходной смеси, отличающий. Склас ский Шарови Бойк Корректор Подписное комитета СССР и оз крытий инская наб., д. 4/5 род. ул. Проектная, 4ся тем, что, с целью повышения качества разделения за счет сокращения потерь разделяемых фаз, скорость ввода исходной смел сн регулируют в зависимости от толщины стекающего по стенке цнклонного сепаратора закрученного слоя тяжелой фазы н корректнруют по концентрацнн тяжелой фазы на выходе легкой фазы нз циклонного сепаратора,Составител Техред Л.Тираж 664 арствениого изобретений Ж, Рата, г. Ужг Редактор И. КвачадзеЗаказ 8707/68 НИИПИ Госуоо делам13035, Москва,филиал ППП аПате 6Источники информации,принятые во вннманне прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССР,рв 520136, кл. В 04 С 3/06, 24.05.974.2. Патент США Ж 3516551,кл, В 01 О 21/26, 23.06.970.3. Авторское свидетельство СССРМ 292353, кл, В 01 О 45/14, 20.03,969.