Способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы

Союз Соеетсииз Социалистичесиил РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 09 Х 1.1969 (Ю 1339934/29-33) 7/12 с присоединением заявкириоритетпубликовано 26 111,1971, Бюллетень1ата опубликования описания 25 Х,1971 Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров СССР. Е. Вьюков, О. ф. Соболев и В. Н, Смороди ЯЯ;ОЮ: - Н 4 Я1,.;0 м,. Заявите союзный научно-исследовательский инстицеллюлозно-бумажной промышленности СПОСОБ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕСС НЕПРЕРЫВНОИ ВАРКИ СУЛЬфАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЬ де абс. сух, др ти 1Известен способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы путем поддержания параметров технологического режима варки с помощью вычислительного устройства и регуляторов, 5Цель изобретения - обеспечить возмож. ность регулирования выхода и механических свойств целлюлозы. Достигается это тем, что параметры технологического режима регулируют в зависимости от состава щепы и 10 свойств нарочного щелока по температуре, расходу активной щелочи и гидромодулю варки.На чертеже изображена блок-схема управ ления 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, трубопрово да 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 25 оптимальных режимов варки, измерителя 11, соотношений хвойных и лиственных пород в щепе, измерителя 12 сульфидности варочного щелока, вычислительного блока 1 З продолжительности варки, измерителя 14 оборотов ЗО шнеков варочных труб, регулятора 1 о температуры варки, вычислительного блока 1 б для расчета количества абсолютно сухой щепы, подаваемой в аппарат расходов варочного 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, регулятора 22 расхода белого щелока и регулятора 28 расхода черного щелока.Способ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы базируется на следующих количественных соотношениях.Количество абсолютно сухой древесины, подаваемой в аппарат 1, определяется производительностью шнекового питателя 8:0 =йп(1) количество абсолютно сухои древесины,Й - коэффициент пропорциональности,зависящий от конструктивных особенностей шнеков ого питателя и объемного веса щепы;(4) где Х 1 мннХ 1Х 1 манс Х 2 мннХ 2Х 2 макс Хзмнн К Хз ( Хзмакс 60 а - число оборотов шнекового питателя,об/мин;У - влажность щепы, %. Расход активной щелочи на варку вычисляется по формулеу СбЯб Свщ 0 ага (2)10 В 10 В где х 1 - расход активной щелочи на варку,кг Ма,О0кг абс. сух, др. Сб - концентрация активной щелочи белого щелока, г/л; Яб - расход белого щелока, л(мин;Сн 1 ц - концентрация варочного щелока, г/л;Янун - расход варочного щелока, л(мин.,Гидромодуль варки, по определению, равен отношению веса жидкой фазы, содержащейся в определенном объеме аппарата, к весу абсолютно сухой древесины:12 ЮОб+ 0 ч+ + 0 п ГДЕ Яб+Яч= Яан - РаСХОД ВаРОЧНОГО ЩЕЛОка, л/мин;Я, - расход черного щелока,лмин;Он - расход пара (конденсата пара), кг 1 мин;- =Я - количество влаги, посту1; Ю100 - ЧГ пающей в аппарат со щепой, л 1 мин,Продолжительность варки определяется скоростью линейного перемещения щепы шнеками варочных труб и зависит от числа оборотов шнеков: 1 в длина варочной трубы, м;5 - шаг шнека, м;и; - число оборотов шнеков варочных труб, об(мин;1= 1, 2 й - число труб нарочного аппарата,Зависимости показателей механической прочности и выхода целлюлозы от основных факторов варки в аппаратах Пандия, полученные с помощью экспериментально-статистических методов планирования эксперимента, имеют вид: у, =59,21 - 6,25 х, - 5,10 х 2+1,32 х, -- 3,45 хз - 0,62 Х 1 хз+143 Х 1 хз+0,91 Х 1 х 4+у, == 134,5+10,5 х, +7,5 х, - 2,5 х,+3,8 хб -- 2,9 хб - 6,0 ххз (9) у,=733+148 х 1+153 хз+300 хб+480 х, + +121 х,х, - 148 хзх 4+218 хбхб (10) 20где у, - выход целлюлозы из древесины, ббот веса абсолютно сухой щепы;уз - жесткость целлюлозы, ед. Каппа;у,1 - разрывная длина целлюлозы, м;у - сопротивление целлюлозы продавливанию, кг/см 2;уб - сопротивление раздиранию, г;у; - число двойных перегибов целлюлозы,х, - 15 ха - 175 ха - 3,5Ха -3 8 1,5х, - 70, ха - 50, х, - 25х, ,х,= ;х,=30 15 735 где х, - расход активной щелочи,кг Хаа ОЦкг абс. сух. древ. х 2 - температура варки, С; х, - гидромодуль варки;х 4 - содержание хвойных пород древесины (ель сосна) в 1 цепе; хб - время варки, мин;х, - сульфидность варочного щелока, Ь; 45Расчет оптимальных режимов варки, обеспечи. вающих требуемые механические свойства и максимально возможный выход цел.люлозы для различного состава щепы и 50 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 расходаактивной щелочи х температуры х 2 и гидромодля хз По данным о составе щепы х 4, сульфидности варочного щелока хб, поступающим от измерителей 11 и 12, и времени варки хб, вы числяемому блоком вычислительного устройЭти неравенства требуют, чтобы разрывная длина уз, сопротивление продавливанию у 4, сопротивление раздиранию уз и число двойных перегибов у, целлюлозы не выходили из норм, предусмотренных ГОСТами. Система неравенств может решаться, например, методом перебора. Из интервалов (хгми;, хгмакс)(хзмин хзмакс)(хзмин, хзмакс) Зыби. рается несколько точек с определенным шагом для каждого интервала (например, из области допустимых значений расхода активной щелочи можно выбрать точки с шагом 0,6%, 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 хсха) хз (с=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 хгс, 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 х хз, хз, при которых обеспечиваются требуемые механические свойства и достигается максимальный выход целлюлозы.Найденные оптимальные значения параметров технологического режима используются 3035 40 45 50 55 60 65 ства И в соответствии с формулой (4), по данным о числе оборотов шнсков ьаро. ных труб, поступающим от тахометров 14, находят те значения хь х 2, хз, которые обеспечивают максимальный выход целлюлозы:6 бУг = Ьо, +," Ьг,х, +Ьгг,хгх,. = максг:г г:г,у, гс при ограничениях; 6 6 у, ( Ьо, +;", Ьг,х, +Ьг),хгу,с:г г:г, г 1 б б у, ( Ьо, + Ьс,хг+Ьгу,хсУ 1,г:д г:г,сг 6 6 у ( Ьо +Ьг хс + Ьгг хсур г:г г:г, г 1 6 6 у, ( Ьо, + Ьг,х, +Ьгсхгу 1,г=г г=гу са В целях сокращения записи уравнения (5), ,(8), (9), (1 О) представлены в общем виде. 5 10 15 20 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 3, 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 аппа. рат для создания требуемого гидромодуля.О ЮЯ.щ= 1)хз - бн100 - МЗатем из условия требуемого расхода активной щелочи на варку в соответствии с выражением (2) вычисляется количество белого Яб и черного (,), щелоков для подачи в смесительный бак 4 по данным о концентрации белого щелока Сб, измеряемой титрометром 20 и вычисленному значению расхода нарочного щелока Явщ.10 й ХЯбЯч = Рвщ ЯбВычисленные значения Я,щ, Яб Я, выдаются в качестве заданий регуляторам 21, 22, 23 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), (6), (7), (8), (9), (10) вносятся необходимые уточнения.Предмет изобретенияСпособ контроля и регулирования процесса непрерывной варки сульфатной целлюлозы путем поддержания параметров технологического режима варки с помощью вычислительного устройства и регуляторов, отлиггающигсбя тем, что, с целью обеспечения возможно7 Составитель В, РаспоповаТскред Л. Я. Левина Корректор О. С. Зайцева Редактор Е. Дайч Заказ 1239/16 Изд. М 548 Тираж 473 ПодппсносЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, 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 гидромодулю варки.