Автоматизация сортирующего гидроразбивателя.. автоматизация гидроразбивателя. Реферат по дисциплине системы управления и автоматизации химикотехнологических процессов переработки древесины
 Скачать 352.12 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Реферат по дисциплине «системы управления и автоматизации химико-технологических процессов переработки древесины» на тему: Автоматизация сортирующего гидроразбивателя.
Санкт-Петербург 2020 Содержание Введение 3 1. Технологическая схема производства бумаги 5 2. Роспуск макулатуры 7 3. Техническое оборудование 8 4. Технологический процесс сортирующего гидроразбивателя 9 Заключение 13 Список использованной литературы 14 Введение В современном целлюлозно-бумажном производстве необходимо увеличить долю использования вторичного сырья. В общемировом масштабе на долю макулатуры приходится 52,6% сырья, используемого в производстве бумаги и картона. Лидером по данному показателю является азиатский регион. Уровень сбора макулатуры (% от всей использованной бумажной продукции) составляет: · в России - 12%, · в мире - 49%, · в США - 50%, · в Европе - 59,4% [1]. Из статистических данных видно, что отечественные производители отстают в использование вторичного сырья. Связано это не только с плохой организацией сбора макулатуры, но из-за отсутствия высокотехнологичных производств по переработке макулатуры. Автор считает, что именно эту отрасль важно развивать и модернизировать. Предприятия по переработке вторичного сырья должны быть оснащены современным оборудованием и автоматическими системами управления технологическим процессами. В данной работе разработана автоматизация сортирующего гидроразбивателя, который используется в роспуске макулатуры. В сортирующем гидроразбивателе происходят следующие основные процессы. 1. Роспуск волокнистого материала с целью уменьшения содержания нераспущенных пучков. 2. Сортирование волокнистой (макулатурной) массы с целью задержания на сите крупных пучков волокон, пропуска массы, содержащей хорошее волокно, и отделения легких и тяжелых включений. Таким образом, целью автоматизации сортирующего гидроразбивателя является повышение степени очистки макулатурной массы от загрязнений и уменьшения потерь хорошего волокна с отходами. Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса: - улучшение качества регулирования - повышение коэффициента готовности оборудования - улучшение эргономики труда операторов процесса Решение задач автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи: - внедрения современных методов автоматизации; - внедрения современных средств автоматизации. В результате автоматизации технологического процесса, создаётся АСУ ТП (автоматическая система управления технологическими процессами). 1. Технологическая схема производства бумаги Несмотря на обилие выпускаемых видов бумаги и разнообразие ее свойств технологическая схема изготовления бумаги может быть представлена в общем и упрощенном виде (рис.1). На первом этапе согласно общей технологической схеме сырьё в водной среде подвергаются размолу и при необходимости смешиванию разных волокнистых материалов. Далее в размолотую бумажную массу вводят необходимые минеральные наполнители, проклеивающие и окрашивающие вещества. Бумажная масса с определённой концентрацией поступает в бассейн, после чего подвергается разбавлению оборотной водой. Перед тем как бумажная масса поступит на бумагоделательную машину её очищают от загрязнений на очистной аппаратуре. Затем происходит непосредственное формование бумажного полотна, при котором происходит его обезвоживание на сетке, прессование, сушка, охлаждение полотна, увлажнение перед машинным каландрированием, и намотка в рулон на накате. При необходимости проводят дальнейшую обработку бумажного полотна, пропуская её через суперкаландер, предварительно увлажнив (для уплотнения, увеличения прозрачности, повышения гладкости). Готовую бумагу разрезают на рулоны или листы. Оставшаяся оборотная вода поступает в улавливающую аппаратуру, где волокна используются в производстве, а осветленная вода идет в сток. Бумажный брак идет на переработку и в виде волокнистой массы используется для изготовления бумаги [2].  Рис.1. Общая технологическая схема бумажного производства 2. Роспуск макулатуры В качестве волокнистого материала используют вторичное сырьё. Использование макулатуры в производстве бумажной продукции, позволяет снизить расходы и сохранить природные ресурсы. Макулатура в отличие от первичного сырья требует дополнительной обработки. На первом этапе макулатура подвергается роспуску. Роспуск (разволокнение) макулатуры — технологическая операция, при которой вторичное сырьё превращается в суспензию, представляющую собой низкокачественный волокнистый полуфабрикат, потенциально способный к значительному улучшению бумагообразующих свойств в процессе дальнейшей обработки. При этом необходимо: установить соответствующую скорость процесса; распустить сырьё на отдельные волокна, удалить твёрдые примеси (например, фольгу, липкие вещества и типографскую краску) из волокнистой массы; удалить твёрдые примеси на ранней стадии во избежание их измельчения на мелкие частицы; перемешать используемые химикаты с суспензией (например, химикаты для удаления типографской краски или блестящие агенты). В целях экономии энергии первую стадию процесса ограничивают грубым разволокнением с удалением тяжёлых частиц. Для роспуска макулатуры на современных предприятиях служат гидроразбиватели. Они производят предварительное измельчение макулатуры до размеров, позволяющих транспортировать массу с помощью насоса на последующие стадии обработки. Выбор конструкции гидрообразбивателя и технологической схемы роспуска определяется видом поступающего макулатурного сырья, требованиями к качеству подготовки вторичного волокна и производительности потока [3]. 3. Техническое оборудование В целях повышения производительности гидроразбивателей непрерывного действия и сокращения удельного расхода энергии роспуск макулатуры заканчивают на такой стадии, при которой волокнистую суспензию можно было бы перекачать насосом. Окончательное разделение неразволокнённых фрагментов макулатуры на отдельные волокна осуществляется при помощи сортирующего гидроразбивателя, требующего меньших затрат энергии и позволяет получить массу без существенного укорочения волокон и повышения степени помола, что очень важно при переработке вторичного волокна [3]. Сортирующий гидроразбиватель имеет емкость закрытого типа, к которой тангенциально присоединен патрубок подачи массы. В центре торцевой крышки емкости, расположенной против ротора, находится патрубок отвода легких загрязнений. Внутри емкости над ситом установлен ротор. Сито является сортирующей перегородкой между емкостью и камерой приема готовой массы, к которой присоединен патрубок отвода готовой массы. Для отвода тяжелых загрязнений служит выходной патрубок. Масса под давлением подается тангенциально в емкость через патрубок. Тангенциальная подача и вращение ротора обеспечивают закрутку потока в емкости. В результате действия центробежных сил происходил сепарация загрязнений. При этом частицы с плотностью, большей плотности воды, собираются у стенок емкости и удаляются через патрубок отвода тяжелых загрязнений в грязевик. В центре емкости вдоль оси вращения потока возникает зона разрежения и образуется центральный воздушный вихрь, вдоль которого скапливаются легкие загрязнения. Эти загрязнения периодически или непрерывно отводятся через патрубок. Легкие загрязнения, плотность которых близка к плотности воды, собираются и в центре емкости и циркулируют по всему объему. Удаление этих загрязнений происходит следующим образом. При закрытом патрубке в емкости возрастает концентрация загрязнений, так как они не пропускаются через сито. При открытии патрубка масса удаляется с повышенной концентрацией легких загрязнений, поэтому при относительно небольшом расходе достигается очистка от этих загрязнений. Ротор гидроразбивателя распускает пучки волокнистого материала и способствует прохождению массы через сито. Сортирование на сите происходит под действием перепада давлений до и после сита. Готовая масса собирается в камере и отводится через патрубок. Таким образом, сортирующий гидроразбиватель выполняет функции гидроразбивателя (дороспуск массы), очистителя (отделение тяжелых и легких включений) и сортировки (отделение от массы нераспущенных пучков волокнистого материала). 4. Технологический процесс сортирующего гидроразбивателя Система автоматизации (рис.2) включает в себя следующие системы автоматики [4]: АСК 1 (автоматизированная система контроля) осуществляет измерение концентрации волокнистой суспензии на входе (QIR – измеряет, показывает, регистрирует концентрацию). АСК 2 осуществляет измерение давления суспензии на входе (PIR – измеряет, показывает и регистрирует давление). АСК 6 осуществляет измерение давления чистой суспензии на выходе (PIR – измеряет, показывает регистрирует давление). САУ 3 (система автоматизированного управления) измеряет перепад давлений между входом (2) и выходом (6) суспензии с коррекцией по концентрации массы на входе (1) (PDIRC – измеряет разницу давлений, показывает, регистрирует, регулирует). АСК 4 осуществляет измерение давления на выходе лёгких отходов (PIR – измеряет давление, показывает, регистрирует). АСК 5 осуществляет измерение расхода макулатурной массы (FIR – измеряет расход, показывает, регистрирует). СДУ (система дистанционного управления) 7 и 8 отсечными клапанами на выходе тяжёлых отходов, контролирует удаление отходов открытием и закрытием клапанов (HS – ручное воздействие, блокировка). СДУ 9 отсечный клапан на подаче воды, контролирует подачу воды в камеру разбавления (HS – ручное воздействие, блокировка). Система автоматического управления перепадом давлений работает следующим образом. Измеряется разность давлений ΔР между входом суспензии и выходом очищенной суспензии за ситом, определяется концентрация волокнистой суспензии на входе и выпуск легких отходов регулируется (изменяется) в зависимости от отклонений этих параметров от заданных значений. При достижении определенного значения ΔРmax система срабатывает и открывает клапан на трубопроводе легких отходов. При снижении ΔР до ΔРmin клапан закрывается. При нахождении ΔР в диапазоне ΔРmin- ΔPmax САУ управляет положением клапана в зависимости от заданного значения ΔР. Коррекция по концентрации вводится в систему для того, чтобы скомпенсировать изменение разности давлений при изменении концентрации на входе при неизменном количестве легких отходов. Так, например, при увеличении концентрации суспензии на входе увеличивается гидравлическое сопротивление при прохождении через сито и разность давлений ΔР. Тяжелые отходы удаляются по временной программе открытием и закрытием отсечных клапанов на камере разбавления [5].  Рис. 2. Функциональная схема автоматизации сортирующего гидроразбивателя Заключение В данной работе был рассмотрен технологический процесс сортирующего гидроразбивателя и составлена функциональная схема автоматизация. Были разработаны системы автоматического регулирования, благодаря которым осуществляется следующие процессы: вход макулатурной массы; сортировка вторичного сырья на очищенную макулатуру, лёгкие и тяжёлые отходы. Предложенная система управления повышает показатели качества вырабатываемого продукта. Список использованной литературы Студопедия [электронный рессурс]. – режим доступа свободный. https://studopedia.ru/12_73487_mirovoy-rinok-pererabotki-makulaturi.html (дата обращения 20.04.20). Иванов С. Н. Технология бумаги. – М.: школа бумаги, 2006.– С. 11-13. Дьякова Е.В., Дулькин Д.А., Комаров В.И. Переработка макулатуры: учебное пособие. – Архангельск: АГТУ, 2009. – С. 27-42. Дятлова Е.П. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами: учебное пособие. – СПб.: СпбГТУРП, 2006. – 63с. Буйлов Г.П. Автоматизация оборудования целлюлозно-бумажных производств: учебное пособие по дипломному проектированию. – СПб.: СПбГТУРП, 2009. – 167 с. | ||||||||