6. Автоматизация фильтрации.

Фильтрацией называется процесс разделения неоднородных веществ (суспензий, аэрозолей) при помощи пористых перегородок, которые задерживают взвешенные частицы и пропускают фильтрат или очищенный газ.

Процесс разделения суспензий и аэрозолей широко применяется в пищевой промышленности. Освобождение жидкости, газа или воздуха от взвешенных частиц производится при помощи фильтров. Применяемые в промышленности фильтры различны по назначению и принципу действия. Их подразделяют по технологическому назначению - фильтры для очистки жидкости и аэрозолей, по характеру работы - периодического действия и непрерывно-действующие. Среди фильтров периодического действия широкое распространение нашли дисковые фильтры (ДФ), фильтры с центробежной выгрузкой осадка (ФЦВО), фильтр-прессы (ФПАК), листовые саморазгружающиеся фильтры (ФиЛС).

Из фильтров непрерывного действия широко применяются вакуум-фильтры и дисковые грязесгустители.

Схема автоматизации фильтров ФиЛС. Листовые саморазгружающиеся фильтры (ФиЛС) применяются для основной фильтрации сока I сатурации в свеклосахарном производстве. Фильтры имеют следующие циклы работы: активное фильтрование, частичный выпуск фильтрата, активное фильтрование, выгрузка грязевой суспензии.

Процесс фильтрования ведется под давлением; при опорожнении фильтра в нем создается разрежение.

Фильтр оснащен запорной арматурой подачи сока, спуска сока и слива грязевой суспензии. Работа фильтра начинается с набора сока в фильтр, при этом запорная заслонка на трубопроводе сока открывается, две другие закрыты, фильтрат проходит в коллектор и на производство. По истечении 20-25 мин закрывается запорный орган подачи сока в фильтр и открывается запорный орган на коммуникации возврата сока в сборник перед фильтрами. Осадок, образовавшийся на внешней поверхности фильтровальных перегородок, смывается жидкостью, которая поступает в направлении, обратном движению сока, и отводится в нижнюю часть фильтра.

Заводом «Сахавтомат» разработана схема автоматизации батареи (4-8 аппаратов) фильтров ФиЛС. Данная система автоматизации позволяет по заданной программе управлять работой фильтра, обеспечивая последовательность циклов и исключая одновременное выключение из работы более одного фильтра. Время активной фильтрации может меняться в зависимости от качества нефильтрованного сока и плотности суспензии, а время регенерации задается жестко по программе.

На рис. 7.11 представлена схема автоматизации работы фильтров ФиЛС (па схеме условно показан один аппарат).

Управление батареей фильтров осуществляется с помощью релейного блока, состоящего из программоносителя, построенного на шаговом искателе ШИ-25/4, промежуточных реле, реле времени, реле счёта импульсов.

В зависимости от заданной временной программы осуществляется управление исполнительными механизмами заслонок подачи, возврата сока и спуска осадка из фильтра. С помощью ключей управления фильтрами ПМОФ-45 (5КУ - 12КУ) в положении «автоматически» осуществляется поочередная регенерация фильтров. При положении ключа «дистанционно» программоноситель не ставит на регенерацию данный фильтр, а осуществляет регенерацию следующего за ним фильтра, тем самым, сокращая время оборота батареи. По технологическим соображениям можно менять программу управления работой фильтра. Управление исполнительными механизмами заслонок подачи, возврата сока и спуска осадка происходит с помощью электропневмопреобразователей П1.ПР5 (5а-28а); положение исполнительных механизмов фиксируется конечными выключателями ВПК-2112 (5в - 28в); контроль положения ИМ осуществляется сигнальными лампочками. Система предусматривает блокировку выполнения команд управления ИМ: сок на фильтрацию подается при открытых регулирующих органах 56 -126 и закрытых 136--286; возврат сока и выгрузка осадка - при закрытой заслонке 56 - 126.

Рис. 7.11 Схема автоматизации фильтров ФиЛС и вакуум-фильтров:

I - сборник сока перед фильтрами; II - фильтр ФиЛС (8 шт.); III - сборник сока возврата; IV- насос сока возврата; V - сборник грязевой суспензии; VI- насос грязевой суспензии; VII - вакуум-фильтр

Когда начинается активный режим работы одного из фильтров, с помощью заслонки ПРУ (4д) начинается подача сока возврата в коллектор нефильтрованного сока. Степень открытия ИМ устанавливается задатчиком П23Д.4 (4а) и манометром М1Д.1 (46), а само открытие происходит при поступлении командного сигнала от релейного блока через преобразователь П1.ПР5 (4в) и байпасную панель БПДУ-А (4г).

Основным импульсом для релейного блока является расход фильтрованного сока, который измеряется щелевым расходомером 29а и дифманометром ДМ-П 296. Сигнал от дифманометра поступает на вторичный прибор ПВ1.3 (29в) и через пневмоэлектропреобразователь П1ПР.4 (29г )- на релейный блок.

Схемой предусмотрен контроль выгрузки осадка по приращению уровня в сборнике грязевой суспензии. Уровень в сборнике измеряется напоромером НС-П (2d), сигнал от которого поступает на преобразователь П1ПР.4 (26). Если выгрузка осадка не происходит, то через электрическую схему осуществляется аварийная звуковая и световая сигнализация.

На щите управления фильтрами ФиЛС расположены вторичные приборы ПВ1.3 (36) и ПВ2.2 (16, 2в), контролирующие уровни в сборниках.

Схема автоматизации вакуум-фильтров. Вакуум-фильтры применяются для выделения твердых частиц из суспензий. Обычно на заводе устанавливаются несколько вакуум-фильтров, работающих параллельно. Для обеспечения номинальной производительности вакуум-фильтрационного отделения число работающих вакуум-фильтров определяется уровнем суспензии в сборнике V (см. рис. 7.11). Уровень в сборнике грязевой суспензии измеряется напоромером НС-П (2а), сигнал от которого поступает на позиционный регулятор ПР1.6 (2д) и через преобразователи ПЭ-55М (2е) и ПТО-М (2ж) управляет электроприводом барабана вакуум-фильтра. При увеличении уровня в сборнике увеличивается число оборотов вакуум-фильтра, что повышает его производительность.

На заводах для высолаживания осадка на вакуум-фильтрах устанавливают форсунки, которые обеспечивают равномерное орошение поверхности. Расход воды на промывку грязевой лепешки стабилизируют для того, чтобы уменьшить потери сахара в осадке. Расход воды измеряется диафрагмой ДК (30а), дифманометром ДС-П (306), прибором извлечения квадратного корня ПФ1.17 (З0в) и вторичным прибором РПВ4.2Э (30 г). Сигнал от ПФ1.17 (З0в) поступает в камеру «переменная» статического регулятора ПР2.8 (З0д), где сравнивается с заданием, устанавливаемым задатчиком П23Д.4 (З0е) и манометром М1Д1 (З0ж). Сигнал от регулятора поступает на клапан 25ч32нж (З0к), изменяющий расход воды на промывку грязевой лепешки. При «загорании» форсунок, распыляющих промывную воду, их чистят.

Барабанные вакуум-фильтры характеризуются степенью погружения барабана в суспензию, которая позволяет получать максимальную зону фильтрации. Необходимым условием нормального ведения процесса фильтрации на вакуум-фильтрах является поддержание заданного уровня суспензии в корыте вакуум-фильтра, так как при снижении уровня уменьшается зона фильтрования, а при увеличении уровня суспензия через трубу возвращается в сборник грязевой суспензии, а затем насосом вновь подается в вакуум-фильтр, при этом фильтрационные свойства суспензии значительно снижаются.

Уровень в корыте вакуум-фильтра измеряется пьезометрическим методом, при котором напоромер НС-П (32а) измеряет давление сжатого воздуха, поступающего через регулятор воздуха РРВ (326) в трубку, опущенную в корыто вакуум-фильтра. От напоромера НС-П (32а) пневматический сигнал, пропорциональный измеряемому уровню, поступает на позиционный регулятор ПР1.5 (32в), выходной сигнал которого управляет положением регулирующей заслонки (32е), установленной на трубопроводе подачи суспензии в вакуум-фильтры.

Важным параметром, определяющим работу вакуум-фильтров, является плотность поступающей суспензии, которая автоматически контролируется с помощью индикатора плотности (33а) и вторичного показывающего прибора ППВ1.1 (336).

Системой автоматического управления вакуум-фильтрами предусмотрен также автоматический контроль давления (0,45 МПа) и температуры аммиачной воды на промывку грязевой лепешки, давления (0,05 МПа) воздуха на отдувку лепешки.

Спуск грязевого осадка в мешалку осуществляется дистанционно с помощью пневмотумблера П1Т-2 (34а); положение запорного органа контролируется манометром М1Д.1 (346).

ЛЕКЦИЯ 8. УПРАВЛЕНИЕ МАССООБМЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ.

УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМИ ПРОЦЕССАМИ.