Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf

температуры живицы на постоянном значении стабилизирует работу канифолеуваривательной колонны.

Канифолеуваривательная колонна 8 является объектом с рас­ пределенными параметрами, т. е. любое возмущающее воздейст­ вие, внесенное в той или иной части колонны, распространяется по высоте колонны от тарелки к тарелке и только постепенно через длительный промежуток времени в колонне достигается новое фи­ зико-химическое равновесие. Время достижения такого равновесия практически определяется тепловой емкостью и инерционностью колонны как объекта регулирования.

К в х о д н ы м п е р е м е н н ы м в е л и ч и н а м процесса от­ гонки скипидара и уваривания канифоли относятся: термодинами­ ческое состояние, состав и скорость поступления (расход) исход­ ной смеси; давление и температура в колонне; расход и темпера­ тура пара и др. К в ы х о д н ы м п е р е м е н н ы м в е л и ч и н а м этого процесса относятся: расход отгоняемого скипидара, расход получаемой канифоли, концентрация терпенов в канифоли и др.

Для более полной отгонки скипидара важное значение имеет размер расхода острого пара, подаваемого в нижнюю часть кани­ фолеуваривательной колонны. Живица, подогретая в подогрева­ теле, протекая по колонне сверху вниз, остывает вследствие рас­ хода тепла на испарение скипидара. При пониженных температу­ рах в средней и нижней частях колонны замедляется десорбция остатков скипидара и ухудшается уваривание канифоли (в кани­ фоли остаются терпены тяжелых фракций), вследствие чего сни­ жаются температура размягчения и выход скипидара, т. е. ухуд­ шается сортность канифоли. Повышенные температуры отрица­ тельно сказываются на качество терпентинного масла: снижается объем отгона при температурах ниже 170°С; возрастает кислот­ ное число вследствие интенсивного испарения скипидара на пер­ вых верхних тарелках, приводящего к уносу его высококипящих фракций и возгонке канифоли. При возгонке канифоли образу­ ются жидкие канифольные масла за счет декарбоксилирования смоляных кислот, что приводит к потемнению канифоли и пони­ жению температуры плавления, т. е. к ухудшению свойств кани­ фоли. Для предотвращения этих нежелательных явлений устанав­ ливается ПИ-регулятор соотношения расходов острого греющего пара, подаваемого через барботер внутрь канифолеуваривательной колонны, и живицы, поступающей в колонну (поз. 7). Для изме­ рения расхода раствора канифоли (живицы) в скипидаре в этом случае применяется расходомер переменного перепада с диафраг­ мой с двойным скосом.

Живица не должна попадать в соединительные трубки расходо­

и превращается в канифоль. Для предохранения от этих нежела­ тельных явлений соединительные трубки и отверстия диафрагмы непрерывно промываются скипидаром, поступающим через микро-

294

ротаметры в соединительные трубки. Скипидар выдавливается сжатым воздухом из специального герметично закрытого напор­ ного бачка.

Из-за сложности измерения расхода живицы вместо указанной системы регулирования соотношения расходов живицы и острого пара можно регулировать только температуру в нижней части ко­ лонны ПИ-регулятором (поз. 8), исполнительное устройство кото­ рого воздействует на размер расхода острого пара в барботер колонны (на схеме подключение не показано).

Стабилизация температуры в верхней части колонны осущест­ вляется ПИ-регулятором (поз. 9), исполнительное устройство ко­ торого устанавливается на трубопроводе глухого пара.

Уровень канифоли в нижней части колонны стабилизируется гидрозатвором, через который уваренная канифоль перетекает в буферный бак 9, где измеряется высота уровня и сигнализиру­ ются крайние его положения (поз. 10).

В ванне разливочного барабана 10 температура канифоли кон­ тролируется (поз. 11) для определения расхода воды, подаваемой в охладительный барабан для быстрого охлаждения канифоли, что необходимо для предотвращения ее кристаллизации.

Во избежание конвективного перемешивания конденсата во флорентине 14 и, следовательно, ухудшения процесса отделения скипидара от воды для стабилизации температуры конденсата на выходе из холодильника 12 устанавливается ПИ-регулятор (поз. 12), исполнительное устройство которого помещается на ли­ нии охлаждающей воды.

Такие же регуляторы устанавливаются для стабилизации тем­ пературы скипидарсодержащего конденсата после холодильников 21 и 23 с целью исключения конвективного перемешивания жид­ костей во флорентинах 20. и 25 (поз. 13, 20).

Высота уровней скипидара измеряется уровнемерами в баке 15 (поз. 14), флорентине 16 (поз. 15), баке 18 (поз. 16), в баке оборотного скипидара 19 (поз. 17) и в баке 26 (на схеме не по­ казано).

Во флорентине 14 ПИ-регулятором стабилизируется уровень раздела отстаивающихся жидкостей, что достигается поддержа­ нием необходимого расхода конденсата этих жидкостей на выходе из холодильника 13 (на схеме не показано).

Посредством ПИ-регуляторов или П-регуляторов стабилизиру­

Количество вырабатываемого скипидара учитывается дисковым объемным счетчиком (типа бензиномера) или шестеренчатым спе­ циальным счетчиком.

Для измерения давления в паровых, скипидарных и других тру­ бопроводах, в частности после насосов, а также в различных ап­

295

Выше было отмечено, что канифольно-терпентинное производ­ ство взрывоопасно. Поэтому все приборьі й регуляторы пневмати­ ческого действия. Для сигнализации превышения допустимой кон­ центрации паров скипидара устанавливаются сигнализаторы го­ рючих газов в воздухе в различных местах помещения (вблизи живицемялки, сборников и т. д-).

Автоматизация канифольно-экстракционного производства

Автоматизация процесса экстракции смолистых веществ из ос­ мола. Под экстракцией понимается извлечение смолиетых веществ из осмола летучими растворителями в основном бензином. При этом смолистые вещества и скипидар переходят в раствор.

В х о д н ы м и п е р е м е н н ы м и в е л и ч и н а м и процесса эк­ стракции смолистых веществ из осмола являются: форма и раз­ мер технологической древесной щепы; ее начальные влажность, смолистость и температура; температура, давление, скорость цир­ куляции растворителя; распределение щепы в экстракторе; каче­ ственные показатели растворителя (высокая растворяющая спо­ собность по отношению к смолистым веществам, низкая удельная теплота испарения, низкая температура кипения и т. п.); способ экстракции и другие.

В ы х о д н ы м и п е р е м е н н ы м и в е л и ч и н а м и процесса экстракции смолистых веществ из осмола являются: скорость эк­ стракционного процесса; состав мисцеллы (смесь растворителя, например бензина, скипидара, летучих масел и канифоли).

На рис. 105 приведена упрощенная функциональная схема ав­ томатизации процесса батарейно-дефлегмационной экстракции ка­ нифоли.

Сущность батарейно-дефлегмационного (оросительного) спо­ соба экстракции заключается в том, что в батарею экстракторов (всего 10 экстракторов, из которых 6 постоянно используются для экстракции, 2 — для отдувки растворителя, 1— на разгрузке отра­ ботавшей щепы и загрузке свежей, 1— запасной) непрерывно по­ дается горячий растворитель-— флегма (бензин). Цикл работы эк­ стракторов равен 40 мин, т. е. через такие промежутки времени происходит переключение экстракторов на последующую стадию процесса.

После загрузки экстрактора свежей щепой в следующем цикле он подключается в качестве головного в батарею и происходят нагрев щепы и освобождение ее отвлаги (сушка) посредством впуска греющего пара растворителя, поступающего из испари- тельно-уваривательной установки.

Одновременно с этим шестой по порядку экстракторпереклю­ чается для проведения отдувки растворителя, а предыдущий пер­ вый экстрактор становится вторым и т. д.

Вкаждый из шести экстракторов подаются пары растворителя

ижидкий бензин, но расходы их различны: в шестой экстрактор подается бензина примерно в 6 раз больше, чем в первый, а паров

296

фоли:

растворителя, наоборот, подается больше в первый и меньше в шестой экстрактор. Вследствие этого в первом экстракторе не про­ исходит экстракции смолистых, а отгоняется вода (сушка). По­ лучающийся раствор последовательно перетекает из одного экс­ трактора в другой и постепенно обогащается смолистыми ве­

тракторы батареи, что ускоряет последующую отгонку раствори­ теля на щепы. Тяжелые фракции бензина, обладающие лучшей экстрагирующей способностью, подают на орошение в первые три экстрактора, что улучшает извлечение смолистых веществ и спо­ собствует отгонке воды, поскольку температура в этих экстракто­ рах получается выше, чем при подаче в них легкой фракции.

ков в соответствующие коллекторы; расход легкой или тяжелой фракций бензина, поступающего из коллектора через подогрева­ тель в верхнюю часть экстрактора (поз. 5); расход паров бензина, поступающих в нижнюю часть экстрактора (поз. 6).

Температура является важным фактором процесса экстрагиро­ вания, так как с ее повышением снижается вязкость диффунди­ рующих из щепы веществ, а также растворителя. Вместе с тем с повышением температуры ухудшается качество получаемых ка­ нифоли и скипидара из-за следующих причин: улучшается раство­ римость окисленных веществ (оксикислоты, колофеновые кислоты), а также резенов и загрязняющих веществ (некоторые углеводы, белки, танниды и пр.); усиливается окисление и разложение смо­ листых веществ и разных примесей с образованием тем неокра­ шенных веществ.

ПИ-регуляторы стабилизируют температуру легкой фракции бензина (поз. 7, 19, 20) на выходе из конденсаторов 8 паров от­ дувки и температуру тяжелой фракции бензина (поз. <5, 21, 22) на выходе из конденсаторов 9 паров сушки (исполнительные устрой­ ства которых устанавливаются на линиях ввода охлаждающей воды в конденсаторы).

Пропорциональным регулятором прямого действия регулиру­ ется температура раствора (поз. 9) за теплообменником 3. Кроме того, манометрическими термометрами измеряется: температура паров бензина, поступающих в нижнюю часть экстрактора, и бен­ зина, поступающего в верхнюю часть экстрактора 10 (поз. 10);

298