RU2622130C1 - Method for automatical control of process of diatomaceous earth thermal regeneration - Google Patents

Method for automatical control of process of diatomaceous earth thermal regeneration Download PDF

Info

Publication number
RU2622130C1
RU2622130C1 RU2016103804A RU2016103804A RU2622130C1 RU 2622130 C1 RU2622130 C1 RU 2622130C1 RU 2016103804 A RU2016103804 A RU 2016103804A RU 2016103804 A RU2016103804 A RU 2016103804A RU 2622130 C1 RU2622130 C1 RU 2622130C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
supplied
kieselguhr
coolant
mass transfer
Prior art date
Application number
RU2016103804A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Тихонович Антипов
Сергей Васильевич Шахов
Сергей Юрьевич Панов
Дмитрий Михайлович Визир
Виктор Олегович Инютин
Александр Александрович Мягков
Александр Валентинович Зинковский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ")
Priority to RU2016103804A priority Critical patent/RU2622130C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622130C1 publication Critical patent/RU2622130C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D41/00—Regeneration of the filtering material or filter elements outside the filter for liquid or gaseous fluids
    • B01D41/02—Regeneration of the filtering material or filter elements outside the filter for liquid or gaseous fluids of loose filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/14—Diatomaceous earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3483—Regenerating or reactivating by thermal treatment not covered by groups B01J20/3441 - B01J20/3475, e.g. by heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/10—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D29/00—Simultaneous control of electric and non-electric variables

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: for automatic control of the process of diatomaceous earth thermal regeneration according to the measured parameters of costs and capacities during the process according to the program-logic algorithm incorporated in the microprocessor, operative control of technological parameters is carried out taking into account the bilateral restrictions imposed thereon. Total heat energy costs for the process of diatomaceous earth thermal regeneration are calculated, their derivative is determined in terms of the amount of the moisture separated. Depending on the sign of the derivative, the consumption of the initial product is affected in the inverse relation.
EFFECT: invention allows to improve the efficiency of the diatomaceous earth regeneration, the accuracy and reliability of controlling the technological parameters at all stages of the process, to reduce material and energy costs per weight unit of the finished product, and to improve its quality.
2 dwg

Description

Изобретение относится к способам и системам управления процессом термической регенерации кизельгура, и может быть использовано в пивоваренной, масложировой и других отраслях промышленности, использующих кизельгуровые фильтры.The invention relates to methods and systems for controlling the process of thermal regeneration of kieselguhr, and can be used in brewing, oil and fat and other industries using kieselguhr filters.

В ходе проведенного патентного поиска аналогов представленного технического решения выявлено не было.During the patent search, analogues of the presented technical solution were not identified.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности регенерации кизельгура, повышение качества получаемой готовой продукции, снижение материальных и энергетических ресурсов на единицу массы готового продукта, повышение точности и надежности управления технологическими параметрами на всех стадиях процесса термической регенерации кизельгура.An object of the invention is to increase the efficiency of regeneration of kieselguhr, improve the quality of the finished product, reduce material and energy resources per unit mass of the finished product, increase the accuracy and reliability of controlling process parameters at all stages of the process of thermal regeneration of kieselguhr.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура, характеризующийся тем, что измеряют расходы кизельгурового шлама, подаваемого в декантер; обезвоженного механическим путем кизельгурового шлама, подаваемого в кондуктивную сушилку; сыпучего кизельгурового шлама и теплоносителя в виде обедненной кислородом воздушной смеси, подаваемых в эжектор тепломассообменного аппарата; их смеси, подаваемой из эжектора в тепломассообменный аппарат; теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора и подмешиваемого к нему части отработанного горячего теплоносителя, подаваемого в нижнюю часть тепломассообменного аппарата; воздуха, подаваемого в мембранный аппарат; обогащенного кислородом воздуха, подаваемого в горелку газового теплогенератора; природного газа, подаваемого в газовый теплогенератор; отработанного теплоносителя из тепломассообменного аппарата, подаваемого в циклон; отработанного теплоносителя после отделения от твердых частиц кизельгура; части теплоносителя, подмешиваемого к продуктам сгорания при подачи полученной смеси теплоносителя в нижнюю часть тепломассообменного аппарата; отработанного теплоносителя после отделения от него жидкой фазы в виде конденсата и подмешиваемого к природному газу; части теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора и подмешиваемого к нему части отработанного горячего теплоносителя, подаваемого в греющую рубашку эжектора; непрерывно определяют мощности электронагревательных элементов воздушного компрессора, кондуктивной шнековой электросушилки, электростатического фильтра и привода декантера, шнека кондуктивной электросушилки, воздушного компрессора, насосов в линии отработанного теплоносителя из тепломассообменного аппарата, подаваемого в циклон, в линии теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора и подмешиваемого к нему части отработанного горячего теплоносителя, подаваемого в нижнюю часть тепломассообменного аппарата, в линии отработанного теплоносителя после отделения от твердых частиц кизельгура, в линии части теплоносителя, подмешиваемого к продуктам сгорания, для подачи полученной смеси теплоносителя в нижнюю часть тепломассообменного аппарата, в линии отработанного теплоносителя после отделения от него жидкой фазы в виде конденсата и подмешиваемого к природному газу, в линии части теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора и подмешиваемого к нему части отработанного горячего теплоносителя, подаваемого в греющую рубашку эжектора, в линии, воздуха, обогащенного кислородом, подаваемого в горелку газового теплогенератора, в линии природного газа, подаваемого в газовый теплогенератор, по измеренным параметрам о ходе процесса по программно-логическому алгоритму, заложенному в микропроцессор, осуществляют оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений, рассчитывают суммарные теплоэнергетические затраты на процесс термической регенерации кизельгура, определяют их производную по количеству отделяемой влаги и в зависимости от знака производной воздействуют на расход исходного продукта в антибатной зависимости.To solve the technical problem of the invention, a method is proposed for automatically controlling the process of thermal regeneration of kieselguhr, characterized in that the flow rates of kieselguhr sludge fed to the decanter are measured; mechanically dehydrated kieselguhr sludge fed into a conductive dryer; loose kieselguhr sludge and a coolant in the form of an oxygen-depleted air mixture supplied to the ejector of a heat and mass transfer apparatus; mixtures thereof supplied from the ejector to the heat and mass transfer apparatus; heat carrier in the form of a mixture of combustion products from a gas heat generator and a portion of the spent hot heat carrier mixed into it supplied to the lower part of the heat and mass transfer apparatus; air supplied to the membrane apparatus; oxygen-enriched air supplied to the burner of a gas heat generator; natural gas supplied to the gas heat generator; waste heat carrier from the heat and mass transfer apparatus supplied to the cyclone; waste heat carrier after separation from kieselguhr solid particles; parts of the heat carrier mixed with the combustion products when the resulting mixture of heat carrier is supplied to the lower part of the heat and mass transfer apparatus; waste heat carrier after separation of the liquid phase from it in the form of condensate and mixed with natural gas; parts of the coolant in the form of a mixture of combustion products from the gas heat generator and the part of the spent hot coolant mixed into it supplied to the heating jacket of the ejector; continuously determine the power of the electric heating elements of an air compressor, a conductive screw electric dryer, an electrostatic filter and a decanter drive, a conductive screw of an electric dryer, an air compressor, pumps in a waste heat transfer line from a heat and mass transfer apparatus supplied to a cyclone, in a heat transfer line in the form of a mixture of combustion products from a gas heat generator and part of the spent hot coolant mixed to it supplied to the lower part of the heat and mass transfer arata, in the line of the spent heat carrier after separation from the kieselguhr solid particles, in the line of the part of the heat carrier mixed with the products of combustion, for supplying the obtained mixture of the heat carrier to the lower part of the heat and mass transfer apparatus, in the line of the spent heat carrier after separating the liquid phase from it in the form of condensate and mixed to natural gas in the line of a part of the heat carrier in the form of a mixture of products of combustion from a gas heat generator and a part of the spent hot heat medium mixed into it supplied to the heating ejector jacket, in the line of oxygen-enriched air supplied to the burner of the gas heat generator, in the line of natural gas supplied to the gas heat generator, according to the measured parameters of the process according to the program-logic algorithm embedded in the microprocessor, operational parameters are controlled with taking into account the bilateral restrictions imposed on them, calculate the total heat energy costs for the process of thermal regeneration of kieselguhr, determine their derivative by the amount of separated moisture and depending on the sign of the derivative, they affect the consumption of the initial product in an antibatical dependence.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности регенерации кизельгура, повышении качества получаемой готовой продукции, снижении материальных и энергетических ресурсов на единицу массы готового продукта, повышении точности и надежности управления технологическими параметрами на всех стадиях процесса термической регенерации кизельгура.The technical result of the invention is to increase the efficiency of regeneration of kieselguhr, improve the quality of the finished product, reduce material and energy resources per unit mass of the finished product, increase the accuracy and reliability of the control of technological parameters at all stages of the process of thermal regeneration of kieselguhr.

На фиг. 1 представлена схема, реализующая способ автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура, на фиг. 2 представлен график зависимости удельных суммарных энергозатрат R от расхода исходного сырья Gисх.c..In FIG. 1 is a diagram that implements a method for automatically controlling the process of thermal regeneration of kieselguhr; FIG. Figure 2 presents a graph of the dependence of the specific total energy consumption R on the consumption of feedstock G ref .c. .

Схема (фиг. 1) содержит декантер 1 со шнековым рабочим органом 2, имеющий привод 3. Декантер 1 соединен при помощи конусообразного питателя 4 с кондуктивной электросушилкой 5, имеющей нагревательные элементы 6 и транспортирующий шнек 7 с приводом 8. Выходная горловина кондуктивной электросушилки 5 в свою очередь соединена конусообразным питателем 9 с камерой всасывания инжектора 10, который имеет греющую рубашку и соединен с цилиндроконической камерой 11 тепломассообменного аппарата 12, выступающего в качестве оборудования для теплового воздействия на продукт в активном гидродинамическом режиме. Внутри цилиндрической части камеры 11 установлена полая вставка 13 с чередующимися узкими и расширяющимися частями, имеющая на внешней поверхности канал регулируемого сечения для отвода паровой фазы из зоны сушки. В качестве оборудования для подготовки теплоносителя используются газовый теплогенератор 14 с горелкой 15 и газодувкой 16, воздушный компрессор 17 с электронагревателем 18, мембранный генератор 19. Система аспирации отработаного теплоносителя включает конденсатор 20 дымосос 21, циклон 22 и электростатический фильтр 23.The circuit (Fig. 1) contains a decanter 1 with a screw working element 2, having a drive 3. The decanter 1 is connected using a cone-shaped feeder 4 with a conductive electric dryer 5 having heating elements 6 and a conveying screw 7 with a drive 8. The outlet neck of the conductive electric dryer 5 in turn, it is connected by a cone-shaped feeder 9 to the suction chamber of the injector 10, which has a heating jacket and is connected to the cylinder-conical chamber 11 of the heat and mass transfer apparatus 12, which acts as equipment for thermal exposure Twi per product in active hydrodynamic mode. Inside the cylindrical part of the chamber 11, a hollow insert 13 with alternating narrow and expanding parts is installed, having an adjustable section channel on the outer surface to divert the vapor phase from the drying zone. As equipment for the preparation of the coolant, a gas heat generator 14 with a burner 15 and a gas blower 16, an air compressor 17 with an electric heater 18, a membrane generator 19 are used. The exhaust system aspiration system includes a condenser 20, a smoke exhauster 21, a cyclone 22 and an electrostatic filter 23.

Схема также включает, насосы 24-29, вентили 30-44, линии: подачи 45 кизельгурового шлама в декантер 1, удаления 46 из него жидкой фракции, подачи 47 обезвоженного механическим путем в декантере 1 кизельгурового шлама в кондуктивную электросушилку 5, подачи 48 сыпучего кизельгурового шлама и подачи 49 теплоносителя в виде обедненной кислородом воздушной смеси в эжектор 10 тепломассообменного аппарата 12, подачи 50 их смеси из эжектора 10 в тепломассообменный аппарат 12, подачи 51 воздуха в мембранный аппарат 19, подачи 52 обогащенного кислородом воздуха в горелку 15 газового теплогенератора 14, подачи 53 природного газа в газовый теплогенератор 14, подачи 54 отработанного теплоносителя из тепломассообменного аппарата в циклон 22, подачи 55 части отработанного теплоносителя после отделения от твердых частиц кизельгура на рециркуляцию путем подмешивания к продуктам сгорания, удаления 56, 57 и 58 частиц кизельгура крупной, средней и мелкой фракции, соответственно из тепломассообменного аппарата 12, циклона 22 и электростатического фильтра 23, подачи 59 в горелку 15 газового теплогенератора 14 отработанного теплоносителя после отделения от него жидкой фазы в виде конденсата путем подмешивания его к природному газу, подачи 60 охлаждающей среды в конденсатор, удаления 61 жидкой фазы в виде конденсата из конденсатора 20, подачи 62 части теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора 14 и подмешиваемого к нему части отработанного горячего теплоносителя в греющую рубашку эжектора 10, подачи 63 теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора 14 и подмешиваемого к нему части отработанного горячего теплоносителя в нижнюю часть тепломассообменного аппарата 12.The scheme also includes pumps 24-29, valves 30-44, lines: feeding 45 kieselguhr sludge to decanter 1, removing 46 of the liquid fraction from it, feeding 47 mechanically dehydrated in decanter 1 of kieselguhr sludge to a conductive electric dryer 5, supplying 48 bulk kieselguhr sludge and supply 49 coolant in the form of an oxygen-depleted air mixture into the ejector 10 of the heat and mass transfer apparatus 12, supply 50 of their mixture from the ejector 10 to the heat and mass transfer apparatus 12, supply 51 air to the membrane apparatus 19, supply 52 of oxygen-enriched air to the mountains 15 of the gas heat generator 14, supply of 53 natural gas to the gas heat generator 14, supply 54 of the waste heat carrier from the heat and mass transfer apparatus to the cyclone 22, supply 55 parts of the waste heat carrier after separation from the kieselguhr solid particles for recycling by mixing with the combustion products, removing 56, 57 and 58 particles of kieselguhr large, medium and small fractions, respectively, from the heat and mass transfer apparatus 12, cyclone 22 and electrostatic filter 23, supply 59 to the burner 15 of the gas heat generator 14 of the spent t of the carrier after separation of the liquid phase in the form of condensate by mixing it with natural gas, supplying 60 cooling medium to the condenser, removing 61 of the liquid phase in the form of condensate from the condenser 20, supplying 62 parts of the heat carrier as a mixture of combustion products from the gas heat generator 14 and mixed to it, parts of the spent hot coolant in the heating jacket of the ejector 10, supply 63 coolant in the form of a mixture of combustion products from the gas heat generator 14 and the part of the spent hot heat mixed with it the carrier in the lower part of the heat and mass transfer apparatus 12.

В схеме предусмотрены датчики: расхода 64-81, влажности кизельгурового шлама 82-84, кизельгура 85, 86, 87, отработанного теплоносителя 88 после отделения от него частиц кизельгура, отработанного теплоносителя 89 после отделения от него влаги, давления 90-91 в мембранном генераторе 19, давления 92-94 в тепломассообменном аппарате 12, температуры 95-102, уровня 103-108, мощности 109 электронагревателя 18 воздушного компрессора 17, мощности 110 нагревательных элементов 6 кондуктивной электросушилки 5, мощности электроприводов 111-122, микропроцессор 123 (

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
- входные каналы управления, а, б, в, г, д, е, ж, з, и, к, л, м, н, о, п, р, с, т, у, х, ц, ч, ш, щ - выходные каналы управления), исполнительные механизмы 124-150.The scheme includes sensors: flow rate 64-81, humidity of kieselguhr sludge 82-84, kieselguhr 85, 86, 87, waste heat carrier 88 after separating particles of kieselguhr, waste heat carrier 89 after separating moisture from it, pressure 90-91 in the membrane generator 19, pressure 92-94 in the heat and mass transfer apparatus 12, temperature 95-102, level 103-108, power 109 of the electric heater 18 of the air compressor 17, power 110 of the heating elements 6 of the conductive electric dryer 5, power of the electric drives 111-122, microprocessor 123 (
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
- input control channels, a, b, c, d, d, e, f, h, and, k, l, m, n, o, p, p, s, t, y, x, t, h, w , u - output control channels), actuators 124-150.

Вторичные приборы, цифроаналоговые (ЦАЦ) и аналого-цифровые (АЦП) преобразователи на схеме не показаны.Secondary devices, digital-analog (DAC) and analog-to-digital (ADC) converters are not shown in the diagram.

Способ автоматического регулирования процессом термической регенерации кизельгура осуществляют следующим образом.A method for automatically controlling the process of thermal regeneration of kieselguhr is as follows.

Исходный кизельгуровый шлам (например, пивоваренного производства) с влажностью 80-90% измеряемую датчиком 82 после кизельгурового фильтра (не показан) по линии 45 поступает через вентиль 39 во внутреннее пространство корпуса декантера 1, где попадает в зону действия шнекового рабочего органа 2 и под действием центробежных сил происходит отделение от него механическим путем жидкой фракции (влаги), которая удаляется по линии 46 через вентиль 44. А обезвоженный механическим способом в поле центробежных сил от слабо связанной влаги кизельгуровый шлам с влажностью 55-70%, измеряемую датчиком 83, подается при помощи конусообразного питателя 4 по линии 47 в кондуктивную электросушилку 5, где благодаря температуре, определяемой датчиком 95 нагревательных элементов 6 выпаривается еще часть влаги до обеспечения сыпучей консистенции продукта, соответствующей переходной влажности 50…55%, измеряемой датчиком 84. Одновременно транспортирующий шнек 7, который приводится во вращение с помощью привода 8, транспортирует кизельгуровый шлам к выходной горловине кондуктивной электросушилки 5, из которой он конусообразным питателем 9 по линии 48 через шлюзовой затвор 37 подается в камеру всасывания инжектора 10. При этом через вентиль 34 по линии 49 в инжектор вводится под напором теплоноситель, при движении которого образуется разрежение обеспечивающее забор сыпучего продукта из питателя 9 и последующее его смешивание с теплоносителем и образованием газовзвеси. За счет разряжения происходит испарение части влаги (4-6%) из сыпучего продукта. После этого, полученная газовзвесь тангенциально подается в цилиндроконическую камеру 11 массообменного аппарата 12, где она подсушивается в закрученном потоке до промежуточной влажности (например, 2-6%). При конвективном нагреве от теплоносителя (температура которого измеряется датчиком 99) частиц продукта до 100-150°С происходит выделение и испарение внешней и несвязанной влаги. Подсыхаемые частицы кизельгурового шлама, опускаются по криволинейной траектории в нижнюю коническую часть цилиндроконической камеры 11, где захватываются потоком теплоносителя, подаваемого по линии 63. Процесс сушки продолжается в активном гидродинамическом режиме. В центре потока осуществляется фонтанирование частиц продукта, которые опускаются по периферии, закрученные тангенциальным потоком, при этом ядро фонтана вращается вокруг вертикальной оси. Направление вращения ядра фонтана совпадает с направлением движения тангенциального потока. Высыхая частицы кизельгурового шлама поднимаются вверх и захватываются потоком теплоносителя, скорость которого увеличивается вследствие уменьшения сечения, обусловленного конфигурацией полой вставки 13. По мере движения теплоносителя через полую вставку 13 его скорость падает до скорости витания частиц кизельгурового шлама из-за увеличения проходного сечения, обусловленного расширяющейся конфигурацией вставки 13, и образуется взвешенный слой, в котором идет как досушка частиц кизельгурового шлама до конечной влажности 2-3%, так и осуществление процесса пиролиза органических компонентов при температуре теплоносителя от 300 до 550°С, измеряемые датчиками 96 и 102, установленными на входе и выходе тепломассообменного аппарата 12. Далее частицы продукта поднимаются вверх и захватываются потоком теплоносителя, скорость которого увеличивается вследствие уменьшения сечения, обусловленного конфигурацией полой вставки 13. В самой верхней части полой вставки 13 происходит окончательное разложение органической составляющей кизельгурового шлама с выделением углеводородных газов и паров. Частицы смеси при взаимодействии с отражателем, расположенным при выходе газовзвеси из цилиндроконической камеры 11 тепломассообменного аппарата 12, отклоняются в радиальном направлении, в результате чего происходит разделение продукта и отработанного теплоносителя, а более тяжелые частицы смеси с наличием в них влаги или органических включений возвращаются во взвешенный слой. Причем легкие частицы кизельгура освобожденные от влаги и органики вместе с отработанным теплоносителем через окна в цилиндроконической камере 11 попадают в пространство, образованное цилиндрической частью камеры и внешним кожухом тепломассообменного аппарата 12, в которой крупно-дисперсная фракция при потере скорости оседает в этом пространстве, а отработанный теплоноситель удаляется из пространства в линию 54 дымососом 21 и далее в аспирационную систему сепарирования и улавливания крупных фракций кизельгура. При этом в циклоне 22 улавливается средне-дисперсная фракция кизельгура, а в электростатическом фильтре 23 его мелкодисперсная фракция. Так как при прохождении через аппарат теплоноситель имеет достаточно высокую температуру, поэтому часть его может быть обратно возвращена для целей термического воздействия на продукт через линию 55 путем подмешивания его в поток теплоносителя, который создается путем сгорания природного газа в теплогенераторе 14 нагнетаемого в него газодувкой 16. Причем по линии 59 к природному газу подаваемому по линии также подмешивается рециркулируемый теплоноситель в виде горючего газа, полученного в результате газификации органической составляющей продукта в результате сухой его перегонки в полой вставке 13, при работе тепломассообменного аппарата 12 в режиме пиролиза при температуре 300-550°С в условиях ограниченного доступа кислорода. Предварительно из горючего газа удаляется влага с помощью охлаждающей среды (воды или атмосферного воздуха), подаваемой в конденсатор 20 по линии 60, температура которой измеряется датчиком 101, а расход датчиком 76.The original kieselguhr sludge (for example, brewing industry) with a humidity of 80-90% measured by the sensor 82 after the kieselguhr filter (not shown) through line 45 enters through the valve 39 into the interior of the decanter housing 1, where it enters the working area of the screw working element 2 and under the action of centrifugal forces is the mechanical separation of the liquid fraction (moisture), which is removed through line 46 through the valve 44. And dihydrated mechanically in the field of centrifugal forces from weakly bound moisture kieselguhr with a humidity of 55-70%, measured by a sensor 83, is fed by means of a cone-shaped feeder 4 through line 47 to a conductive electric dryer 5, where, thanks to the temperature determined by the sensor 95 of the heating elements 6, another part of the moisture is evaporated until a loose consistency of the product corresponding to a transitional humidity of 50 ... 55%, measured by the sensor 84. At the same time, the conveying screw 7, which is driven by the drive 8, transports the kieselguhr sludge to the outlet of the conductive electric dryer 5, of which n conical feeder 9 through line 48 through the lock gate 37 is fed into the suction chamber of the injector 10. In this case, through the valve 34 through line 49, a coolant is introduced under pressure into the injector, during the movement of which a vacuum is formed, which takes the bulk product from the feeder 9 and then mixes it with coolant and the formation of gas suspensions. Due to the vacuum, part of the moisture (4-6%) is evaporated from the bulk product. After that, the resulting gas suspension is tangentially fed into the cylinder-conical chamber 11 of the mass transfer apparatus 12, where it is dried in a swirling flow to an intermediate moisture content (for example, 2-6%). When convective heating from a coolant (the temperature of which is measured by a sensor 99) of product particles up to 100-150 ° C, the release and evaporation of external and unbound moisture occurs. Drying particles of kieselguhr sludge are lowered along a curved path to the lower conical part of the cylinder-conical chamber 11, where they are captured by the flow of coolant supplied through line 63. The drying process continues in an active hydrodynamic mode. In the center of the stream, there is a gushing of particles of the product, which are lowered along the periphery, twisted by a tangential flow, while the core of the fountain rotates around a vertical axis. The direction of rotation of the fountain core coincides with the direction of movement of the tangential flow. Drying particles of kieselguhr sludge rise up and are captured by the flow of coolant, the speed of which increases due to a decrease in the cross section due to the configuration of the hollow insert 13. As the coolant moves through the hollow insert 13, its speed drops to the speed of the particles of kieselguhr sludge due to the increase in the flow area due to the configuration of the insert 13, and a suspended layer is formed, in which there is a drying of the particles of kieselguhr sludge to a final moisture content of 2-3%, and the behavior of the pyrolysis of organic components at a coolant temperature of 300 to 550 ° C, measured by sensors 96 and 102 installed at the inlet and outlet of the heat and mass transfer apparatus 12. Next, the product particles rise up and are captured by the coolant flow, the speed of which increases due to a decrease in the cross section due to the hollow configuration insert 13. In the upper part of the hollow insert 13, the final decomposition of the organic component of kieselguhr sludge with the release of hydrocarbon gases occurs vapors. The particles of the mixture interacting with the reflector located at the exit of the gas suspension from the cylinder-conical chamber 11 of the heat and mass transfer apparatus 12, are deflected in the radial direction, as a result of which the product and the waste coolant are separated, and the heavier particles of the mixture with the presence of moisture or organic inclusions return to the suspended layer. Moreover, light kieselguhr particles freed from moisture and organic matter together with the spent heat carrier through the windows in the cylinder-conical chamber 11 fall into the space formed by the cylindrical part of the chamber and the outer casing of the heat and mass transfer apparatus 12, in which the coarse-dispersed fraction settles in this space at a loss of speed, and the waste the coolant is removed from the space in line 54 of the exhaust fan 21 and further into the aspiration system for separating and collecting large fractions of kieselguhr. At the same time, in the cyclone 22, the medium-dispersed kieselguhr fraction is captured, and in the electrostatic filter 23, its finely dispersed fraction. Since when passing through the apparatus, the coolant has a sufficiently high temperature, so part of it can be returned back for the purpose of thermal exposure of the product through line 55 by mixing it into the coolant stream, which is created by burning natural gas in the heat generator 14 of the gas blower 16 injected into it. Moreover, through line 59, the recirculated heat carrier in the form of combustible gas obtained as a result of gasification of the organic component is also mixed with the natural gas supplied through the line th product as a result of dry distillation in a hollow insert 13, when the heat and mass transfer apparatus 12 is in pyrolysis mode at a temperature of 300-550 ° C under conditions of limited oxygen access. Preliminarily, moisture is removed from the combustible gas by means of a cooling medium (water or atmospheric air) supplied to the condenser 20 via line 60, the temperature of which is measured by the sensor 101, and the flow rate by the sensor 76.

Теплоноситель, подаваемый под напором в линию 49 инжектора 10 и служащий для сушки продукта в закрученном потоке в цилиндроконической камере 11 тепломассообменного аппарата 12 создается путем разделения в мембранном генераторе 19 подогретого до 100-160°С в электронагревателе 18 воздуха и нагнетаемого в него компрессором 17 с обеспечением в напорном канале перед полупроницаемой мембраной (например, металлокерамической) рабочего давления 0,5-4 МПа, измеряемого датчиками 90 и 91, под действием которого воздух разделяется на воздушную смесь обедненную кислородом и на смесь обогащенную кислородом.The heat carrier supplied under pressure to the line 49 of the injector 10 and used to dry the product in a swirling flow in the cylinder-conical chamber 11 of the heat and mass transfer apparatus 12 is created by separating the air heated to 100-160 ° C in the membrane generator 19 and pumped into it by the compressor 17 s providing in the pressure channel in front of the semipermeable membrane (for example, cermet) a working pressure of 0.5-4 MPa, measured by sensors 90 and 91, under which the air is separated into a lean air mixture oxygen and the mixture is enriched with oxygen.

Повышенное содержание азота в воздушной смеси, обедненной кислородом воздуха, позволяет интенсифицировать процесс обезвоживания влаги из продукта за счет образования ассоциированных групп молекул влаги и азота, где молекулы последнего выполняют роль переносчика молекул пара с поверхности испарения в свободное от продукта пространство, а также «бомбардируют» продукт, ослабляя силы взаимодействия между молекулами в местах попадания. Давление в местах столкновений оказывается выше давления окружающей среды, и чем выше скорость испарения, тем выше разница давлений на границе раздела фаз и в среде, при этом увеличивается общее давление среды, следовательно, возрастает значение конвективного тепло- и массопереноса. Кроме этого данное давление обеспечивает необходимый в эжекторе расход теплоносителя (30-50 м3/ч).The increased nitrogen content in the air mixture depleted in atmospheric oxygen makes it possible to intensify the process of dehydration of moisture from the product due to the formation of associated groups of moisture and nitrogen molecules, where the molecules of the latter act as a carrier of vapor molecules from the evaporation surface to the product-free space, and also “bombard” product, weakening the forces of interaction between molecules at the points of contact. The pressure in the places of collisions is higher than the ambient pressure, and the higher the evaporation rate, the higher the pressure difference at the interface and in the medium, while the total pressure of the medium increases, therefore, the value of convective heat and mass transfer increases. In addition, this pressure provides the coolant flow rate required in the ejector (30-50 m 3 / h).

Повышенная температура воздуха 100-160°С, измеряемого датчиком 97 и подаваемого на полупроницаемую мембрану обеспечивает высокие показатели эффективности разделения воздуха.The increased air temperature of 100-160 ° C, measured by a sensor 97 and supplied to a semi-permeable membrane provides high rates of air separation efficiency.

В инжекторе 10 газовзвесь дополнительно подогревается (температура измеряется датчиком 98) за счет подачи в его греющую рубашку по линии 62, обираемого из линии 63 теплоносителя.In the injector 10, the gas suspension is additionally heated (the temperature is measured by the sensor 98) due to the supply to its heating jacket via line 62, wiped from the coolant line 63.

Обогащенный кислородом воздух после мембранного генератора 19 по линии 52 питающим насосом 26 подается в горелку 15 газового теплогенератора 14, где повышенное содержание кислорода смеси катализирует процесс горения и обеспечивает боле высокую эффективность сжигания газа и как следствие более высокую температуру горения.The oxygen-enriched air after the membrane generator 19 via line 52 is supplied by a feed pump 26 to the burner 15 of the gas heat generator 14, where the increased oxygen content of the mixture catalyzes the combustion process and provides a higher gas burning efficiency and, as a result, a higher combustion temperature.

Одновременно измеряют расходы подаваемого кизельгурового шлама в декантер с помощью датчика 64.At the same time, the flow rates of kieselguhr sludge to the decanter are measured using a sensor 64.

При этом осуществляют оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений, обусловленных как получением готового продукта высокого качества, так и экономической целесообразностью осуществляют по программно-логическому алгоритму, заложенному в микропроцессор 123, в который передается информация о ходе процесса удаления влаги выпариванием из кизельгурового шлама от датчиков 82-87.At the same time, operational control of technological parameters is carried out taking into account the two-sided restrictions imposed on them, due to both obtaining a finished product of high quality and economic feasibility, they are carried out according to a program-logic algorithm embedded in microprocessor 123, into which information on the progress of the process of removing moisture by evaporation from kieselguhr sludge from sensors 82-87.

Затем микропроцессор 123 по измеренным параметрам (суммарной мощности электронагревателя 18 воздушного компрессора 17, нагревательных элементов 6 кондуктивной электросушилки 5, электроприводов 111-122 и количеству влаги, удаляемой из кизельгурового шлама) рассчитывает технико-экономический показатель (критерий оптимизации), в качестве которого использован суммарный расход тепловой и электрической энергии, приходящийся на единицу испаряемой влаги:Then the microprocessor 123, based on the measured parameters (total power of the electric heater 18 of the air compressor 17, heating elements 6 of the conductive electric dryer 5, electric drives 111-122 and the amount of moisture removed from the kieselguhr sludge), calculates the technical and economic indicator (optimization criterion), which is used as the total heat and electric energy consumption per unit of evaporated moisture:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Ν1 - потребляемая мощность привода 3 шнекового рабочего органа 2 декантера 1, кВт; Ν2 - потребляемая мощность привода 8 транспортирующего шнека 7 электросушилки 5, кВт; N3 - потребляемая мощность нагревательных элементов 6 электросушилки 5, Ν4 - потребляемая мощность теплогенератора 14, кВт, N5 - потребляемая мощность газодувки 16, N6 - потребляемая мощность привода воздушного компрессора 17, кВт, N7 - потребляемая мощность электронагревателя 18 воздушного компрессора 17, N8 - потребляемая мощность дымососа 21, N9 - потребляемая мощность электростатического фильтра 23, N10-Ν14 - потребляемые мощности насосов 24-29, кВт, соответственно в линиях подачи 52 обогащенного кислородом воздуха в горелку 15 газового теплогенератора 14, подачи 53 природного газа в газовый теплогенератор 14, подачи 54 отработанного теплоносителя из тепломассообменного аппарата в циклон 22, подачи 55 части отработанного теплоносителя после отделения от твердых частиц кизельгура на рециркуляцию путем подмешивания к продуктам сгорания, подачи 59 в горелку 15 газового теплогенератора 14 отработанного теплоносителя после отделения от него жидкой фазы в виде конденсата путем подмешивания его к природному газу, подачи 60 охлаждающей среды в конденсатор, подачи 62 части теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора 14 и подмешиваемого к нему части отработанного горячего теплоносителя в греющую рубашку эжектора 10, ZЭ - цена за электроэнергию, р/(кВт⋅ч); G - массовая доля влаги, удаляемая в процессе термической регенерации кизельгура из перерабатываемого продукта в единицу времени, т/ч.where Ν 1 - power consumption of the drive 3 screw working body 2 decanter 1, kW; Ν 2 - power consumption of the drive 8 of the conveying screw 7 of the electric dryer 5, kW; N 3 - power consumption of heating elements 6 of the electric dryer 5, Ν 4 - power consumption of the heat generator 14, kW, N 5 - power consumption of the gas blower 16, N 6 - power consumption of the drive of the air compressor 17, kW, N 7 - power consumption of the electric heater 18 of the air compressor 17, N 8 - power consumption of the exhaust fan 21, N 9 - power consumption of the electrostatic filter 23, N 10 -Ν 14 - power consumption of the pumps 24-29, kW, respectively, in the supply lines 52 of oxygen-enriched air into the burner 15 of the gas heat generator 14, supply 53 of natural gas to the gas heat generator 14, supply 54 of the spent heat carrier from the heat and mass transfer apparatus to the cyclone 22, supply 55 parts of the waste heat carrier after separation from the kieselguhr solid particles for recycling by mixing with the combustion products, supply 59 to the burner 15 of the gas heat generator 14 of the waste the coolant after separating the liquid phase from it in the form of condensate by mixing it with natural gas, supplying 60 cooling medium to the condenser, supplying 62 parts of the coolant in the form of a mixture of ucts combustion gas from the heat generator 14 and admixed thereto portion of the flue the hot coolant to the heating jacket of the ejector 10, Z E - price for electricity, p / (kWh); G is the mass fraction of moisture removed during the thermal regeneration of kieselguhr from the processed product per unit time, t / h

В соответствии с материальным балансом по влаге, зависимость расхода готового кизельгура от расхода кизельгурового шлама можно представить с учетом расхода влаги следующим образом:In accordance with the material moisture balance, the dependence of the consumption of finished kieselguhr on the consumption of kieselguhr sludge can be represented taking into account the moisture consumption as follows:

Figure 00000005
Figure 00000005

где Gф.к. - расход регенерируемого кизельгура, кг/ч; Gисх.с. - расход исходного продукта (кизельгурового шлама), кг/ч; k - коэффициент, wн, wк - соответственно начальное и конечное влагосодержание высушиваемого продукта, кг/кг; θ - коэффициент удаления влаги из исходного продукта (кизельгурового шлама), кг/ч.where G fc - consumption of regenerated kieselguhr, kg / h; G ref.s - consumption of the original product (kieselguhr sludge), kg / h; k - coefficient, w n , w k - respectively, the initial and final moisture content of the dried product, kg / kg; θ - coefficient of moisture removal from the original product (kieselguhr sludge), kg / h

По данным процесса удаления влаги установлена однозначная функциональная связь между слагаемыми в числителе критерия оптимизации (1) и расходом исходного продукта:According to the moisture removal process, an unambiguous functional relationship has been established between the terms in the numerator of the optimization criterion (1) and the consumption of the initial product:

Figure 00000006
Figure 00000006

где a 1, а 2, а 3, а 4, а 5, а 6, а 7, а 8, а 9, а 10, а 11, а 12, а 13, а 14 - эмпирические коэффициенты, определяемые экспериментально.where a 1, a 2, a 3, a 4, a 5, a 6, a 7, a 8, and 9 and 10, and 11 and 12, and 13 and 14 - empirical coefficients determined experimentally.

С учетом формул (3)-(16) технико-экономический показатель (критерий оптимизации) (1) приводится к видуTaking into account formulas (3) - (16), the technical and economic indicator (optimization criterion) (1) is reduced to

Figure 00000007
Figure 00000007

Массовая доля влаги G, удаляемая из перерабатываемого продукта в единицу времени, т/ч, будет равнаThe mass fraction of moisture G removed from the processed product per unit time, t / h, will be equal to

Figure 00000008
Figure 00000008

Приведя формулу (18) к виду, удобному для исследования на экстремум, приравниваем первую производную критерия (18) нулю

Figure 00000009
:Having reduced formula (18) to a form convenient for research on an extremum, we equate the first derivative of criterion (18) to zero
Figure 00000009
:

Figure 00000010
Figure 00000010

После ряда преобразований получаемAfter a series of transformations, we obtain

Figure 00000011
Figure 00000011

Уравнение (20) равно нулю, если его числитель равен нулю, т.е.Equation (20) is zero if its numerator is zero, i.e.

Figure 00000012
Figure 00000012

Из уравнения (21) экстремальное значение расхода исходного продукта, соответствующее экстремальному расходу тепловой и электрической энергии, приходящемуся на единицу испаряемой влаги:From equation (21), the extreme value of the flow rate of the initial product corresponding to the extreme consumption of heat and electric energy per unit of evaporated moisture:

Figure 00000013
Figure 00000013

Условия экстремума выполняются как при максимуме, так и при минимуме функции. Поэтому необходимо убедиться, что решение, найденное в нашем случае, соответствует именно минимуму. Это можно установить по знаку второй производной критерия оптимизации (17). Взяв вторую производную критерия (17) и приравняв ее нулю, легко доказывается, что:

Figure 00000014
The conditions of the extremum are satisfied both at the maximum and at the minimum of the function. Therefore, it is necessary to make sure that the solution found in our case corresponds to the minimum. This can be established by the sign of the second derivative of the optimization criterion (17). Taking the second derivative of criterion (17) and equating it to zero, it is easily proved that:
Figure 00000014

Следовательно, в точке экстремума (22) имеет место минимум расхода тепловой и электрической энергии, приходящегося на единицу удаляемой влаги.Consequently, at the point of extremum (22), there is a minimum of heat and electric energy consumption per unit of moisture removed.

Затем микропроцессор 123 осуществляет выбор оптимальных режимов термической регенерации кизельгура с учетом оценки энергетической эффективности. Для этого микропроцессор 123 по рассчитанному технико-экономическому показателю (критерию оптимизации) (формула 1) определяет производную по количеству выделяемой из кизельгурового шлама влаги, и в зависимости от знака производной воздействуют на расход исходного продукта в антибатной зависимости.Then the microprocessor 123 selects the optimal thermal regeneration of kieselguhr, taking into account the assessment of energy efficiency. For this, the microprocessor 123, according to the calculated technical and economic indicator (optimization criterion) (formula 1), determines the derivative by the amount of moisture released from the kieselguhr sludge, and depending on the sign of the derivative they affect the consumption of the initial product in an antibate dependence.

Таким образом, данный метод оценки эффективности предлагаемого способа автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура позволяет осуществить выбор оптимального расхода исходного продукта по минимальному значению критерия с учетом ограничений, накладываемых на диапазоны изменения режимных параметров процесса термической регенерации кизельгура.Thus, this method of evaluating the effectiveness of the proposed method for automatic control of the process of thermal regeneration of kieselguhr allows you to select the optimal consumption of the initial product at the minimum value of the criterion, taking into account the restrictions imposed on the ranges of the operating parameters of the process of thermal regeneration of kieselguhr.

Способ автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура поясняется примером. В качестве конкретного примера по реализации способа рассматривается процесс термической регенерации кизельгура в активном гидродинамическом режиме.A method for automatically controlling the process of thermal regeneration of kieselguhr is illustrated by an example. As a specific example of the implementation of the method, the process of thermal regeneration of kieselguhr in an active hydrodynamic mode is considered.

Пределы регулирования основных параметров процессов получения регенерируемого кизельгура обоснованы в результате экспериментальных исследований: температура сушки в электросушилке и в тепломассообменном аппарате с составляет 150°С.The limits of regulation of the main parameters of the processes for producing regenerated kieselguhr are justified as a result of experimental studies: the drying temperature in an electric dryer and in a heat and mass transfer apparatus c is 150 ° C.

Производительность установки в зависимости от начальной влажности кизельгурового шлама составляет 100 кг/ч.The plant capacity, depending on the initial moisture content of kieselguhr sludge, is 100 kg / h.

В качестве объекта исследования использовался кизельгуровый шлам с начальной влажностью 90%, который подавался в декантер, а затем в электросушилку и тепломассообменный аппарат.As an object of study, kieselguhr sludge with an initial humidity of 90% was used, which was supplied to the decanter, and then to the electric dryer and heat and mass transfer apparatus.

Поддержание и регулирование параметров процесса сушки производилось в соответствии с вышеприведенным в предлагаемом способе алгоритмом, заложенным в микропроцессор 123, который осуществлял выбор оптимальных режимов работы установки с учетом оценки энергетической эффективности. Для этого микропроцессор 123 по рассчитанному технико-экономическому показателю (формула 1) определял удельные суммарные энергозатраты (фиг. 2).Maintenance and regulation of the parameters of the drying process was carried out in accordance with the algorithm described in the proposed method embedded in the microprocessor 123, which carried out the selection of optimal operating modes of the installation taking into account the energy efficiency assessment. For this, microprocessor 123 determined the specific total energy consumption by the calculated technical and economic indicator (formula 1) (Fig. 2).

Критерий оптимизации (1) для данных режимов процесса термической регенерации кизельгура получен в виде:The optimization criterion (1) for these modes of the process of thermal regeneration of kieselguhr was obtained in the form:

Figure 00000015
Figure 00000015

Оптимальное значение расхода исходного продукта

Figure 00000016
определяется из условия:The optimal value of the flow rate of the original product
Figure 00000016
determined from the condition:

Figure 00000017
Figure 00000017

Отсюда следуетthis implies

Figure 00000018
Figure 00000018

Тогда значение критерия оптимизации R*, соответствующее оптимальному значению G*, составит R*=900 р/т.Then the value of the optimization criterion R *, corresponding to the optimal value of G *, will be R * = 900 r / t.

Из анализа формулы (23) следует, что реализация данного способа с минимальными удельными энергетическими затратами, составляющими 900 р/т, при ограничениях на производительность оборудования и качество кизельгура, достигается при расходе исходного продукта 0,1 т/ч (фиг. 2). Незначительное отклонение расхода исходного продукта от этого значения неизбежно приводит к перерасходу тепловой и электрической энергии на единицу массы получаемого кизельгура.From the analysis of formula (23) it follows that the implementation of this method with minimum specific energy costs of 900 r / t, with restrictions on the productivity of the equipment and the quality of kieselguhr, is achieved at a flow rate of 0.1 t / h of the starting product (Fig. 2). A slight deviation of the consumption of the starting product from this value inevitably leads to an overexpenditure of heat and electric energy per unit mass of the obtained kieselguhr.

В результате показана возможность оценки эффективности предлагаемого способа автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура по величине энергетических затрат, приходящихся на единицу массы удаляемой влаги. Обоснован выбор оптимального расхода исходного продукта по минимальному значению удельных энергетических затрат с учетом ограничений, накладываемых на диапазоны изменения режимных параметров процесса сушки.As a result, the possibility of evaluating the effectiveness of the proposed method for automatic control of the process of thermal regeneration of kieselguhr by the amount of energy costs per unit mass of moisture removed is shown. The choice of the optimal consumption of the initial product by the minimum value of specific energy costs is justified, taking into account the restrictions imposed on the ranges of variation of the operating parameters of the drying process.

Предложенный способ автоматического регулирования процессом термической регенерации в активном гидродинамическом режиме позволяет:The proposed method for automatically controlling the process of thermal regeneration in an active hydrodynamic mode allows you to:

- обеспечить минимальные теплоэнергетические затраты на процесс регенерации кизельгура;- to provide minimal heat energy costs for the regeneration of kieselguhr;

- снизить материальные и энергетические ресурсы на единицу массы готового продукта;- reduce material and energy resources per unit mass of the finished product;

- получить готовый продукт высокого качества за счет поддержания наиболее оптимальной продолжительности процесса термической регенерации кизельгура;- to obtain a finished product of high quality by maintaining the most optimal duration of the process of thermal regeneration of kieselguhr;

- достигнуть большой точности поддержания технологических параметров и надежности системы автоматического регулирования на всех стадиях процесса термической регенерации кизельгура.- to achieve great accuracy in maintaining technological parameters and the reliability of the automatic control system at all stages of the process of thermal regeneration of kieselguhr.

Claims (1)

Способ автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура, характеризующийся тем, что измеряют расходы кизельгурового шлама, подаваемого в декантер; обезвоженного механическим путем кизельгурового шлама, подаваемого в кондуктивную сушилку; сыпучего кизельгурового шлама и теплоносителя в виде обедненной кислородом воздушной смеси, подаваемых в эжектор тепломассообменного аппарата; их смеси, подаваемой из эжектора в тепломассообменный аппарат; теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора и подмешиваемой к нему части отработанного горячего теплоносителя, подаваемого в нижнюю часть тепломассообменного аппарата; воздуха, подаваемого в мембранный аппарат; обогащенного кислородом воздуха, подаваемого в горелку газового теплогенератора; природного газа, подаваемого в газовый теплогенератор; отработанного теплоносителя из тепломассообменного аппарата, подаваемого в циклон; отработанного теплоносителя после отделения от твердых частиц кизельгура; части теплоносителя, подмешиваемого к продуктам сгорания при подаче полученной смеси теплоносителя в нижнюю часть тепломассообменного аппарата; отработанного теплоносителя после отделения от него жидкой фазы в виде конденсата и подмешиваемого к природному газу; части теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора и подмешиваемой к нему части отработанного горячего теплоносителя, подаваемого в греющую рубашку эжектора; непрерывно определяют мощности электронагревательных элементов воздушного компрессора, кондуктивной шнековой электросушилки, электростатического фильтра и привода декантера, шнека кондуктивной электросушилки, воздушного компрессора, насосов в линии отработанного теплоносителя из тепломассообменного аппарата, подаваемого в циклон, в линии теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора и подмешиваемой к нему части отработанного горячего теплоносителя, подаваемого в нижнюю часть тепломассообменного аппарата, в линии отработанного теплоносителя после отделения от твердых частиц кизельгура, в линии части теплоносителя, подмешиваемого к продуктам сгорания, для подачи полученной смеси теплоносителя в нижнюю часть тепломассообменного аппарата, в линии отработанного теплоносителя после отделения от него жидкой фазы в виде конденсата и подмешиваемого к природному газу, в линии части теплоносителя в виде смеси продуктов сгорания из газового теплогенератора и подмешиваемой к нему части отработанного горячего теплоносителя, подаваемого в греющую рубашку эжектора, в линии воздуха, обогащенного кислородом, подаваемого в горелку газового теплогенератора, в линии природного газа, подаваемого в газовый теплогенератор, по измеренным параметрам о ходе процесса по программно-логическому алгоритму, заложенному в микропроцессор, осуществляют оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений, рассчитывают суммарные теплоэнергетические затраты на процесс термической регенерации кизельгура, определяют их производную по количеству отделяемой влаги и в зависимости от знака производной воздействуют на расход исходного продукта в антибатной зависимости. A method for automatically controlling the process of thermal regeneration of kieselguhr, characterized in that the flow rates of kieselguhr sludge fed to the decanter are measured; mechanically dehydrated kieselguhr sludge fed into a conductive dryer; loose kieselguhr sludge and a coolant in the form of an oxygen-depleted air mixture supplied to the ejector of a heat and mass transfer apparatus; mixtures thereof supplied from the ejector to the heat and mass transfer apparatus; heat carrier in the form of a mixture of products of combustion from a gas heat generator and a portion of the spent hot heat medium mixed into it supplied to the lower part of the heat and mass transfer apparatus; air supplied to the membrane apparatus; oxygen-enriched air supplied to the burner of a gas heat generator; natural gas supplied to the gas heat generator; waste heat carrier from the heat and mass transfer apparatus supplied to the cyclone; waste heat carrier after separation from kieselguhr solid particles; parts of the heat carrier mixed with the combustion products when the resulting mixture of heat carrier is supplied to the lower part of the heat and mass transfer apparatus; waste heat carrier after separation of the liquid phase from it in the form of condensate and mixed with natural gas; part of the coolant in the form of a mixture of combustion products from the gas heat generator and the part of the spent hot coolant mixed into it supplied to the heating jacket of the ejector; continuously determine the power of the electric heating elements of an air compressor, a conductive screw electric dryer, an electrostatic filter and a decanter drive, a conductive screw of an electric dryer, an air compressor, pumps in a waste heat transfer line from a heat and mass transfer apparatus supplied to a cyclone, in a heat transfer line in the form of a mixture of combustion products from a gas heat generator and part of the spent hot coolant mixed to it supplied to the lower part of the heat and mass transfer app waste, in the line of the spent coolant after separation from the kieselguhr solid particles, in the line of the part of the coolant mixed with the combustion products, for supplying the resulting coolant mixture to the lower part of the heat and mass transfer apparatus, in the line of the spent coolant after separating the liquid phase from it in the form of condensate and mixed to natural gas in the line of a part of the heat carrier in the form of a mixture of products of combustion from a gas heat generator and the part of the spent hot coolant mixed into it supplied to g the cutting jacket of the ejector, in the line of air enriched with oxygen, supplied to the burner of the gas heat generator, in the line of natural gas supplied to the gas heat generator, according to the measured parameters about the process according to the program-logic algorithm embedded in the microprocessor, operational control of technological parameters is carried out taking into account bilateral restrictions imposed on them, calculate the total heat and energy costs for the thermal regeneration of kieselguhr, determine their derivative by the amount of moisture to be separated and depending on the sign of the derivative affect the consumption of the initial product in an antibatical dependence.
RU2016103804A 2016-02-06 2016-02-06 Method for automatical control of process of diatomaceous earth thermal regeneration RU2622130C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016103804A RU2622130C1 (en) 2016-02-06 2016-02-06 Method for automatical control of process of diatomaceous earth thermal regeneration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016103804A RU2622130C1 (en) 2016-02-06 2016-02-06 Method for automatical control of process of diatomaceous earth thermal regeneration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622130C1 true RU2622130C1 (en) 2017-06-13

Family

ID=59068244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016103804A RU2622130C1 (en) 2016-02-06 2016-02-06 Method for automatical control of process of diatomaceous earth thermal regeneration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622130C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU972201A1 (en) * 1980-10-10 1982-11-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности Method for automatically controlling spray drying
WO1994008693A1 (en) * 1992-10-08 1994-04-28 Sofima Ag Process and device for removing deposits from filter auxiliaries
EP1418001B1 (en) * 2002-11-07 2007-05-16 Industriebetriebe Heinrich Meyer-Werke Breloh Gmbh & Co. KG Method for regenerating filter material, especially diatomaceous earth
CN102527361A (en) * 2012-01-09 2012-07-04 浙江永泉化学有限公司 Regeneration method of diatomite

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU972201A1 (en) * 1980-10-10 1982-11-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности Method for automatically controlling spray drying
WO1994008693A1 (en) * 1992-10-08 1994-04-28 Sofima Ag Process and device for removing deposits from filter auxiliaries
EP1418001B1 (en) * 2002-11-07 2007-05-16 Industriebetriebe Heinrich Meyer-Werke Breloh Gmbh & Co. KG Method for regenerating filter material, especially diatomaceous earth
CN102527361A (en) * 2012-01-09 2012-07-04 浙江永泉化学有限公司 Regeneration method of diatomite

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШАХОВ С.В. и др., Тепло-массообменный аппарат для термической регенерации кизельгура, Успехи современного естествознания, 2014, N 12, ч. 2, сс. 163-164. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2482159C2 (en) Apparatus for producing pyrolysis product
SE464262B (en) SET AND APPLIANCE FOR DRYING OF LOW-CARBED COALS WITH WATER-STEAMED DRIVE SWEDEN BED
FI125814B (en) Method for performing pyrolysis and pyrolysis apparatus
NL2008835C2 (en) Method for controlling the water content in pyrolysis liquids.
SE464261B (en) KIT AND APPLIANCE FOR THE DRYING OF LOW-CARBED COALS USING A ROTABLE CYLINDRICAL BOILER
WO2011156662A2 (en) Method of ash removal from a biomass
US20180134963A1 (en) Device for producing methane gas and use of such a device
SE464260B (en) SET AND APPLIANCE FOR DRYING OF LOW COALS
BR0014578B1 (en) process for the recovery of volatile solids compounds present in an aqueous solution.
FI128118B (en) Thermal recovery or cleaning of sand
RU2622130C1 (en) Method for automatical control of process of diatomaceous earth thermal regeneration
RU2613232C1 (en) Installation for heat- and mass exchange treatment of multicomponent products
RU2632812C2 (en) Plant for thermochemical processing of carbonaceous raw material
WO2016130009A1 (en) Cooling process of torrefied biomass
RU2468061C2 (en) Plant for production of charcoal
CN213085793U (en) High water-containing oil sludge treatment device
RU2632690C1 (en) Method for vortex fast pyrolysis of carbon-containing materials and device for its implementation
CN104194857B (en) Biomass material processing method and system thereof
JP3138388U (en) High speed dryer
EP3858950A1 (en) A pyrolysis system, a method for producing purified pyrolysis gas and pyrolysis liquids and use of a pyrolysis system
US10426183B2 (en) Apparatus and a method for recovery of meal
RU2719849C1 (en) Method of producing petroleum coke (embodiments)
RU2189846C1 (en) Method of joint collection and treatment of crude oil before processing and utilization of oil-containing slimes
RU2106388C1 (en) Crude oil treatment installation
NL1041358B1 (en) Rapid conversion of biomass into char, low water content oil, aqueous acids and fuel gas.

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180510

Effective date: 20180510

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190207