RU2256680C1 - Method of control of water-stream soot granulation process - Google Patents

Method of control of water-stream soot granulation process Download PDF

Info

Publication number
RU2256680C1
RU2256680C1 RU2003132229/15A RU2003132229A RU2256680C1 RU 2256680 C1 RU2256680 C1 RU 2256680C1 RU 2003132229/15 A RU2003132229/15 A RU 2003132229/15A RU 2003132229 A RU2003132229 A RU 2003132229A RU 2256680 C1 RU2256680 C1 RU 2256680C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soot
flow rate
water
granulator
revolutions
Prior art date
Application number
RU2003132229/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Ю. Орлов (RU)
В.Ю. Орлов
Г.Л. Горюнов (RU)
Г.Л. Горюнов
А.М. Комаров (RU)
А.М. Комаров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ярославский технический углерод" (ОАО ЯТУ)
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 Открытое акционерное общество "Ярославский технический углерод" (ОАО ЯТУ) filed Critical Открытое акционерное общество "Ярославский технический углерод" (ОАО ЯТУ)
Priority to RU2003132229/15A priority Critical patent/RU2256680C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256680C1 publication Critical patent/RU2256680C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Glanulating (AREA)

Abstract

FIELD: automation of chemical technological processes; control of water-stream soot granulation process.
SUBSTANCE: proposed method includes stabilization of power consumed by electric motor of granulator rotor drive by change of flow rate of water to granulator and stabilization of smoothed present magnitude of water flow rate through change of revolutions of sluice-type feeder supplying soot to granulator.
EFFECT: improved quality of soot granulation; enhanced stability of temperature conditions in drying moist granules.
3 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано при управлении процессом мокрого гранулирования.The invention relates to the automation of chemical-technological processes and can be used to control the wet granulation process.

Процесс образования гранул сажи осуществляется при интенсивном смешении пылящей сажи с водой в грануляторе с последующей сушкой влажных гранул в сушильном барабане высокотемпературными дымовыми газами, образующимися при сжигании топлива. Обеспечение требуемого гранулометрического состава гранул достигается при определенном соотношении весовых расходов пылящей сажи и смачивателя (влажности гранул), которое в общем случае определяется их физико-химическими свойствами [1].The process of soot granule formation is carried out by intensively mixing dusty soot with water in a granulator, followed by drying of the wet granules in a dryer drum with high-temperature flue gases generated during fuel combustion. Providing the required particle size distribution of the granules is achieved with a certain ratio of the mass flow rates of dusting soot and wetting agent (moisture content of the granules), which in the general case is determined by their physicochemical properties [1].

Известен способ автоматического регулирования весового соотношения пылящей сажи и воды, в котором расход пылящей сажи определяется с помощью ленточных весов непрерывного действия, а расход воды автоматически регулируется для поддержания заданного соотношения [2].A known method of automatically controlling the weight ratio of dusty carbon black and water, in which the flow rate of dusty carbon black is determined using continuous belt scales, and the water flow rate is automatically adjusted to maintain a given ratio [2].

Недостатком данного способа регулирования являются значительные технические трудности не только точного измерения веса пылящей сажи, но просто ее стабильного транспортирования с помощью ленточного конвейера, оборудованного датчиками измерения веса. Проблемы, связанные с транспортированием, взвешиванием и дозированием пылящей сажи, являются основными причинами, которые обуславливают необходимость гранулирования сажи.The disadvantage of this method of regulation is the significant technical difficulties not only to accurately measure the weight of dusty soot, but simply to transport it stably using a conveyor belt equipped with weight measuring sensors. Problems associated with the transportation, weighing and dosing of dusty soot are the main reasons that necessitate the granulation of soot.

Другим недостатком данного способа является то, что в нем не учитывается изменение физико-химических показателей сажи и смачивателя, что не обеспечивает требуемое качество готового продукта.Another disadvantage of this method is that it does not take into account the change in the physicochemical parameters of soot and wetting agent, which does not provide the required quality of the finished product.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ управления процессом мокрого гранулирования сажи, заключающийся в стабилизации мощности, потребляемой электродвигателем привода ротора гранулятора [3].Closest to the proposed method is a method of controlling the process of wet granulation of soot, which consists in stabilizing the power consumed by the granulator rotor drive motor [3].

Этот способ мы принимаем в качестве прототипа.We accept this method as a prototype.

В данном способе предлагается 2 варианта стабилизации потребляемой мощности, потребляемой электродвигателем привода ротора гранулятора.This method proposes 2 options for stabilizing the power consumption consumed by the granulator rotor drive electric motor.

По первому варианту мощность регулируется изменением расхода воды (смачивателя), а число оборотов шлюзового питателя, подающего сажу в гранулятор, поддерживается постоянным на заданном уровне.According to the first option, the power is regulated by changing the flow rate of the water (wetting agent), and the number of revolutions of the sluice feeder supplying soot to the granulator is kept constant at a given level.

Данный способ управления не позволяет получить требуемое качество гранулирования и тепловой режим сушки влажных гранул в силу следующего обстоятельства. Объемная подача пылящей сажи шлюзовым питателем при постоянной скорости его вращения не обеспечивает ее постоянного весового расхода. При этом присутствуют как высокочастотные колебания весового расхода пылящей сажи, так и низкочастотные колебания значительной амплитуды. Это связано с тем, что насыпная плотность изменяется в значительных пределах. В бункер-уплотнитель, расположенный перед гранулятором, кроме основного потока сажи из реакторов поступает также сажа из фильтра доулавливания после очистки газов, проходящих через сушильный барабан, и из системы аспирации технологического оборудования. Два последних потока несут сажу, которая уже прошла гранулирование (пыль и мелкие осколки разрушенных гранул) и имеет более высокую насыпную плотность. Поэтому, например, при упаковке продукции поток сажи из системы аспирации резко возрастает, изменяя насыпную плотность всей массы сажи в бункере перед гранулятором. Более высокочастотные изменения подачи сажи возникают при периодическом образовании и обрушивании сводов сажи на конической поверхности бункера, налипании ее на стенках бункера и лопастях шлюзового питателя в связи с ее высокой адгезионной способностью к металлическим поверхностям. Поэтому в известном способе при стабилизации мощности электродвигателя изменением расхода воды при постоянном числе оборотов шлюзового питателя весовой расход сажи в гранулятор может существенно изменяться, что вызывает практически равнозначное изменение расхода воды, а значит и расхода влажных гранул, равный суммарной массе входящих в гранулятор компонентов. Это приводит к существенному изменению температурного режима в сушильном барабане, восстановление которого усложняется большой инерционностью процесса сушки. В результате Пересушивание гранул приводит к их интенсивному разрушению, а при недосушивании получают брак по влажности.This control method does not allow to obtain the required quality of granulation and thermal regime of drying wet granules due to the following circumstances. The volumetric supply of dusty soot by a lock feeder at a constant speed of rotation does not ensure its constant weight flow. At the same time, there are both high-frequency fluctuations in the mass flow rate of dusty soot and low-frequency oscillations of significant amplitude. This is due to the fact that the bulk density varies significantly. In addition to the main soot stream from the reactors, soot from the after-treatment filter after cleaning the gases passing through the drying drum and from the aspiration system of the process equipment also enters the compactor hopper located in front of the granulator, in addition to the main soot stream from the reactors. The last two streams carry soot, which has already passed granulation (dust and small fragments of destroyed granules) and has a higher bulk density. Therefore, for example, when packaging products, the soot flow from the aspiration system increases sharply, changing the bulk density of the entire mass of soot in the hopper in front of the granulator. Higher-frequency changes in soot supply occur during the periodic formation and collapse of soot arches on the conical surface of the hopper, its sticking to the walls of the hopper and the blades of the airlock feeder due to its high adhesion to metal surfaces. Therefore, in the known method, when the motor power is stabilized by changing the water flow rate at a constant number of revolutions of the gateway feeder, the weight consumption of soot in the granulator can vary significantly, which causes an almost equivalent change in the water flow rate, and hence the flow rate of wet granules, equal to the total mass of the components included in the granulator. This leads to a significant change in temperature in the dryer drum, the restoration of which is complicated by the large inertia of the drying process. As a result, the overdrying of the granules leads to their intense destruction, and when underdrying, they get rejected by moisture.

Следует отметить, что в данном варианте стабилизация мощности электродвигателя, а значит и влажности гранул удовлетворительна.It should be noted that in this embodiment, the stabilization of electric motor power, and hence the moisture content of the granules, is satisfactory.

При реализации второго варианта управления по данному способу, а именно при регулировании мощности электродвигателя привода ротора гранулятора путем изменения числа оборотов шлюзового питателя, когда расход воды поддерживается постоянным, не удается добиться стабилизации мощности в заданных пределах, что вызывает колебания влажности гранул, а значит и их размеров. Это связано с тем, что сам регулирующий орган - шлюзовой питатель является источником возмущения по весовому расходу сажи при изменении ее кажущейся плотности и других, указанных выше факторов.When implementing the second control option according to this method, namely, when regulating the power of the granulator rotor drive electric motor by changing the speed of the lock feeder when the water flow is kept constant, it is not possible to achieve power stabilization within the specified limits, which causes fluctuations in the moisture content of the granules, and hence sizes. This is due to the fact that the regulatory body itself - the gateway feeder is a source of disturbance in the mass flow rate of soot when its apparent density and other factors mentioned above change.

Поскольку количество воды постоянно, то температурный режим в этом варианте управления более стабилен, однако в этом варианте колебания температуры на выходе барабана вызваны колебаниями исходной влажности гранул.Since the amount of water is constant, the temperature regime in this control variant is more stable, however, in this embodiment, temperature fluctuations at the drum outlet are caused by fluctuations in the initial moisture content of the granules.

Целью настоящего изобретения является повышение качества грануляции и стабильности теплового режима процесса сушки.The aim of the present invention is to improve the quality of granulation and the stability of the thermal regime of the drying process.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем стабилизацию мощности, потребляемой электродвигателем привода ротора гранулятора, изменением расхода воды на грануляцию, дополнительно корректируют сглаженное текущее значение расхода воды изменением числа оборотов шлюзового питателя.This goal is achieved by the fact that in the known method, including stabilization of the power consumed by the granulator rotor drive electric motor, by changing the granulation water flow rate, the smoothed current value of the water flow rate is further adjusted by changing the number of revolutions of the lock feeder.

Сущность предлагаемого способа управления иллюстрируется нижеприведенными экспериментальными данными.The essence of the proposed control method is illustrated by the following experimental data.

На фиг.1 показаны временные диаграммы мощности N, расход воды на грануляцию Qв и температуры сажи на выходе сушильного барабана Тс, полученные при стабилизации мощности изменением расхода воды по прототипу [3]. Поскольку стабилизация мощности N обеспечивает постоянство соотношения сажи и воды (примерно 50:50), то график расхода воды почти однозначно отражает как расход пылящей сажи, так и влажных гранул. Как видно на фиг.1 диаграмма колебания подачи пылящей сажи включает как высокочастотные, так и низкочастотные составляющие, причем на температуру гранулированной сажи на выходе из сушильного барабана Тc оказывает влияние только низкочастотные составляющие расхода влажных гранул.Figure 1 shows the time diagrams of the power N, the flow rate of the granulation Qв and the soot temperature at the outlet of the drying drum Tc obtained by stabilizing the power by changing the flow rate of the prototype [3]. Since stabilization of the N power ensures a constant ratio of soot and water (approximately 50:50), the water consumption graph almost unambiguously reflects both the consumption of dusty soot and wet granules. As can be seen in figure 1, the fluctuation diagram of the supply of dusty soot includes both high-frequency and low-frequency components, and only the low-frequency components of the flow of wet granules affect the temperature of the granulated soot at the outlet of the drying drum Tc.

Динамические различия параметров гранулирования и сушки объясняются различными скоростями процессов: время пребывания сажи в грануляторе составляет 10-20 сек, а в сушильном барабане - 10-20 мин. Поэтому высокочастотные колебания влажных гранул нивелируются в сушильном барабане, что видно при сравнении диаграмм Тc и Qв на фиг.1. Кроме того, видно, что диаграмма температуры сажи смещена во времени на величину τ относительно расхода воды Qв, что также свидетельствует об инерционности процесса сушки. Более тесная связь температуры Тс наблюдается для низкочастотных колебаний значений расхода воды Qв.The dynamic differences in the granulation and drying parameters are explained by different speeds of the processes: the soot dwell time in the granulator is 10-20 seconds, and in the dryer drum - 10-20 minutes. Therefore, the high-frequency vibrations of the wet granules are leveled in the drying drum, as can be seen when comparing the diagrams TC and QB in figure 1. In addition, it is seen that the soot temperature diagram is shifted in time by a value of τ relative to the water flow rate Qв, which also indicates the inertia of the drying process. A closer relationship between the temperature Tc is observed for low-frequency fluctuations in the values of water flow Qv.

Сушильный барабан, оборудованный на внутренней поверхности лопастями с целью интенсификации тепло- и массообмена слоя влажных гранул с горячими дымовыми газами, представляет собой объект управления с ярко выраженным перемешиванием, что приводит к нивелированию высокочастотных возмущений по расходу влажных гранул, поэтому на температурный режим оказывает влияние в основном только низкочастотные колебания расхода пылящей сажи, которые при постоянной мощности вызывают адекватные колебания воды и влажных гранул.A dryer drum equipped with blades on the inner surface in order to intensify heat and mass transfer of a wet granule layer with hot flue gases is a control object with pronounced mixing, which leads to leveling of high-frequency disturbances in the consumption of wet granules, therefore, it affects the temperature regime in mainly only low-frequency fluctuations in the flow of dusty soot, which at constant power cause adequate fluctuations in water and wet granules.

В предлагаемом способе управления процессом мокрого гранулирования сажи, включающем стабилизацию мощности, потребляемой электродвигателем привода ротора гранулятора, изменением расхода воды на грануляцию, дополнительно изменением числа оборотов шлюзового питателя, подающего в гранулятор пылящую сажу, поддерживают сглаженное текущее значение расхода воды (на фиг.1 сглаженное текущее значение расхода воды показано пунктирной линией).In the proposed method for controlling the process of wet granulation of soot, including stabilizing the power consumed by the granulator rotor drive motor, changing the flow rate of water to granulation, additionally changing the number of revolutions of the airlock feeder supplying dusting soot to the granulator, the smoothed current value of the water flow rate is maintained (in Fig. 1, the smoothed the current value of the water flow is shown by a dashed line).

Существенным отличием предлагаемого способа, обеспечивающего стабильность влажности гранул и температурного режима сушки, является то, что более динамичный процесс образования гранул управляется с помощью контура регулирования расходом воды, обеспечивающего более высокое быстродействие, а стабилизация температурного режима сушки, характеризующейся значительной инерционностью, достигается посредством корректировки сглаженного текущего расхода воды. При управлении быстро меняющейся потребляемой мощности путем изменения расхода воды само значение этого управляющего параметра должно совершать колебания около заданной величины посредством изменения числа оборотов шлюзового питателя, подающего пылящую сажу в гранулятор. Только такое управление процессом мокрого гранулирования при существующем характере возмущений по расходу пылящей сажи может в отличие от обоих вариантов прототипа одновременно обеспечить стабилизацию влажности гранул и температурного режима сушки.A significant difference of the proposed method, which ensures the stability of the moisture content of the granules and the temperature regime of drying, is that a more dynamic process of formation of granules is controlled using a water flow control loop that provides higher performance, and stabilization of the temperature of the drying, characterized by significant inertia, is achieved by adjusting the smoothed current water consumption. When controlling a rapidly changing power consumption by changing the water flow rate, the value of this control parameter itself should oscillate around a given value by changing the number of revolutions of the airlock feeder supplying dusty soot to the granulator. Only such control of the wet granulation process with the existing nature of disturbances in the consumption of dusty soot can, unlike both versions of the prototype, simultaneously ensure stabilization of the moisture content of the granules and the temperature regime of drying.

На фиг.2 показана схема реализации данного способа.Figure 2 shows a diagram of the implementation of this method.

Пылящая сажа из емкости 1 с помощью шлюзового питателя 2, управляемого электродвигателем 3, подается в гранулятор 4. Расход воды в гранулятор контролируется расходомером 5 и автоматически изменяется регулятором 6 путем воздействия на регулирующий клапан 7, сравнивая заданное значение мощности с измеренным датчиком 8 с электродвигателя привода ротора гранулятора 9. Сигнал с расходомера 5 поступает через фильтр 10 на регулятор 11, с которого подается на частотно-регулируемый привод 12, управляющий частотой питающего напряжения электродвигателя 3.The dusting soot from the tank 1 is supplied to the granulator 4 by means of a gate feeder 2 controlled by an electric motor 3. The flow rate of the granulator to the granulator is controlled by a flow meter 5 and is automatically changed by the regulator 6 by acting on the control valve 7, comparing the set power value with the measured sensor 8 from the drive motor granulator rotor 9. The signal from the flowmeter 5 enters through the filter 10 to the regulator 11, from which it is supplied to a frequency-controlled drive 12, which controls the frequency of the supply voltage of the electric motor 3.

Работа схемы осуществляется следующим образом.The operation of the circuit is as follows.

Пусть, например, увеличится насыпная плотность пылящей сажи и при постоянном числе оборотов шлюзового питателя увеличивается ее массовый расход. При этом влажность сажи снизится и соответственно снизится потребляемая мощность электродвигателя 9. Это нарушает равновесие регулятора 6, который, воздействуя на регулирующий клапан 7, будет увеличивать расход воды до тех пор, пока не восстановит заданное значение мощности электродвигателя 9.For example, let the bulk density of dusty soot increase, and with a constant number of revolutions of the airlock feeder, its mass flow rate will increase. In this case, the humidity of the soot will decrease and, accordingly, the power consumption of the electric motor 9 will decrease. This upsets the balance of the regulator 6, which, acting on the control valve 7, will increase the water flow until the set value of the power of the electric motor 9 is restored.

Контур регулирования сглаженного текущего расхода воды работает следующим образом. Сигнал расхода воды измеряется датчиком 5 и проходит через фильтр 10, в котором подавляются высокочастотные колебания как это показано на фиг.1 на графиках расхода воды и ее сглаженного текущего значения. До тех пор, пока сглаженное текущее значение расхода воды постоянно и соответствует заданному значению, число оборотов остается неизменным. Пусть, например, сигнал расхода воды, измеренный датчиком 5 и прошедший через фильтр 10, подавляющий высокочастотные колебания, превышает заданное значение. При этом регулятор 11 выработает сигнал частотно-регулируемому приводу 12 на понижение частоты питающего напряжения электродвигателя 3. Снижение числа оборотов шлюзового питателя уменьшает подачу пылящей сажи, восстанавливая заданное значение расхода воды.The control loop smoothed current water flow works as follows. The water flow signal is measured by the sensor 5 and passes through a filter 10, in which high-frequency oscillations are suppressed, as shown in Fig. 1 in the graphs of water flow and its smoothed current value. As long as the smoothed current value of the water flow is constant and corresponds to the set value, the number of revolutions remains unchanged. Let, for example, the water flow signal measured by the sensor 5 and passed through the filter 10, suppressing high-frequency oscillations, exceed a predetermined value. In this case, the regulator 11 will generate a signal to the variable frequency drive 12 to lower the frequency of the supply voltage of the electric motor 3. A decrease in the number of revolutions of the airlock feeder reduces the supply of dusty soot, restoring the set value of the water flow.

Пример 1.Example 1

Способ управления испытывался в промышленных условиях ОАО “Ярославский технический углерод”.The control method was tested in industrial conditions of OJSC “Yaroslavl carbon black”.

Управление контурами регулирования мощности путем изменения расхода воды и расхода воды посредством изменения числа оборотов шлюзового питателя производилось с помощью малоканального контроллера “Ремиконт-130”. Сигнал расхода воды подавался в ПИ-регулятор через фильтр с передаточной функцией апериодического звена:The power control loops were controlled by changing the water flow rate and water flow rate by changing the number of revolutions of the gateway feeder using the “Remicont-130” small-channel controller. The water flow signal was supplied to the PI controller through a filter with the transfer function of the aperiodic link:

Figure 00000002
Figure 00000002

где s, Т - оператор Лапласа и постоянная времени соответственно.where s, T is the Laplace operator and the time constant, respectively.

Командный сигнал об изменении числа оборотов шлюзового питателя с контроллера “Ремиконт-130” подавался на частотно-регулируемый привод, управляющий частотой питающего напряжения электродвигателя шлюзового питателя.The command signal about the change in the number of revolutions of the gateway feeder from the Remicont-130 controller was supplied to a frequency-controlled drive that controls the frequency of the supply voltage of the gateway feeder electric motor.

Постоянная времени фильтра Т определялась опытным путем, исходя, во-первых, из условия минимизации влияния изменения числа оборотов шлюзового питателя на стабильность поддержания потребляемой мощности изменением расхода воды, во-вторых, обеспечения стабильного значения сглаженного текущего расхода воды и, следовательно, температуры гранулированной сажи на выходе сушильного барабана. В процессе настройки контуров регулирования постоянная времени фильтра изменялась в пределах 0.5÷3 мин. Наилучшее значение постоянной времени было около 1 минуты, что соответствует подавлению амплитуды гармонического сигнала с частотой 2π рад/мин до 15%, а с частотой 1 рад/мин - только до 70%. Для гармонического сигнала максимальное значение достигается через 1/4 часть периода, что для частоты 1 рад/мин составляет примерно 1.5 минуты или 10% времени пребывания сажи в сушильном барабане.The filter time constant T was determined empirically, firstly, from the condition of minimizing the influence of changes in the number of revolutions of the gateway feeder on the stability of maintaining power consumption by changing the water flow rate, and secondly, ensuring a stable value of the smoothed current water flow rate and, consequently, the temperature of granular soot at the outlet of the dryer drum. In the process of adjusting the control loops, the filter time constant varied within 0.5–3 min. The best value of the time constant was about 1 minute, which corresponds to the suppression of the amplitude of the harmonic signal with a frequency of 2π rad / min up to 15%, and with a frequency of 1 rad / min - only up to 70%. For a harmonic signal, the maximum value is reached after 1/4 of the period, which for a frequency of 1 rad / min is approximately 1.5 minutes or 10% of the soot's residence time in the dryer drum.

На фиг.3 показаны временные диаграммы потребляемой мощности электродвигателя привода ротора гранулятора N, расхода воды Qв (сглаженный текущий расход воды показан пунктирной линией), числа оборотов шлюзового питателя n, температуры гранулированной сажи на выходе сушильного барабана Тс. На фиг.1 видно, что до 6-ой минуты регулятор сглаженного текущего расхода воды находился в равновесии и число оборотов шлюзового питателя n практически оставалось неизменным. Начиная с 6-ой минуты, число оборотов n увеличивалось, поддерживая постоянным среднее значение массового расхода пылящей сажи. В дальнейшем происходило постепенное снижение числа оборотов n до близкого к первоначальному значению. При этом высокочастотные флуктуации расхода воды Qв, обусловленные работой регулятора мощности N, совершали колебания около заданного значения, не оказывая существенного влияния на температуру гранулированной сажи Тc на выходе сушильного барабана.Figure 3 shows the time diagrams of the power consumption of the electric drive motor of the rotor of the granulator N, the water flow Qв (smoothed current water flow is shown by a dashed line), the number of revolutions of the airlock feeder n, the temperature of the granulated soot at the outlet of the drying drum Tc. Figure 1 shows that until the 6th minute the regulator of the smoothed current flow rate of water was in equilibrium and the number of revolutions of the gateway feeder n remained practically unchanged. Starting from the 6th minute, the number of revolutions n increased, keeping constant the average mass flow rate of dusty soot. Subsequently, there was a gradual decrease in the number of revolutions n to close to the initial value. At the same time, high-frequency fluctuations in water flow Qw, caused by the operation of the power regulator N, fluctuated around a predetermined value without significantly affecting the temperature of granular soot Tc at the outlet of the drying drum.

Результаты сравнительных испытаний способа управления по прототипу и вариантов предлагаемого способа приведены в таблице.The results of comparative tests of the control method of the prototype and variants of the proposed method are shown in the table.

ТаблицаTable № опытаExperience number Расход воды, кг/чWater consumption, kg / h Влажность гранул, %The moisture content of the granules,% Расход пылящей сажи, %Dust soot consumption,% Расход влажных гранул, кг/чConsumption of wet granules, kg / h Потребляемая мощность, кВтPower consumption kW Число оборотов шлюзового питателяSpeed of airlock feeder Температура сухих гранул, °СThe temperature of the dry granules, ° C Содержание пыли, %Dust content,% По известному способуBy a known method Опыт 1Experience 1 35503550 50.150.1 35363536 70867086 7272 1616 160160 2.92.9 Опыт 2Experience 2 40004000 48.348.3 42804280 82828282 7272 1616 103103 2.12.1 По предлагаемому способуAccording to the proposed method Пример 1Example 1 Опыт 3Experience 3 35603560 50.650.6 36173617 70357035 7272 15fifteen 120120 1.61.6 Опыт 4Experience 4 34803480 50.350.3 34403440 68406840 7272 1919 125125 0.80.8 Пример 2Example 2 Опыт 5Experience 5 35003500 50.650.6 34163416 69176917 7272 1717 122122 1.41.4 Опыт 6Experience 6 35403540 49.749.7 34823482 71227122 7272 1414 118118 1.71.7

В опыте 2 показано, что величина расхода пылящей сажи при постоянном числе оборотов шлюзового питателя достигала 4280 кг/ч в сравнении с 3536 кг/ч в опыте 1 при постоянном числе оборотов - 16 об/мин. Низкочастотные колебания весового расхода пылящей сажи при постоянном числе оборотов явились причиной увеличения расхода влажных гранул с 7086 до 8282 кг/ч. Температура гранул на выходе из сушильного барабана снизилась с 160 до 103°С, то есть до близкой к критической, когда в готовой продукции может появиться влага, поэтому известный способ управления предполагает повышенный температурный режим, что в свою очередь приводит к увеличению содержания пыли в готовой продукции.In experiment 2, it was shown that the flow rate of dusty soot at a constant number of revolutions of the airlock feeder reached 4280 kg / h in comparison with 3536 kg / h in experiment 1 at a constant number of revolutions - 16 rpm. Low-frequency fluctuations in the mass flow rate of dusty soot at a constant number of revolutions caused an increase in the consumption of wet granules from 7086 to 8282 kg / h. The temperature of the granules at the outlet of the dryer drum decreased from 160 to 103 ° C, that is, close to critical, when moisture may appear in the finished product, therefore, the known control method involves an increased temperature regime, which in turn leads to an increase in the dust content in the finished products.

В опыте 4 уменьшение расхода пылящей сажи компенсируется увеличением числа оборотов до 19 об/мин с 15 об/мин в опыте 3. При постоянной влажности гранул стабилизация их массового расхода позволила удержать температуру на выходе сушильного барабана в пределах 120÷125°С. Кроме того, более высокая стабильность температурного режима в сушильном барабане позволила снизить расход топлива в опытах 3, 4 в сравнении с известным способом управления на 3-5%.In experiment 4, a decrease in the consumption of dusty soot is compensated by an increase in the number of revolutions up to 19 rpm from 15 rpm in experiment 3. At constant humidity of the granules, stabilization of their mass flow rate allowed to keep the temperature at the outlet of the drying drum within 120 ÷ 125 ° C. In addition, higher stability of the temperature regime in the drying drum allowed to reduce fuel consumption in experiments 3, 4 in comparison with the known control method by 3-5%.

Пример 2.Example 2

В опытах 5, 6 вместо фильтра и ПИ-регулятора в контуре регулирования сглаженного текущего расхода воды изменением числа оборотов шлюзового питателя был использован интегральный регулятор, обладающий свойством сглаживать высокочастотные колебания. Время изодрома изменялось в пределах 1÷4 мин, а наилучшие результаты были получены при значении, близком 1.5 мин. В опыте 6 приведены данные, иллюстрирующие работу схемы регулирования в условиях уменьшения числа оборотов шлюзового питателя до 14 об/мин с 17 об/мин в опыте 5.In experiments 5, 6, instead of a filter and a PI controller, an integral controller was used in the control loop of the smoothed current water flow by changing the speed of the gateway feeder, which has the ability to smooth out high-frequency oscillations. The isodrome time varied within 1–4 min, and the best results were obtained at a value close to 1.5 min. In experiment 6, data are presented illustrating the operation of the control circuit under conditions of reducing the number of revolutions of the gateway feeder to 14 rpm from 17 rpm in experiment 5.

В опытах 3, 4 и 5, 6 получен практически равноценный результат: отклонение массового расхода влажных гранул с 16% в известном способе были уменьшены в предлагаемом способе за счет стабилизации сглаженного текущего расхода воды изменением числа оборотов шлюзового питателя до 3%.In experiments 3, 4 and 5, 6, an almost equivalent result was obtained: the deviation of the mass flow rate of wet granules from 16% in the known method was reduced in the proposed method due to stabilization of the smoothed current flow rate of the water by changing the speed of the lock feeder to 3%.

Технологический цикл процесса подготовки готовой продукции завершается аспирацией пыли, образующейся в результате разрушения части гранул, и рециркуляцией ее на повторное гранулирование, поэтому технико-экономические преимущества предлагаемого способа включают как снижение энергетических затрат на сушку за счет снижения предельно допустимой температуры гранулированной сажи на выходе сушильного барабана, так и уменьшения количества сажи, разрушенной в процессе сушки и возвращаемой на повторную грануляцию. В целом оба эти фактора создают предпосылки для увеличения производительности всей технологической линии, так как производительность процессов гранулирования и сушки лимитирует объем выпуска готовой продукции данной установки.The technological cycle of the finished product preparation process is completed by aspiration of dust generated as a result of the destruction of part of the granules and its recycling for re-granulation, therefore, the technical and economic advantages of the proposed method include how to reduce the energy costs of drying by reducing the maximum allowable temperature of granular soot at the outlet of the drying drum , and reducing the amount of soot destroyed during the drying process and returned to the repeated granulation. In general, both of these factors create the prerequisites for increasing the productivity of the entire production line, since the productivity of the granulation and drying processes limits the volume of finished products of this installation.

Источники информации:Sources of information:

1. В.Ю.Орлов, А.М.Комаров, Л.А.Ляпина, Производство и использование технического углерода для резин. Ярославль, изд. АР, 2002, с.314.1. V.Yu. Orlov, A.M. Komarov, L.A. Lyapina, Production and use of carbon black for rubbers. Yaroslavl, ed. AR, 2002, p. 314.

2. Патент USA 3337907, 1967.2. USA patent 3337907, 1967.

3. Патент USA 3266873, 1966.3. US patent 3266873, 1966.

Claims (1)

Способ управления процессом мокрого гранулирования сажи, включающий стабилизацию мощности, потребляемой электродвигателем привода ротора гранулятора, изменением расхода воды на грануляцию, отличающийся тем, что дополнительно изменением числа оборотов шлюзового питателя, подающего в гранулятор пылящую сажу, стабилизируют сглаженное текущее значение расхода воды.A method for controlling the process of wet granulation of soot, including stabilization of the power consumed by the granulator rotor drive electric motor, by changing the flow rate of water to granulation, characterized in that in addition to changing the number of revolutions of the airlock feeder supplying dusting soot to the granulator, the smoothed current value of the water flow rate is stabilized.
RU2003132229/15A 2003-11-04 2003-11-04 Method of control of water-stream soot granulation process RU2256680C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132229/15A RU2256680C1 (en) 2003-11-04 2003-11-04 Method of control of water-stream soot granulation process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132229/15A RU2256680C1 (en) 2003-11-04 2003-11-04 Method of control of water-stream soot granulation process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2256680C1 true RU2256680C1 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003132229/15A RU2256680C1 (en) 2003-11-04 2003-11-04 Method of control of water-stream soot granulation process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256680C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502762C1 (en) * 2012-06-15 2013-12-27 Евгений Алексеевич Данилин Method of determining gas suspension of technical carbon in sealing hopper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502762C1 (en) * 2012-06-15 2013-12-27 Евгений Алексеевич Данилин Method of determining gas suspension of technical carbon in sealing hopper

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2754104B2 (en) Granular material feeder for pulling semiconductor single crystal
US8793900B2 (en) Method and plant for dehumidifying material in granular form
US4489737A (en) Method and apparatus for reducing the moisture content of tobacco
EA000268B1 (en) Apparatus for drying of timber
JPH06316337A (en) Method and device for control of amount of supply in vibration type feeder
JP2010528873A (en) Method for processing molding sand
JP6990028B2 (en) Spray dryer
RU2256680C1 (en) Method of control of water-stream soot granulation process
RU2373256C2 (en) Drying plant for humid raw materials and method of drying humid raw materials
JPH04338300A (en) Method for drying pasty material by rotary drying machine
US4487577A (en) Adaptive control for thermal dryer
SU1004723A1 (en) Arrangement for controlling drying process in fluidized bed dryers
RU2327095C1 (en) Method of automatic control of disperse materials drying process in shaft drier with application of microwave energy
JP2000501368A (en) A method for automatically detecting operation at the stable limit in a device that pneumatically conveys powders at a high concentration
SU1736925A1 (en) Method of automatically controlling activation of granulated carbon-containing materials in rotary furnace
US11305341B2 (en) Mold shakeout system
JPS63279119A (en) Powder weighing method
RU2052745C1 (en) Method of automatic control of heating process of loose material in rotary drum with burner
CN118543286B (en) Material batching device and controller for improving clean ration batching accuracy
JP3059879B2 (en) Granulation control device using fluidized bed
WO2024172124A1 (en) Control parameter calculation method for granule feeding apparatus and granule feeding apparatus
SU1543208A1 (en) Method of automatic control of loose material granulating and drying process in drum drier
RU2468321C2 (en) Method of automated control of drying process of grain and other particulate materials
RU2239138C1 (en) Method of automatic control of drying process
RU2811252C2 (en) Method for processing polymer granulated material and installation operating in accordance with this method