RU2746369C1 - Method for automated control of the dust collection process in granular filters with an unbound structure - Google Patents

Method for automated control of the dust collection process in granular filters with an unbound structure Download PDF

Info

Publication number
RU2746369C1
RU2746369C1 RU2020117725A RU2020117725A RU2746369C1 RU 2746369 C1 RU2746369 C1 RU 2746369C1 RU 2020117725 A RU2020117725 A RU 2020117725A RU 2020117725 A RU2020117725 A RU 2020117725A RU 2746369 C1 RU2746369 C1 RU 2746369C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
filter
computer
granular
unbound structure
Prior art date
Application number
RU2020117725A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Васильевна Романюк
Андрей Владимирович Федоров
Дмитрий Витальевич Поляков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (Академия ГПС МЧС России)
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 Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (Академия ГПС МЧС России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (Академия ГПС МЧС России)
Priority to RU2020117725A priority Critical patent/RU2746369C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2746369C1 publication Critical patent/RU2746369C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/30—Particle separators, e.g. dust precipitators, using loose filtering material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

FIELD: automation.
SUBSTANCE: invention relates to automated control of technological processes and can be used in the automation and provision of explosion and fire safety of the dust collection process with granular filters with an unbound structure in the aspiration and ventilation systems of food, woodworking, pharmaceutical, chemical, metalworking production, production of building materials and mining. The method for controlling the dust collection process provides for periodic regeneration of the filter based on the results of measuring its hydraulic resistance. In this case, the flow of contaminated air is completely supplied through the filter-dust collector, the pressure and temperature of the flow are measured continuously before and after the filter-dust collector, data from the pressure sensors are transmitted to the computer through the interface converter. Based on the measurement results, the rate of increase in the pressure difference on the filtering partition is calculated. Depending on the value obtained, the operating mode of the aspiration system is selected.
EFFECT: proposed method makes it possible to increase efficiency of granular filter with an unbound structure and to ensure the explosion and fire safety of the aspiration system in which it is installed.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматизированному управлению технологическими процессами и может быть использовано при автоматизации и обеспечении взрывопожарной безопасности процесса пылеулавливания зернистыми фильтрами с несвязанной структурой в аспирационных и вентиляционных системах пищевого, деревообрабатывающего, фармацевтического, химического, металлообрабатывающего производства, производства строительных материалов и добычи полезных ископаемых.The invention relates to automated control of technological processes and can be used in the automation and provision of explosion and fire safety of the dust collection process with granular filters with an unbound structure in the aspiration and ventilation systems of food, woodworking, pharmaceutical, chemical, metalworking production, production of building materials and mining.

Известен способ управления процессом пылеулавливания (Авторское свидетельство СССР №1223967 Способ управления процессом пылеулавливания, кл. B01D 37/04, 1984), сущность которого заключается в регулировании гидравлического сопротивления фильтра, периодической его регенерации и подаче части исходного аэрозоля, минуя циклон, непосредственно в фильтр по результатам измерения суммарного гидравлического сопротивления системы циклон - фильтр и гидравлического сопротивления фильтра. По результатам измерения изменяют долю перепуска исходного сырья непосредственно в рукавный фильтр в определенном диапазоне значений.There is a known method for controlling the dust collection process (USSR Author's certificate No. 1223967 Method for controlling the dust collection process, class B01D 37/04, 1984), the essence of which is to regulate the hydraulic resistance of the filter, its periodic regeneration and supply a part of the original aerosol, bypassing the cyclone, directly into the filter according to the results of measuring the total hydraulic resistance of the cyclone-filter system and the hydraulic resistance of the filter. According to the measurement results, the proportion of bypassing the feedstock directly to the bag filter is changed in a certain range of values.

Недостатками известного способа являются невозможность его применения для зернистых фильтров с несвязанной структурой; отсутствие режима работы в аварийной ситуации (противопожарной защиты), сложность: система рассчитана на постоянный расход пылегазового потока и его поддержание, что связано с дополнительными техническими устройствами для регулирования пылегазового потока и сложностью эксплуатации.The disadvantages of this method are the impossibility of its use for granular filters with an unbound structure; no mode of operation in an emergency (fire protection), complexity: the system is designed for a constant flow rate of the dust and gas flow and its maintenance, which is associated with additional technical devices for regulating the dust and gas flow and the complexity of operation.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы зернистого фильтра с несвязанной структурой и обеспечение взрывопожарной безопасности системы аспирации, в которой он установлен.The technical objective of the invention is to improve the efficiency of the granular filter with an unbound structure and to ensure explosion and fire safety of the aspiration system in which it is installed.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе автоматизированного управления процессом пылеулавливания, предусматривающим периодическую регенерацию фильтра по результатам измерения его гидравлического сопротивления, новым является то, что поток полностью подается через фильтр-пылеуловитель, давление и температура потока измеряются непрерывно до и после фильтра-пылеуловителя, данные с датчиков давления передаются на компьютер через преобразователь интерфейсов и осуществляется расчет критериевThe technical problem posed is achieved by the fact that in the method of automated control of the dust collection process, which provides for periodic regeneration of the filter based on the results of measuring its hydraulic resistance, it is new that the flow is completely supplied through the filter-dust collector, the pressure and temperature of the flow are measured continuously before and after the filter-dust collector , the data from the pressure sensors are transmitted to the computer through the interface converter and the criteria are calculated

Figure 00000001
Figure 00000001

где dэ - диаметр эквивалентный порового пространства зернистого слоя с несвязанной структурой, м;where d e - diameter equivalent to the pore space of a granular layer with an unbound structure, m;

h - высота зернистого слоя с несвязанной структурой, м;h is the height of the granular layer with an unbound structure, m;

Figure 00000002
- средний медианный диаметр пыли в запыленном потоке, м;
Figure 00000002
- average median diameter of dust in a dusty stream, m;

S - площадь фильтрования зернистого слоя с несвязанной структурой, м2;S is the filtration area of the granular layer with an unbound structure, m 2 ;

Figure 00000003
Figure 00000003

где Т - темп нарастания разности давлений, Па/с;where T is the rate of increase in the pressure difference, Pa / s;

Figure 00000004
- разница перепадов давления, Па, где
Figure 00000004
- the difference in pressure drops, Pa, where

Figure 00000005
- перепад давления на фильтровальной перегородке при текущем измерении, Па; определяемый как
Figure 00000006
Figure 00000005
- pressure drop across the filter baffle at the current measurement, Pa; defined as
Figure 00000006

гдеWhere

P12 - давление до фильтровальной перегородки при текущем измерении, Па;P 12 - pressure up to the filtering partition at the current measurement, Pa;

Р22 - давление после фильтровальной перегородки при текущем измерении, Па;Р 22 - pressure after the filtering partition at the current measurement, Pa;

Figure 00000007
- перепад давления на фильтровальной перегородке во время предыдущего измерения, Па; определяемый как
Figure 00000007
- pressure drop across the filter baffle during the previous measurement, Pa; defined as

Figure 00000008
Figure 00000008

Р11 - давление до фильтровальной перегородки во время предыдущего измерения, Па;Р 11 - pressure up to the filtering partition during the previous measurement, Pa;

Р21 - давление после фильтровальной перегородки во время предыдущего измерения, Па;Р 21 - pressure after the filtering partition during the previous measurement, Pa;

Δτ - промежуток времени между двумя измерениями, зафиксированными компьютером, с;Δτ is the time interval between two measurements recorded by the computer, s;

при этом при К=12 и Т<1,001 Па/с срабатывает режим регенерации методом обратной продувки; при К=12 и Т<1 Па/с срабатывает режим блокировки патрубка выхода очищенного воздуха и далее срабатывает режим регенерации методом обратной продувки; при К=12 и Т<1,001 Па/с и отсутствии режима регенерации обратной продувкой через заданный промежуток времени, вычисляемый компьютером, осуществляется блокировка патрубка выхода очищенного воздуха и патрубка входа запыленного воздуха; при достижении в системе температуры выше 50°С срабатывает режим пожаротушения.at the same time, at K = 12 and T <1.001 Pa / s, the regeneration mode is triggered by the backflush method; at K = 12 and T <1 Pa / s, the mode of blocking the purified air outlet is triggered and then the regeneration mode is triggered by the backflush method; at K = 12 and T <1.001 Pa / s and there is no regeneration mode by backflushing after a predetermined period of time calculated by the computer, the purified air outlet and the dusty air inlet are blocked; when the temperature in the system exceeds 50 ° C, the fire extinguishing mode is triggered.

На фиг. 1 представлена схема автоматизированного способа управления процессом пылеулавливания зернистым фильтром с несвязанной структурой.FIG. 1 shows a diagram of an automated method for controlling the dust collection process by a granular filter with an unbound structure.

Схема включает газоход запыленного потока 1, фильтр-пылеуловитель 2, зернистый слой с несвязанной структурой 3, газоход очищенного воздуха 4, тягодутьевое устройство 5, датчики давления и температуры 6, преобразователь интерфейсов 7, компьютер 8, запорная арматура перед тягодутьевым устройством 9, запорная арматура после тягодутьевого устройства 10, регенерирующий газоход 11, каналы связи датчиков с преобразователем интерфейсов и компьютером 12, канал связи, осуществляющий управляющее воздействие от компьютера к запорной арматуре 13, канал связи, осуществляющий управляющее воздействие от компьютера к запорной арматуре 14, канал связи, осуществляющий управляющее воздействие от компьютера к модулям пожаротушения 16; канал связи, осуществляющий управляющее воздействие от компьютера к запорной арматуре, блокирующей подачу запыленного воздуха 17; запорная арматура для блокирования подачи запыленного воздуха к фильтру-пылеуловителю 18.The scheme includes a flue of a dusty stream 1, a dust filter 2, a granular layer with an unbound structure 3, a flue of cleaned air 4, a blowing device 5, pressure and temperature sensors 6, an interface converter 7, a computer 8, shut-off valves in front of the blower device 9, shut-off valves after the draft device 10, the regenerating gas duct 11, the communication channels of the sensors with the interface converter and the computer 12, the communication channel that carries out the control action from the computer to the shut-off valves 13, the communication channel that carries out the control action from the computer to the shut-off valves 14, the communication channel that carries out the control impact from the computer to fire extinguishing modules 16; a communication channel that carries out a control action from a computer to a shut-off valve that blocks the supply of dusty air 17; shut-off valves for blocking the supply of dusty air to the dust filter 18.

Способ автоматизированного управления процессом пылеулавливания зернистым фильтром с несвязанной структурой работает следующим образом. Запыленный пылегазовый поток по газоходу 1 поступает для очистки в фильтр-пылеуловитель 2, проходит через зернистый фильтр с несвязанной структурой 3, очищается и очищенный выходит через газоход 4 и тягодутьевое устройство 5. Данные о давлении потока поступают с двух датчиков давления и температуры 6, установленных до фильтра-пылеуловителя и после фильтра-пылеуловителя, через преобразователь интерфейсов 7 передаются на компьютер 8. Компьютер обрабатывает данные и рассчитывает критерии К и Т по формулам (1) и (2) соответственно. При К=12 и Т<1,001 Па/с срабатывает режим регенерации методом обратной продувки, т.е. компьютер 8 по линии связи 19 подает сигнал на выключение тяго дутьевого устройства, по линии 17 - о закрытии запорной арматуры 18, по линии связи 13 - закрытии запорной арматуры 9, и по линии 14 - открытии запорной арматуры 10, по линии связи 17 - об открытии запорной арматуры 18 и включении тягодутьевого устройства 5. Регенерация методом обратной продувки осуществляется до достижении критерия Т более 1,001 Па/с.The method of automated control of the dust collection process by a granular filter with an unbound structure works as follows. The dusty dust-gas flow through the gas duct 1 enters for cleaning into the filter-dust collector 2, passes through the granular filter with an unbound structure 3, is cleaned and the cleaned one exits through the gas duct 4 and the draft device 5. Data on the flow pressure is received from two pressure and temperature sensors 6 installed before the filter-dust collector and after the filter-dust collector, through the interface converter 7 are transferred to the computer 8. The computer processes the data and calculates the criteria K and T according to formulas (1) and (2), respectively. At K = 12 and T <1.001 Pa / s, the regeneration mode is triggered by the backflush method, i.e. computer 8 via communication line 19 gives a signal to turn off the traction blower, along line 17 - to close the shut-off valves 18, through communication line 13 - to close shut-off valves 9, and along line 14 - to open shut-off valves 10, through communication line 17 - about opening the shut-off valves 18 and turning on the draft device 5. Regeneration by the backflush method is carried out until the criterion T is more than 1.001 Pa / s.

При достижении значений К=12 и Т<1 Па/с срабатывает режим блокировки патрубка выхода очищенного воздуха, т.е. компьютер 8 по линии связи 19 подает сигнал об выключении тягодутьевого устройства 5 и закрытии запорной арматуры 9. Далее срабатывает режим регенерации методом обратной продувкой.When the values K = 12 and T <1 Pa / s are reached, the mode of blocking the purified air outlet is triggered, i.e. computer 8 via communication line 19 gives a signal to turn off the draft device 5 and close the shut-off valve 9. Then, the regeneration mode is triggered by the backflush method.

При аварийном режиме системы, т.е. при К=12 и Т<1,001 Па/с и отсутствии режима регенерации обратной продувкой через заданный промежуток времени, вычисляемый компьютером, по линиям связи передается сигнал о выключении тягодутьевого устройства 5 и закрытии запорной арматуры 9 и 18.In emergency mode of the system, i.e. at K = 12 and T <1.001 Pa / s and there is no regeneration mode by backflush after a predetermined period of time calculated by the computer, a signal is transmitted over the communication lines to turn off the draft device 5 and close the shut-off valves 9 and 18.

При получении компьютером 8 сигнала о достижении температуры воздуха выше 50°С по линии связи 19 подается сигнал о выключении тягодутьевого устройства 5, по линиям связи 13 и 17 - о закрытии запорной арматуры 9 и 18 и по линиям связи 15 - о включении модулей пожаротушения 16.When computer 8 receives a signal that the air temperature is above 50 ° C, a signal is sent through communication line 19 to turn off the draft device 5, via communication lines 13 and 17 - to close shut-off valves 9 and 18, and via communication lines 15 - to turn on fire extinguishing modules 16 ...

Предлагаемый способ автоматизированного управления процессом пылеулавливания зернистым фильтром с несвязанной структурой позволяет:The proposed method for automated control of the dust collection process by a granular filter with an unbound structure allows:

- повысить эффективность пылеулавливания;- to improve the efficiency of dust collection;

- снизить энергозатраты на эксплуатацию фильтра;- to reduce energy consumption for the operation of the filter;

- повысить пожарную безопасность системы аспирации.- to improve the fire safety of the aspiration system.

Claims (21)

Способ автоматизированного управления процессом пылеулавливания зернистым фильтром с несвязанной структурой, предусматривающий периодическую регенерацию фильтра по результатам измерения его гидравлического сопротивления, отличающийся тем, что поток загрязненного воздуха полностью подается через фильтр-пылеуловитель, давление и температура потока измеряются непрерывно до и после фильтра-пылеуловителя, данные с датчиков давления передаются на компьютер через преобразователь интерфейсов и осуществляется расчет критериевA method for automated control of the dust collection process by a granular filter with an unbound structure, providing for periodic regeneration of the filter based on the results of measuring its hydraulic resistance, characterized in that the flow of contaminated air is completely supplied through the filter dust collector, the pressure and temperature of the flow are measured continuously before and after the filter dust collector, data from the pressure sensors are transmitted to the computer through the interface converter and the criteria are calculated
Figure 00000009
Figure 00000009
 где dэ - диаметр эквивалентный порового пространства зернистого слоя с несвязанной структурой, м;where d e - diameter equivalent to the pore space of a granular layer with an unbound structure, m; h - высота зернистого слоя с несвязанной структурой, м;h is the height of the granular layer with an unbound structure, m;
Figure 00000010
- средний медианный диаметр пыли в запыленном потоке, м;
Figure 00000010
- average median diameter of dust in a dusty stream, m; S - площадь фильтрования зернистого слоя с несвязанной структурой, м2;S is the filtration area of a granular layer with an unbound structure, m 2 ;
Figure 00000011
Figure 00000011
 где Т - темп нарастания разности давлений, Па/с;where T is the rate of increase in the pressure difference, Pa / s;
Figure 00000012
- разница перепадов давления, Па,
Figure 00000012
- the difference in pressure drops, Pa, где Where
Figure 00000013
- перепад давления на фильтровальной перегородке при текущем измерении, Па; определяемый как
Figure 00000013
- pressure drop across the filter baffle at the current measurement, Pa; defined as
Figure 00000014
Figure 00000014
 где Where Р12 - давление до фильтровальной перегородки при текущем измерении, Па;P 12 - pressure up to the filtering partition at the current measurement, Pa; Р22 - давление после фильтровальной перегородки при текущем измерении, Па;Р 22 - pressure after the filtering partition at the current measurement, Pa;
Figure 00000015
- перепад давления на фильтровальной перегородке во время предыдущего измерения, Па; определяемый как
Figure 00000015
- pressure drop across the filter baffle during the previous measurement, Pa; defined as
Figure 00000016
Figure 00000016
 Р11 - давление до фильтровальной перегородки во время предыдущего измерения, Па;Р 11 - pressure up to the filtering partition during the previous measurement, Pa; Р21 - давление после фильтровальной перегородки во время предыдущего измерения, Па;Р 21 - pressure after the filtering partition during the previous measurement, Pa; Δτ - промежуток времени между двумя измерениями, зафиксированными компьютером, с;Δτ is the time interval between two measurements recorded by the computer, s; при этом при К=12 и Т<1,001 Па/с срабатывает режим регенерации методом обратной продувки; при К=12 и Т<1 Па/с срабатывает режим блокировки патрубка выхода очищенного воздуха и далее срабатывает режим регенерации методом обратной продувки; при К=12 и Т<1,001 Па/с и отсутствии режима регенерации обратной продувкой через заданный промежуток времени, вычисляемый компьютером, осуществляется блокировка патрубка выхода очищенного воздуха и патрубка входа запыленного воздуха; при достижении в системе температуры выше 50°С срабатывает режим пожаротушения.at the same time, at K = 12 and T <1.001 Pa / s, the regeneration mode is triggered by the backflush method; at K = 12 and T <1 Pa / s, the mode of blocking the purified air outlet is triggered and then the regeneration mode is triggered by the backflush method; at K = 12 and T <1.001 Pa / s and there is no regeneration mode by backflushing after a predetermined period of time calculated by the computer, the purified air outlet and the dusty air inlet are blocked; when the temperature in the system exceeds 50 ° C, the fire extinguishing mode is triggered.
RU2020117725A 2020-05-19 2020-05-19 Method for automated control of the dust collection process in granular filters with an unbound structure RU2746369C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020117725A RU2746369C1 (en) 2020-05-19 2020-05-19 Method for automated control of the dust collection process in granular filters with an unbound structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020117725A RU2746369C1 (en) 2020-05-19 2020-05-19 Method for automated control of the dust collection process in granular filters with an unbound structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2746369C1 true RU2746369C1 (en) 2021-04-12

Family

ID=75521203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020117725A RU2746369C1 (en) 2020-05-19 2020-05-19 Method for automated control of the dust collection process in granular filters with an unbound structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2746369C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4026687A (en) * 1975-02-21 1977-05-31 Wolfgang Berz Dust separator arrangement
SU1223967A1 (en) * 1984-07-06 1986-04-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Технического Углерода Method of controlling the process of trapping soot
RU2317134C1 (en) * 2006-05-29 2008-02-20 Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) Grainy filter used for extraction of the soot from the aerosol streams
RU2569099C1 (en) * 2014-10-17 2015-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской академии наук (ИППУ СО РАН) Filtering of aerosols in granular filters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4026687A (en) * 1975-02-21 1977-05-31 Wolfgang Berz Dust separator arrangement
SU1223967A1 (en) * 1984-07-06 1986-04-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Технического Углерода Method of controlling the process of trapping soot
RU2317134C1 (en) * 2006-05-29 2008-02-20 Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) Grainy filter used for extraction of the soot from the aerosol streams
RU2569099C1 (en) * 2014-10-17 2015-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской академии наук (ИППУ СО РАН) Filtering of aerosols in granular filters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101949949B1 (en) Filter bypass
CN102338709B (en) In-line smoke attenuator
CN106975278B (en) Method and device for circularly purifying impurity gas in low-positive-pressure sealing forming chamber
CN103055640A (en) Composite efficient cyclone and bag-type dust removal device and method
RU2746369C1 (en) Method for automated control of the dust collection process in granular filters with an unbound structure
US4909160A (en) Temperature-controlled exhaust particulate collection system for high temperature material processing facility
CN204952524U (en) Hot precipitator unloads grey system
CN110100015A (en) Gas processing device and the operating method for using the gas processing device
JP2020520791A (en) A cloth filter that emits less particulate matter
CN107355921B (en) Environment-friendly air purification device
CN206285637U (en) A kind of exhaust dust device with bag on artificial board shaping line
CN102641870A (en) Vacuum cleaning system
US2741330A (en) Apparatus for the removal of solid matter from gases
US7402189B2 (en) Autonomously-cleaned conditioning system
RU2569099C1 (en) Filtering of aerosols in granular filters
CN103877778A (en) Full-automatic filtering system for slag flushing water of blast furnace
CN208694476U (en) One kind exempting from the online purge gas cleaner that stops
Romanyuk Automated Control Of Aspiration Of Explosion-And Fire-Hazardous Industries With Filters-Dust Collectors
CN112569703A (en) Gas filtering device and three-dimensional printing system
CN107449108B (en) Air purification method and air purification system
RU2743560C1 (en) Method for automated maintenance of trouble-free operation of filter-dust arrester
RU2019115407A (en) Method for automated control of the dust collection process in granular filters with an unbound structure
CN204073685U (en) A kind of can the online dust arrester of off-line ash-clearing
EP3549655A1 (en) Inline pre-filter for aspiration detectors
Kaganova Evaluation of the Efficiency of Aspiration Systems of Various Types in the Production of Chamotte, Mullite, Mullite-Corundum Products