Коротка характеристика об’єкту автоматизації

Коротка характеристика об’єкту автоматизації

Технологічні основи процесу очищення

 

Технологію очищення стічних вод гальванічного виробництва можна розділити на декілька загальних стадій: накопичення стоків, їх обробка, розділення рідкої і твердої фаз, остаточне очищення води, обезводнення осаду.

Розглянемо технологію очищення нікельмістких стічних вод на підприємстві. Очищення стічних вод від нікелю проводиться на гальванокоагуляційній установці, в основу принципу якої покладена цементація іонів нікелю, присутніх в стічних водах, на поверхні залізної стружки. Принципова схема представлена на кресленні.

Стічні води з гальванічного цеху потрапляють в накопичувач об'ємом 1000м³ (1). Після накопичення стоків в цій ємності, сюди для нейтралізації до рН=4.5-5.5 додається необхідна кількість концентрованої сірчаної кислоти H₂SO₄. Потім насосом (1) суміш перекачується в гальванокоагулятор (3). Цей апарат є барабаном, встановленим на катках, що обертаються. У барабан засипається сталева стружка з щебенем в співвідношенні 10:

1. Кількість завантаження, що засипається, підбирають так, щоб барабан був заповнений приблизно 1/3-1/2 об'єму. Проходячи через стружку, стічна вода поступово обідняється по нікелю, яка осідає на поверхні стружки по реакції:

 

Ni²⁺ + Fe⁰ = Ni⁰ + Fe²⁺ (1.6)

 

При обертанні барабана нікель, що осів на стружці, безперервно обдирається за рахунок тертя стружки об стружку і об поверхню щебеню.

Таким чином, при проходженні стоків через барабан іони нікелю поступово заміщаються іонами двовалентного заліза. Для окислення надмірного двовалентного заліза в барабан гальванокоагулятора подають стисле повітря. З гальванокоагулятора стоки направляють в ємність (2). Коли ємність (1) випорожниться, за допомогою насоса (1) повторно пропускають стоки через гальванокоагулятор (3) для видалення нікелю. Коли концентрація нікелю знизиться до 0.1 мг/л, в накопичувач (2) додають необхідну кількість вапна і хлорного вапна. При нейтралізації стоку вапном розчинене двовалентне залізо переходить в гідроксид двовалентного заліза, що легко окислюється, який потім окислюється хлорним вапном до гідроксиду тривалентного заліза Fe (OH) ₃. Останнє з'єднання в нейтральному середовищі (рН= 7-8) надзвичайно мало розчинно. Випадаючи в осад, гідроксид тривалентного заліза сорбував на своїй розвиненій поверхні інші домішки стічних вод: гідроксид нікелю, цинку, а також деякі органічні речовини. Потім вміст збірки (2) перемішується повітрям і насосом (1) перекачують в два паралельні відстійники (4) і (5). Тут відбувається освітлення стоку. При цьому практично весь гідроксид заліза, а також що не прореагували вапно і хлорне вапно осідають в конічній частині відстійників.

Згущена у відстійниках частина стоку, що є пульпою-суспензією гідроксидів металів, насосом (2) подається на фільтр-прес (6), що працює в напівавтоматичному післяопераційному режимі. Фільтрат з фільтр-преса зливається в каналізацію, а осад після просушування скидається у візки для захоронення.

Освітлений стік з верхньої частини відстійників прямує в напірні ємності (7) і (8), звідки насосом (3) подається на фільтри із зернистим завантаженням (9). Остання складається з шару поліетиленових гранул (d=3-5мм) заввишки Н=250мм; шару керамзитової крихти (d=0.8-1.5мм) заввишки Н=400-500мм; а також шару антрацитної крихти (d=0.6-1мм) заввишки Н=1200мм. У фільтрах із зернистим завантаженням відбувається доочистка води від дрібнодисперсних механічних домішок.

Основні рішення по автоматизації

Регулювання рН стоків

Кислотність стоків в збірці вимірюється потенціометричним методом. Датчиком є чутливий елемент типу ДПг-4М (погружний) (поз.2-1). Для перетворення ЕДС чутливого елементу в уніфікований сигнал постійного струму застосований перетворювач П-201 (поз.2-2). Далі сигнал обробляється контролером Р-130М (поз 1-4), який контролює величину і при розузгодженні видає регулюючу дію. Цей сигнал посилюється блоком посилення потужності БУМ (поз.2-3). Він управляє виконавчим механізмом МЕП-2500 (поз.2-5), який переміщенням штока клапана змінює витрату сірчаної кислоти в збірку стоків, тим самим змінюючи рН стоків. За допомогою трьохканального самописного приладу А-543 проводиться реєстрація кількості сірчаної кислоти.

Функціональна дія контуру регулювання рН в другій збірці шляхом подачі вапняного молока (поз.5-1¸5-4) проводиться аналогічним чином.

Регулювання рівня мулу

Регулювання рівня мула у відстійнику здійснюється за допомогою акустичного рівнеміра ЭХО-3 (поз.7-1, 7-2), що складається з акустичного перетворювача (АП) і перетворювача передавального вимірювального (ППИ-3). АП перетворить електричний імпульс, що підводиться до нього, в акустичний і перетворить відбитий імпульс від поверхні від поверхні контрольованого середовища назад в електричний. ППИ-3 вимірює перетворення часу запізнювання відбитого імпульсу щодо посланого зондуючого у вихідний уніфікований сигнал постійного струму 0-5 мА. Вихідний сигнал обробляється контролером Р-130М (поз.6-4). Він контролює величину рівня і при його відхиленні відпрацьовує регулюючу дію. Вихідний сигнал посилюється блоком посилення потужності БУМ, що входить до складу Р-130М (поз.7-3). Він управляє електроприводом (поз.7-4), який переміщенням пережимних траверс затвора, що змінює кількість мула, що виходить з відстійника.

Функціональна дія контуру регулювання мула в другому відстійнику (поз.8-1¸8-4) проводиться аналогічним чином.

Опис пульта управління

 

Пульти і щити призначені для розміщення на них засобів контролю і управління технологічним процесом. Пульти і щити встановлюються в спеціальних щитових або виробничих приміщеннях. Вони повинні відповідати ОСТ 36.13-90.

У даній роботі розроблений пульт управління. Пульт - це корпус пульта зі встановленою арматурою, апаратурою, електричними і трубними проводками, підготовленими до підключення зовнішніх ланцюгів.

Вибраний пульт з приладовою приставкою, похилої ПНП-2-1- (800*600) - УХЛ1-1Р30. На пульті розміщені засоби контролю і регулювання безпосередньо процесом гальванокоагуляции, а саме: мікропроцесорний контроллер Р-130М і аналоговий багатоканальний прилад А543-262 на приладовій приставці, похилої, а також одне табло з чотирьох сигнальних ламп, дві кнопки управління для технологічної сигналізації, дві кнопки управління для повітрянагнітача на стільниці.

На кресленні показаний пульт вигляд збоку, вигляд спереду і вигляд на внутрішні площини. На кресленні вигляду на внутрішні площини показані прилади, апаратура, блоки затисків рейки для установки апаратури, потоки електричних і трубних проводок. Приведені в додатку "Перелік складових частин одиничного пульта" і "Написи на табло і в рамках".

Заключення

 

Питання ресурсозберігання і збереження екологічної рівноваги між виробничою діяльністю людини і навколишнім середовищем стоять на одному з перших місць по гостроті проблеми. У зв'язку з цим проблема очищення стічних вод придбала особливо важливе значення.

В ході виконання проекту була розроблена система автоматизації процесу очищення нікельмістких стічних вод.

Впровадження автоматизованої системи управління привело до підвищення ступеня очищення стічних вод. Була розроблена функціональна схема автоматизації, вибрані контури контролю і регулювання дозволили вести процес в оптимальному режимі. Функціональна схема автоматизації виконана на базі мікропроцесорного контроллера Р-130М.

Список джерел інформації

 

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 2001, 784 с.

2. Технические средства автоматизации. Часть вторая. Микропроцессорные регулирующие и исполнительные механизмы: Учебное пособие / Тошинский В.И., Бабиченко А.К., Молчанов В.И. и др.; Под ред. Бабиченко А.К. - К.: ИСДО, 2007, - 200 с.

3. Промышленные приборы и средства автоматизации, справ. / под ред. Черенкова В.В. - Л.; Машиностроение. 1997 - 847 с.

4. Ефимов В.Т., Молчанов В.И., Ефимов А.В. Методы расчетов в автоматизации химико-технологических и теплоэнергетических процессов. Харьков. 1998 г.

5. Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов - М., Металлургия. 1999-224 с.

6. Смирнов Д.Н., Дмитриев А.С. Автоматизация процессов очистки сточных вод химической промышленности. - Л., Химия, 1991. - 200 с.

7. Костюк А.М., Карнаух С.П. Очистка сточных вод машиностроительных предприятий. - М., Металлургия, 1995. - 198 с.

8. Запольский А.К., Образцов В.В. Комплексная переработка сточных вод гальванического производства. - Л., Химия, 1993. - 187 с.

9. Смирнов Д.Н. Автоматическое регулирование процессов очистки природных и сточных вод. - 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1985. - 310с.

10. Волоцков Ф.П. Очистка и использование сточных вод гальванических производств. - М.: Стройиздат, 1983. - 104с.

11. Бучило Эдвард Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. - М.: Металлургия, 1994. - 199с.

12. Очистка промышленных сточных вод. Под ред. Кравеца В. И.

13. Киев.: Техника, 1994. - 240 с.

14. Яковлев С.В. Очистка и использование сточных вод. - М.: Стройиздат, 1993. - 164с.

15. Ксенофонтов Б.С. Проблемы очистки сточных вод. - М.: Знание, 1991. - 124с.

16. Справочник по очистке природных и сточных вод. - М.: Высшая школа, 1994. - 300 с.

17. Терновцев В.Е. Очистка промышленных сточных вод. - К: Будівельник, 2002.

18. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод. - М.: Стройиздат, 2000. - 345с.

Коротка характеристика об’єкту автоматизації