Задание 9. Исходная смесь поступает в ректификационную колонну 1 (рис.17), предварительно подогретой в теплообменнике исходной смеси 4 до температуры t. В колонне смесь разделяется на компоненты. Низкокипящие компоненты в виде паров уходят сверху из колонны, попадают в дефлегматор 2, где частично конденсируются.

Часть дистиллята постоянно подается на орошение в колонну в виде флегмы, остаток дистиллята удаляется с установки. В куб колонны непрерывно возвращается некоторое количество кубового остатка, проходящего через кипятильник, другая часть отводится.

Рис.17. Принципиальная схема процесса ректификации:
1 – ректификационная колонна, 2 – дефлегматор, 3 – флегмовая емкость,
4 – теплообменник, 5 – кипятильник

1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) расхода исходной смеси на установку G=1000 кг/ч;
б) температуры теплоносителя в теплообменник t3=100°С;
в) температуры верха колонны t1=60°C;
г) уровня куба колонны L=1,5 м;
д) качества кубового остатка (целевой продукт).
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию следующих параметров:
а) температуры на контрольной тарелке колонны t=80°C;
б) давления в верху колонны Р=0,3 МПа;
в) уровня флегмовой емкости L=1,5;
г) расхода теплоносителя в кипятильник G=1600 кг/ч.
3. Обеспечить звуковую и световую сигнализацию падения температуры верха ректификационной колонны ниже 55°С. Укажите, чем следует дополнить схе- му для улучшения качества целевого продукта.
Функциональную схему автоматизации процесса ректификации разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 10. В барабанную сушилку (рис.18) подается сыпучий ультрамарин с начальной влажностью 28%. Конечная влажность ультрамарина 0,5% масс. В качестве топлива используется природный газ, расход топлива 2760 м³/ч, коэффициент избытка воздуха в топке равен 4,82 (средняя температура в сушилке – 300°С), температура газов на входе в барабан 500°С, на выходе из барабана 100°С. Абсолютное давление в смесительной камере сушилки 93,3 кПа.

Рис.18. Принципиальная схема процесса сушки:
1 – топка, 2 – смесительная камера, 3 – барабан, 4 – вентилятор,
5 – циклон, 6 – бункер, 7 – дозатор, 8 – электродвигатель барабана

1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) расхода топлива 2760 м³/ч;
б) расхода первичного воздуха;
в) влажности первичного воздуха;
г) влажности вторичного воздуха;
д) температуры сушильного агента на входе 500°С и на выходе из барабанной сушилки 100°С;
е) температуры в сушилке 300°С;
ж) разрежения в смесительной камере 93,3 кПа.
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию следующих параметров:
а) соотношения расхода первичного воздуха к расходу топлива равного 4,82;
б) температуры сушильного агента 500°С на входе в сушилку;
в) разрежения в сушилке 93,3 кПа.
Функциональною схему автоматизации процесса сушки разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 11. В ленточную сушилку (рис.19) непрерывно подается селикагель с начальной влажностью 42% масс. Конечная влажность материала 11% масс. Температура материала, поступающего на сушку, 18°С, выходящего из сушилки 47°С. Сушка производится воздухом. Температура воздуха до калорифера 15°С, на выходе их калорифера 138°С, после сушилки 45°С. Расход воздуха на сушку 4030 м³/ч. Давление греющего пара в калорифере 0,47 МПа, расход пара 2600 кг/ч, температура греющего пара 148°С.
1. Предусмотреть автоматический контроль всех параметров технологическо- го процесса.
2. Стабилизировать влажность селикагеля на выходе из сушилки.

Рис.19. Принципиальная схема процесса сушки:
1 – сушилка, 2 – транспортер, 3 – дополнительный подогреватель,
4 – калорифер

Функциональную схему автоматизации процесса сушки разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 12. В кипящем слое (рис.20) производится сушка частиц гранулированного селикагеля от начальной влажности 30% масс до конечной 5% масс. Сушильный агент – воздух, температура воздуха на выходе из топки 150°С. В топке происходит сгорание природного газообразного топлива, расход топлива 550 м³/ч. Коэффициент избытка воздуха в топке 4. Температура взвешенного слоя 98°С; высота слоя 445 мм, сопротивления слоя ∆р=2,6 кПа. Давление в верхней части сушилки 0,38 МПа.

Рис.20. Принципиальная схема процесса сушки:
1 – сушилка, 2 – кипящий слой, 3 – решетка, 4 – топка, 5 – промежуточный бункер,
6 – питатели, 7 – электродвигатели, 8 – циклон

1. Предусмотреть автоматический контроль всех параметров технологического процесса.
2. Стабилизировать влажность селикагеля на выходе из сушилки.
Функциональную схему автоматизации процесса сушки разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 13. В отстойник подается суспензия для извлечения твердой фазы из жидкости. Показатель эффективности процесса – концентрация твердой фазы в осветленной жидкости (мутность раствора). Цель управления – максимальное извлечение твердой фазы. Уровень в отстойнике необходимо поддерживать постоянным, во избежание перелива из аппарата. В отстойнике контролируется уровень раздела фаз.

Рис.21. Принципиальная схема процесса отстаивания:
1 – отстойник, 2 – переливное устройство, 3 – мешалка

1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) расхода исходной суспензии;
б) расхода осветленной жидкости;
в) мутности осветленной жидкости;
г) уровня раздела фаз.
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию следующих параметров:
а) расхода исходной суспензии;
б) границы раздела фаз.
Функциональную схему автоматизации процесса отстаивания разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 14. В кристаллизатор непрерывного действия (рис.22) поступает 5000 кг/ч водного раствора NaОН при температуре 90°С с начальной концентрацией 57,6% масс. Раствор в кристаллизаторе охлаждается до t=40°С, концентрация при этом снижается до 51,1% масс. Расход маточного раствора 822 кг/ч; температура в кристаллизаторе 65°С, кристаллизатор охлаждается водой с температурой входа 15°С, выхода −20°С. Расход воды 22 т/ч, число оборотов мешалки 160 об/мин, содержание примесей в растворе NаОН считать постоянным.
1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) температуры водного раствора NаОН 90°С;
б) температуры маточного раствора 40°С;
в) температуры хладоносителя на входе кристаллизатора 15°С, на выходе 20°С;
г) расхода раствора на кристаллизацию 5000 кг/ч;
д) расхода маточного раствора 822 кг/ч;
е) количества хладоносителя;
ж) расхода хладоносителя 22 т/ч;
з) уровня раствора в кристаллизаторе 2,4 м;
и) числа оборотов мешалки 160 об/мин.
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию следующих параметров:
а) температуры в аппарате 65°С;
б) расхода раствора на кристаллизацию 5000 кг/ч;
в) уровня раствора L=2,4 м.
3. Предусмотреть сигнализацию отклонения температуры в кристаллизаторе от заданной. Обосновать зависимость показателя эффективности кристаллизации от технологических параметров установки.

Рис.22. Принципиальная схема процесса кристаллизации:
1 – кристаллизатор, 2 – мешалка
Функциональную схему автоматизации процесса кристаллизации разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.

Задание 15. Загрязненный газ поступает в рукавные фильтры (рис.23) и очищается от вредных веществ. Твердые вещества оседают на фильтрах и создают перепад давлений ∆Р. При достижении максимального перепада давления регуляторы выдают сигналы на клапаны, установленные на магистралях сжатого воздуха. Клапаны открываются, импульсы сжатого воздуха через сопла поступают в рукава и деформируют ткань, сбивая при этом пыль. Регенерация ткани происходит до достижения минимального перепада давления.

Рис.23. Схема процесса фильтрования газовых систем:
1 – корпус фильтра, 2 – рукава, 3 – сопла импульсной продувки, 4 – шнек

1. Предусмотреть автоматический контроль следующих параметров:
а) температуры загрязненного газа;
б) расхода загрязненного газа;
в) давления загрязненного газа.
2. Предусмотреть автоматическую стабилизацию:
а) перепада давления ∆Р на фильтре;
б) давления сжатого воздуха для продувки.
3. Обеспечить сигнализацию превышения заданной величины перепада давления на фильтре ∆Р.
Функциональную схему автоматизации процесса фильтрования газовых систем разработать в двух вариантах:
а) развернутым способом на базе микропроцессорного контроллера;
б) упрощенным способом.
Составить пояснительную записку.