Расчет оборудования станций для централизованного приготовления рабочих растворов

В проектируемых производствах приготовление, подача и точное дозирование рабочих растворов в аппараты для жидкостных обработок имеет важное значение и серьезным образом влияет на стабильность качества выпускаемой продукции, эффективность использования химматериалов, условия труда, культуру производства, экологические параметры производства.

При централизованном приготовлении рабочих растворов становится возможным исключить основную массу тяжелого физического труда, связанного с этой операцией, а также улучшить качество приготавливаемых растворов и снизить потери химматериалов при их растворении и дозировании.

Рабочие растворы приготовляют на химических, щелочных и красильно-жировальных станциях кожевенных заводов и меховых фабрик. В настоящее время наметилась устойчивая тенденция к применению в кожевенной и меховой промышленности химматериалов, которые выпускаются в жидкой и пастообразной форме, что упрощает приготовление из них рабочих растворов и расширяет номенклатуру химматериалов, которые могут централизованно дозироваться в аппараты.

В кожевенном и меховом производствах необходимо внедрять автоматизированные системы управления жидкостными операциями, позволяющие осуществлять управление: режимом вращения барабанов, поддержанием температуры рабочей ванны, подачей необходимого количество химических материалов и воды.

Автоматизированные системы управления жидкостными операциями, предлагаемые ведущими зарубежными фирмами, организованы по многоуровневому принципу. Например, АСУ фирмы Hϋ ni, реализована по трехуровневому принципу. В состав системы входят следующие подсистемы разных уровней: Aquamix; Prodomix; Prododos; Colormix; Finimix; Microtan.

Система Aquamix осуществляет подачу требуемого количества воды заданной температуры с точностью до 0, 5 ⁰С. По данным фирмы-производителя за счет снижения потерь при дозировании экономится до 20–30 % воды. Система может обслуживать до 32 барабанов, объединенных в две группы.

Система Prodomix осуществляет дозировку химических материалов в жидком виде с помощью автоматических весов.

Системы Aquamix и Prodomix относятся к подсистемам третьего уровня, и управление ими может осуществляться как в ручном режиме с контрольной панели, которой снабжен каждый барабан, так и с помощью подсистемы второго уровня Prododos, осуществляется управление подачей химматериалов и воды на уровне цеха. Подача воды и химматериалов осуществляется в автоматическом режиме в соответствии с заданной программой, которая корректируется с цехового пункта управления, реализованного на базе персонального компьютера, операционной системы «Unix» и специализированного программного обеспечения.

Система Colormix предназначена для составления композиций из смесовых красителей, при этом в базе данных системы заложено несколько сотен рецептур крашения, которые охватывают практически всю возможную цветовую гамму цветов готовой кожи.

Система Finimix решает аналогичную системе Colormix задачу, только применительно к составлению композиций для покрывного крашения.

Расчет оборудования станций централизованного приготовления растворов состоит в определении следующих показателей.

Объем V, л аппаратов для растворения, определяется по формуле

, (80)

где a – масса одной порции химического материала, кг; c_макс – максимальная концентрация вещества, г/л; k – коэффициент заполнения.

Рис. 4. Принципиальная схема подачи воды и химических материалов в аппараты: 1 – смеситель с паровым обогревом; 2 – весы; 3 – фильтр; 4 – насос; 5 – счетчики; 6 – промежуточная емкость; 7 – подвесной барабан

Суточная производительность D (кг/сутки) одного аппарата определяется по формуле

(81)

где T – время работы станции в сутки, ч; T₁ – время, растворения одной порции химического материала и перекачивания в другой резервуар.

Общее число n аппаратов для растворения определяется по формуле

(82)

где A – количество материала, подлежащее растворению в сутки.

Объем V₁ (л) резервуаров хранения растворов (стандартных, рабочих) рассчитывается в соответствии с суточным расходом раствором по формуле

(83)

где А – суточный расход материала, кг; с – концентрация раствора, г/л; k – коэффициент заполнения.

Число n₁ резервуаров, определяется исходя из полного объема раствора и объема выбранного резервуара по следующей формуле:

(84)

где V₁ – полный объем раствора, л; b – объем одного резервуара, л; k – коэффициент заполнения.