专利名称：硫熏中和辅助反应塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及甘蔗制糖领域，具体涉及一种硫熏中和辅助反应塔。
背景技术：
亚硫酸法制糖主要依靠二氧化硫、石灰与甘蔗汁中的杂质进行反应，形成絮凝颗粒物，通过沉降器进行固液分离，达到澄清蔗汁的目的，蔗汁的澄清效率对白糖的质量、煮炼收回有至关重要的影响。目前亚硫酸法制糖中所运用的硫熏中和反应系统没有设计辅助反应器，只运用了硫熏中和反应器，其反应器体积较小，糖汁在反应器中的停留时间仅有几十秒钟，在功能上仅起到物料初步混合作用。糖汁经硫熏反应器后被送入到中和汁箱，中和汁箱是一个中转容器，没有液位控制装置，在结构上也没有考虑进出汁保持均匀的功能，存在部分糖汁停留时间过长、另一部分糖汁停留时间过短的问题，影响后续澄清反应的稳定性。此外，为了避免蔗汁液位过高而溢出，连接中和汁箱的抽汁泵设计功率较大，没有调速功能，糖汁在进入箱体中停留1-2分钟后就被送到加热器。因此，蔗汁在中和汁箱中也没有进行充分有效的反应。以上原因严重影响了亚硫酸法的蔗汁澄清效率，对白糖品质和煮炼收回率都有较大影响。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种硫熏中和辅助反应塔，该硫熏中和辅助反应塔克服了目前糖厂中和反应装置的缺陷，解决了硫熏加灰后的蔗汁混合不均匀，澄清反应不稳定，最终会影响蔗糖品质和煮炼收回率的问题。本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔，包括圆柱型的罐体、硫熏中和反应器、散气管、出汁管、变频出汁泵和液位控制装置；所述的液位控制装置用于检测罐体内的液位信息，根据液位信息控制变频出汁泵的运转速度，从而控制罐体内的液位；所述的变频出汁泵通过出汁管与罐体连通。所述的液位控制装置包括液位检测器、液位控制模块和变频器；所述的液位检测器与罐体相连通，用来检测罐体内的液位，并将液位信息传递至液位控制模块；所述的液位控制模块预设限定值，根据接收到的液位信息与限定值的差异，输出相应的控制信号至变频器；所述的变频器根据液位控制模块的控制信号，控制变频出汁泵的转速；所述的变频出汁泵通过出汁管与罐体连通。本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔的液位控制模块的优选方案:[0017]所述的液位检测器为液位变送器；所述的液位控制模块包括PID调节器；所述的液位变送器检测罐体内的液位高度信息，并将液位高度信息转换为模拟电流信号传递至PID调节器；所述的PID调节器预设限定值，将接收到的模拟电流信号进行A/D转换成为液位数字信号，与限定值进行差值运算，再经D/A转换成为电流信号传输至变频器；所述的变频器根据PID调节器输出的电流信号调节频率输出，控制变频出汁泵的转速。所述的液位检测器可为差压变送器、磁翻板液位计、玻璃管式液位计、玻璃板式液位计、电动浮球液位计、电动浮筒液位计、磁致伸缩液位计、超声波液位计、投入式液位变送器中的一种。它们工作原理不一样而且有不同的特点，实际使用中可以根据其特性决定其安装位置和使用方式，根据糖厂甘蔗中和汁的特性，选用可耐高温、抗腐蚀性、可测带颗粒液体、以膜片接触为检测部位的智能法兰液位变送器为最佳液位检测器。本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔的液位控制模块的进一步优选方案:所述的液位控制模块还包括PID调节器和变频泵控制电路，所述的变频泵控制电路用于控制变频出汁泵的开启或关闭；所述的PID调节器预设有限定值、上限值和下限值；所述的液位变送器检测罐体内的液位高度信息，并将液位高度信息转换为模拟电流信号传递至PID调节器；所述的PID调节器预设限定值，将接收到的模拟电流信号进行A/D转换成为液位数字信号，与限定值进行差值运算，再经D/A转换成为电流信号传输至变频器；所述的变频器根据PID调节器输出的电流信号调节频率输出，控制变频出汁泵的转速； 当液位数值信号高于上限值时，PID调节器发出液位过高信号至变频器，变频器控制变频出汁泵全速运行，直到液位数值信号低于上限值时，整个液位控制模块恢复原来的控制方法，即根据液位数字信号与限定值的差值换算结果来控制变频出汁泵的运转；当液位数值信号低于下限值时，PID调节器发出液位过低信号至变频泵控制电路，由变频泵控制电路关闭变频出汁泵；直到液位数值信号高于下限值时，变频泵控制电路开启变频出汁泵，整个液位控制模块恢复原来的控制方法，即根据液位数字信号与限定值的差值换算结果来控制变频出汁泵的运转。本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔，所述的液位控制模块中还可以设置报警器；当液位数字信号高于上限值或低于下限值时，由PID调节器发出报警信号至报警器，控制报警器发出警报。本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔，所述的罐体高度和直径比为1.5 6:1 ;优选的罐体高度和直径比为3.5:1。这样的高度和直径比有利于避免底层停留较久的蔗汁与上层停留时间较短蔗汁混合送出罐体，并且利于在现场安装，进一步提升输送到下一工序的蔗汁的均匀性。本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔，还包括导流泵和导流管，用于促进罐体内硫熏加灰后蔗汁的混合；所述的导流管由位于同一水平面的两段管连接组成，位于罐体中部，导流泵安装于两段管的连接处，两段管相对于连接处的另一端分别以切线与罐体的两侧相连接，与罐体的内壁连通。[0031]本实用新型还可以在罐体内采用安装搅拌器或者回流管路等方式来促进硫熏加灰后蔗汁的混合，也能使得蔗汁中和反应更加的均匀平稳。导流泵和导流管组合的混合方式属于优选方案，因为搅拌和回流，会使得底层停留较久的蔗汁与上层停留时间较短蔗汁发生混合，影响出汁管输出蔗汁的均匀性。而导流泵和导流管的组合方式则能够避免这种情况的发生，导流管由与罐体两侧的切线方向连通的两段管组成，这两段管位于同一水平面，导流泵通过从两段管中的一段中抽出中和汁，再输送至另一段中，使反应器内的中和汁产生旋流，并且该旋流局限于一个水平面上，避免了发生与上层刚进入罐体的蔗汁混合的问题，促进蔗汁混合得更加均匀，使得中和反应完全。本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔，还包括一组或者一组以上的备用变频出汁泵，通过出汁管与罐体连通；备用变频出汁泵与变频器连接，受变频器控制。备用变频出汁泵用于在变频出汁泵出现故障的时候替换使用，保证生产不会应为变频出汁泵的故障而受到影响。本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔，还可以在所述的液位控制模块上增加报警器；当液位数字信号高于上限值或低于下限值时，由液位控制模块发出报警信号至报警器，控制报警器发出警报。本实用新型运用液位控制装置控制变频出汁泵的运行，从而控制整个辅助反应塔的液位，目的是控制蔗汁在辅助反应器里的停留时间，实现蔗汁在罐内停留时间较长并且反应较为完全和稳定。本实用新型运用的液位控制模块根据液位信息与限定值的差异来控制变频器的输出频率，液位比限定值高的越多，控制变频器输送频率越大，变频出汁泵的运转速度就越快；而当液位低于限定值时，控制变频器输送频率越小，变频出汁泵的运转速度就越慢，使得液位缓缓上升。液位控制模块最理想的液位控制，就是让液位尽量的稳定在限定值，从而实现使得蔗汁在罐内停留时间较长并且反应较为完全和稳定的效果。本实用新 型PID调节器差值运算的原理是，在控制过程中根据智能PID调节器液位限定值与液位变送器实际测量值的进行差值运算，根据液位偏差E以及偏差变化率EC进行决策，PID调节器通过P (比例)、1 (积分)、D (微分)的三个控制参数输出一个采样周期。将采样得到的误差E和误差变化率EC经模糊处理后得出调整量去控制被控对象。在采样周期内，PID调节器计算模块对液位进行采样，并将实际液位值Y与给定值S相比较，得到液位的偏差E=Y-S,经过PID调节器计算模块处理可以取得偏差变化的数字量EC=E (k) -E (k_l)。E和EC经过量化转换计算控制量，再乘以量化因子得到实际控制量，用来控制PID调节器内固态继电器的接通时间，从而调节变频器的频率达到控制目的。本实用新型通过在硫熏中和器后配置辅助反应塔，使中和汁的反应更加充分均勻，对提高糖浆纯度、降低白糖色值、混浊度、减少二氧化硫残留有显著作用，与中和汁快速沉降器配合使用，尤能产生突出的效果。本实用新型还给出了运用所述的硫熏中和辅助反应塔来进行的硫熏中和反应的方法，这些方法合理的运用了本实用新型所提供的几种硫熏中和辅助反应塔，该方法大大增加了硫熏加灰后蔗汁在反应塔中的停留时间，提升了蔗汁的均匀性，使中和汁的反应更加充分均匀，对提高糖浆纯度、降低白糖色值、混浊度、减少二氧化硫残留有显著作用。
图1为本实用新型实施例提供的硫熏中和辅助反应塔的结构示意图图2为本实用新型实施例提供的硫熏中和辅助反应塔的A-A剖面图图3为本实用新型实施例提供的硫熏中和辅助反应塔的液位控制装置的结构框图图4为本实用新型实施例提供的硫熏中和辅助反应塔的液位控制装置的细化结构框图图中序号和各部分结构及名称如下:I为罐体,2为硫熏中和反应器,3为散气管,4为导流泵，5为导流管,6为液位变送器，7为出汁管，8为变频出汁泵，9为备用变频出汁泵。
具体实施方式
以下结合附图具体说明本实用新型如图1 图 4所示:硫熏中和辅助反应塔包括圆柱型的罐体1、硫熏中和反应器2、散气管3、出汁管7、变频出汁泵8和液位控制装置，所述的液位控制装置包括液位检测器、液位控制模块和变频器；所述的液位检测器与罐体I相连通，用来检测罐体I内的液位，并将液位信息传递至液位控制模块；所述的液位控制模块预设限定值，根据接收到的液位信息与限定值的差异，输出相应的控制信号至变频器；所述的变频器根据液位控制模块的控制信号，控制变频出汁泵8的转速；所述的变频出汁泵8通过出汁管7与罐体I连通。实施例1如图f图3所示，所述的液位控制装置包括液位检测器、液位控制模块和变频器；所述的液位检测器通过管道与罐体I相连通，用来检测罐体I内的液位，并将液位信息传递至液位控制模块；所述的液位控制模块预设限定值，根据接收到的液位信息与限定值的差异，输出相应的控制信号至变频器；所述的变频器根据液位控制模块的控制信号，控制变频出汁泵8的转速；所述的变频出汁泵8通过出汁管7与罐体I连通；运用此设备进行的硫熏中和方法步骤如下:a、经过了硫熏加灰之后的蔗汁通过硫熏中和反应器2进入罐体I内，液位随着蔗汁的流入不断上升,液位检测器开始检测罐体I内的液位,传输液位信息至液位控制模块；b、液位控制模块接收到液位信息后，与预设的限定值进行比较计算，根据液位信息与限定值的差异，输出相应的控制信号至变频器；C、变频器根据液位控制模块的控制信号输出相应的变频泵运行频率，控制变频出汁泵8的运行速度,从而控制蔗汁从出汁管输出的流量大小。实施例2如图广图4所示，所述的液位检测器为液位变送器6 ;液位控制模块包括PID调节器。所述的液位变送器6检测罐体I内的液位高度信息，并将液位高度信息转换为模拟电流信号传递至PID调节器；所述的PID调节器预设限定值，将接收到的模拟电流信号进行A/D转换成为液位数字信号，与限定值进行差值运算，再经D/A转换成为电流信号传输至变频器；所述的变频器根据PID调节器输出的电流信号调节频率输出，控制变频出汁泵8的转速；运用此设备进行的硫熏中和方法步骤如下:a、经过了硫熏加灰之后的蔗汁通过硫熏中和反应器2进入罐体I内，液位随着蔗汁的流入不断上升,液位变送器6检测罐体I内的液位信息，并将液位数值信息变换为模拟电流信号传递至PID调节器；b、所述的PID调节器接收到液位信息后，将接收到的模拟电流信号进行A/D转换成为液位数字信号，与限定值进行差值运算，再经D/A转换成为电流信号传输至变频器；C、变频器根据PID调节器的电流信号，控制变频出汁泵8的运行，从而控制蔗汁从出汁管输出的速度。实施例3如图f图4所示，在实施例2的基础上，对液位控制模块进行了进一步优选，液位控制模块中增加了变频泵控制电路。所述的变频泵控制电路用于控制变频出汁泵8的开启或关闭。该方法包括以下步骤:a、经过了硫熏加灰之后的蔗汁通过硫熏中和反应器2进入罐体I内，液位随着蔗汁的流入不断上升，液位变送器6检测罐体I内的液位信息，并将液位信息变换为模拟电流信号传递至PID调节器；b、所述的PID调节器接收到液位信息后，将接收到的模拟电流信号进行A/D转换成为液位数字信号，与限定值进行差值运算，再经D/A转换成为电流信号传输至变频器；C、变频器根据PID调节器的电流信号，控制变频出汁泵8的运行，从而控制蔗汁从出汁管流出的速度；d、当液位数值信号高于上限值时，PID调节器发出液位过高信号至变频器，变频器控制变频出汁泵8全速运行，直到液位数值信号低于上限值时，重复步骤b和c的过程；e、当液位数值信号低于下限值时，PID调节器发出液位过低信号至变频器，由变频泵控制电路关闭变频出汁泵8 ;直到液位数值信号高于下限值时，由变频泵控制电路开启变频出汁泵8，重复步骤b和c的过程。实施例4在上述各实施例中的液位控制模块上增加报警器；当液位数字信号高于上限值或低于下限值时，由液位控制模块发出报警信号至报警器，控制报警器发出警报。实施例5实施例2与实施例3中所述的PID调节器为数字型控制器，PID调节器的输入输出类型都可通过设置参数来改变，考虑到抗干扰性，将输入输出类型都设定为Γ20πιΑ电流类型。以PID调节器构成的调节系统，液位的给定值由PID调节器的面板设定，液位差压传感器将实际的压力变换为Γ20πιΑ的压力反馈信号，并送入PID调节器的输入端。PID调节器将输入的模拟电流信号经数字滤波、A/D转换后变为数字信号，一方面作为实际压力值显示在面板上，另一 方面与给定值作差值运算；偏差值经数字PID运算器运算后输出一个数字结果，其结果又经D/A转换后，在PID调节器的输出端输出Γ20πιΑ的电流信号去调节变频器的频率，变频器再驱动变频出汁泵8，改变输送蔗汁的流量使液位上升或下降。当实际液位值小于给定值时，PID调节器衰减输出12 4mA的电流信号，变频出汁泵8减速运行使液位逐渐上升至限定值；当实际液位大于给定值时，PID调节器递增输出12^20mA的电流信号，变频出汁泵8加速运行使液位逐渐下降至限定值，变频器频率也稳定在某个频率附近，稳定蔗汁的输送流量。实施例6如图1所示,上述各实施例的方案均可在硫熏中和辅助反应塔中设置导流泵4和导流管5，用于促进罐体I内硫熏加灰后蔗汁的混合；所述的导流管5由位于同一水平面的两段管连接组成，位于罐体I中部，导流泵4安装于两段管的连接处，两段管相对于连接处的另一端分别以切线与罐体I的两侧相连接，与罐体I的内壁连通；导流泵4通过从两段管中的一段中抽出中和汁，再输送至另一段中，使反应器内的中和汁产生旋流，并且该旋流局限于一个水平面上，避免了发生与上层刚进入罐体I的蔗汁混合的问题，促进蔗汁混合得更加均匀，使得中和反应完全。实施例 7本实用新型经试验，清混汁纯度差达到2.6AP，大幅度减少了废蜜损失，对提高产品质量和煮炼回收率有显著帮助，实验结果见下表:表权利要求1.一种硫熏中和辅助反应塔，包括圆柱型的罐体(I)、硫熏中和反应器(2)、散气管(3)、出汁管(7)、变频出汁泵(8)和液位控制装置； 所述的液位控制装置用于检测罐体(I)内的液位信息，根据液位信息控制变频出汁泵(8)的运转速度，从而控制罐体(I)内的液位； 所述的变频出汁泵(8 )通过出汁管(7 )与罐体(I)连通。
2.如权利要求1所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于:所述的液位控制装置包括液位检测器、液位控制模块和变频器； 所述的液位检测器与罐体(I)相连通,用来检测罐体(I)内的液位,并将液位信息传递至液位控制模块； 所述的液位控制模块预设限定值，根据接收到的液位信息与限定值的差异，输出相应的控制信号至变频器； 所述的变频器根据液位控制模块的控制信号，控制变频出汁泵(8)的转速。
3.如权利要求2所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于:所述的液位检测器为液位变送器(6);所述的液位控制模块包括PID调节器； 所述的液位变送器(6)检测罐体(I)内的液位高度信息，并将液位高度信息转换为模拟电流信号传递至PID调节器； 所述的PID调节器预设限定值，将接收到的模拟电流信号进行A/D转换成为液位数字信号，与限定值进行差值运算，再经D/A转换成为电流信号传输至变频器； 所述的变频器根据PID调节器输出的电流信号调节频率输出，控制变频出汁泵(8)的转速。
4.如权利要求2所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于:所述的液位检测器为差压变送器、磁翻板液位计、玻璃管式液位计、玻璃板式液位计、电动浮球液位计、电动浮筒液位计、磁致伸缩液位计、超声波液位计、投入式液位变送器中的一种。
5.如权利要求3所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于: 所述的液位控制模块还包括变频泵控制电路，用于控制变频出汁泵(8)的开启或关闭； 所述的PID调节器还预设有上限值和下限值； 当液位数值信号高于上限值时，PID调节器发出液位过高信号至变频器，变频器控制变频出汁泵(8)全速运行，直到液位数值信号低于上限值时，整个液位控制模块恢复原来的控制方法，即根据液位数字信号与限定值的差值换算结果来控制变频出汁泵(8)的运转； 当液位数值信号低于下限值时，PID调节器发出液位过低信号至变频泵控制电路，由变频泵控制电路关闭变频出汁泵(8);直到液位数值信号高于下限值时，变频泵控制电路开启变频出汁泵(8)，整个液位控制模块恢复原来的控制方法，即根据液位数字信号与限定值的差值换算结果来控制变频出汁泵(8)的运转。
6.如权利要求1 5任何一项所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于:所述的罐体Cl)高度和直径比为1.5 6:1。
7.如权利要求6所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于:所述的罐体(I)高度和直径比为3.5:1。
8.如权利要求1 5任何一项所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于:还包括导流泵(4)和导流管(5);所述的导流管(5)由位于同一水平面的两段管连接组成，并位于罐体(I)中部；两段管分于导流泵(4)两侧，并以切线与罐体(4)内壁相连通。
9.如权利要求6所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于:还包括导流泵(4)和导流管(5);所述的导流管(5)由位于同一水平面的两段管连接组成，位于罐体(I)中部，导流泵(4)安装于两段管的连接处，两段管相对于连接处的另一端分别以切线与罐体(I)的两侧相连接，与罐体(I)的内壁连通。
10.如权利要求1 5任何一项所述的硫熏中和辅助反应塔，其特征在于:还包括一组或者一组以上的备用变频出汁泵(9)，通过出汁管(7)与罐体(I)连通；备用变频出汁泵(9)与变频器连接，受变频器控 制。
专利摘要本实用新型旨在提供一种硫熏中和辅助反应塔，本实用新型所述的硫熏中和辅助反应塔，包括圆柱型的罐体、硫熏中和反应器、散气管、出汁管、变频出汁泵和液位控制装置。本实用新型克服了目前糖厂中和反应装置的缺陷，解决了硫熏加灰后的蔗汁化学反应不充分的问题，能够大大增加了硫熏加灰后蔗汁在反应塔中的停留时间，提升了蔗汁的均匀性，使中和汁的反应更加充分，对提高糖浆纯度、降低白糖色值、混浊度、减少二氧化硫残留有显著作用。
文档编号C13B20/10GK203159629SQ201320183338
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者余彬, 薛原, 任光宋 申请人:南宁苏格尔科技有限公司