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Esempio: produzione della pasta di fibre per l’industria cartaria

Gli elementi fondamentali sono

• Digester (digestore) The screened wood chips are put in large pressure cookers (di-

gesters) with a cooking liquor (recycled chemicals). As steam is added, the wood chips

are partially dissolved, leaving only fibers (pulp) and spent (recovered) cooking liquor.

• Brown Stock Washing/Screen Room - The pulp (now called brown stock) is washed

to remove the used cooking liquor. The used cooking liquor is sent to the Chemical

Recovery area for recycling and used again in the process. The brown stock undergoes

four stages of screening to remove uncooked wood and debris.

• Oxygen Delignification - Oxygen is used in two large pressure vessels to further remove

lignin, the glue that holds wood fibers together.

• Bleach Plant (Imbianchimento) - The pulp is gradually whitened in a multi-stage

process where elemental chlorine-free (ECF) bleaching chemicals are used under tightly

controlled conditions. Chlorine free pulp is better for the environment.

• Evaporators - Evaporators thicken the spent cooking liquor by evaporating water so

that the liquor can be easily burned. The water that evaporates is cooled and becomes

condensate.

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 16

Esempio: produzione della pasta di fibre per l’industria cartaria

• Recovery Boiler - The recovery boiler burns the thickened spent cooking liquor to pro-

duce steam and smelt (recovered chemicals in a molten state). The smelt is dissolved

and sent to recausticizing for further processing.

• Recausticizing - The dissolved smelt is further processed with lime to produce new

cooking liquor for use in the digesters.

Alcuni termini

• Black liquor: a byproduct of the paper production process that can be used as a source

of energy.

• Green liquor: the raw mill effluent that results from the pulping and/or bleaching

process in pulp and paper mills. Black liquor can be recovered from green liquor by

evaporation and membrane processing.

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 17

Esempio: Digester

liquor (water)

pulp (wood) zone weak

black

cook liquor

wood 4

chips

white

liquor

1 2

pulp white

3 liquor

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 18

Esempio: brown stock washers

liquor (or water)

pulp (or wood) 7

6

2 3 5

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 19

Esempio: oxygen tower

10

liquor (water)

pulp (wood) O 8

6 7

9

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 20

Esempio: bleach plant

8 bleached

pulp

storage hydroxide

tower tower

tower dioxide dioxide

bleach bleach

bleach chlorine chlorine

sodium

D E D

1 2

liquor (water)

pulp (wood)

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 21

Esempio: evaporators

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 22

Esempio: green liquor section

• →

Strong liquor recovery boiler

• → →

smelt dissolving tanks green liquor

• →

Green liquor clarifier

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 23

Esempio: recausticizer

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 24

Esempio: lime kiln section

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 25

Alcune considerazioni

Dagli esempi visti si può anticipare che il controllo di processi deve

• affrontare problemi legati alla modellistica

• rivolgere un’attenzione particolare alle prestazioni del sistema

• individuare schemi di controllo alternativi al puro feedback

• non trascurare i ritardi

• utilizzare al meglio le misure disponibili

• non sprecare risorse

• garantire il funzionamento dell’impianto nei suoi limiti di operatività

• studiare le interazioni tra i diversi sotto-sistemi che compongono il processo

• studiare i sistemi multivariabili (MIMO)

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 26

Possibile procedura

1. Studiare il sistema da controllare e ottenere informazioni iniziali sulle variabili di con-

trollo di interesse

2. Individuare un modello del sistema ed eventualmente semplificarlo (se necessario)

3. Scalare le variabili e analizzare il modello risultante

4. Scegliere le variabili controllate

5. Scegliere le variabili da misurare e da manipolare (sensori/attuatori)

6. Scegliere la configurazione del controllore

7. Decidere il tipo di controllore

8. Fornire le specifiche di controllo

9. Progettare un controllore

10. Verifica del soddisfacimento delle specifiche

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 27

Possibile procedura

• Simulare il sistema di controllo (computer o impianto pilota)

• Ricominciare dal passo 2, se necessario

• Scegliere l’hardware e il software per l’implementazione

• Validare e mettere a punto il controllore on-line

Problemi

• Molti impianti sono progettati senza tener conto del controllo

da Ziegler e Nichols (1943)

“In the application of automatic controllers,

it is important to realize that controller and process form a unit”

• passi 4 e 5 non sempre evidenti

• scelta della struttura del sistema di controllo

L. Lanari Controllo dei Processi (Università di Roma “La Sapienza”) – Introduzione 28


PAGINE

30

PESO

1.46 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria dei sistemi
SSD:
A.A.: 2009-2010

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Controllo dei processi e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Lanari Leonardo.

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