Способ автоматического управления процессом мокрого измельчения

(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторинститут по автоматизации предптий промышленности строительныхтериалов(56 ) 1. Дуда В. Цемент. М., Стройиздат, 1981, с. 337-339.2, Авторское свидетельство СССРР 405593, кл. В 02 С 25/00, 1973(прототип),(54) (57) 1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ, включающий стабилизацию вязкости готового продукта по сигналу,характеризующему состояние процесса в зоне шламообразования, и,посигналу вязкости, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют влажность шлама, усредняют ее на интервале времени и изменяют расход разжижителя в мельнйцу, причем изменение расхода разжижителя в мельницу осуществляют до достижения усредненной влажностью минимального значения.2Способ по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что интервал времени, на котором усредняют значения влажности шлама, составляет период, не меньший чем в два интерР вала временирохождения через мельницу твердого компонента шихты, имею щего наименьшую скорость продвижения.0 Изобретение относится к управлению процессами мокрого измельчения с использованием жидких компонентов и может найти применение нцементном, горно-металлургическом,химическом и иных производствах.Известен способ управления процессом измельчения, включающийвведение разжижителей в цементныйсырьевой шлам для снижения его влажности,Величина добавки разжижителя определяется в соответствии с расходом цементного шлама, Концентрацияразжижителя подбирается экспериментально для каждого иэмельчаемогоматериала13Недостатком указанного способаявляется то, что он не учитываетвозможности изменения физико-механических свойств шлама и раэжижителя в процессе измельчения, т.е. величина концентрации разжижителя наединицу веса шлама все время поддерживается постоянной. Вследствие этого указанный способ не являетсядостаточно эффективным, в некоторых 25случаях эффект от введения раэжижи-,теля отсутствует полностью, так каккаждый разжижитель характеризуется оптимальной концентрацией, превышение или уменьшение которой ведет 30к росту вязкости шлама.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ автоматического управленияпроцессом мокрого измельчения, нключающий стабилизацию вязкости готового продукта, по сигналу, характеризующему состояние процесса в зоне шламообраэования и по сигналувязкости Г 23.40Недостатком известного способаявляется то, что он не учитываетвозможности уменьшения влажностишлама эа счет введения разжижителяпри стабилизации вязкости на заданном уровне. Внедрение способа позволило сократить влажность шламана 2,5, однако, при его созданиине учитывалась воэможность химического обезвоживания. Применение раэжижителей (н настоящее время онииспользуются не менее чем на 20предприятиях) накладывает на существующий способ новые требования, которые должны обеспечить необходимую точность дозировки разжижителя 55с учетом изменения химических и физических свойств измельчаЕмого материала и разжижителя и привестик уменьшению влажности готовогошлама при поддержании заданного значения вязкости шлама.Цель изобретения - поньпаение точности управления.Эта цель достигается тем, что согласно способу антоматического управ ления процессом мокрого измельчения, включающему стабилизацию вязкости готового продукта по сигналу, характеризующему состояние процесса н зоне шламообразонания, и по сигналу вязкости, измеряют влажность шлама, усредняют ее на интервале нремени и изменяют расход разжижителя в мельницу, причем изменение расхода разжижителя в мельницу осуществляют до достижения усредненной влажностью минимального значения.Кроме того, интервал времени, на котором усредняют значения влажности шлама, составляет период, не меньший чем два интервала времени прохождения через мельницу твердого компонента шихты, имеющего наименьшую скорость продвижения.Сущность способа заключается в следующем.При стабилизации вязкости шлама определяют усредненную влажность шлама и изменяют расход разжижителя в мельницу до достижения усредненной влажностью минимального значения, Усреднение влажности производят на интервале не менее чем дна интервала времени прохождения твердого компонента через объект, имеющего наименьшую скорость продвижения, т.р согласно предлагаемому способу при постоянной вязкости готового продукта проводят экстремальный поиск минимальной влажности путем изменения расхода разжижителя н мельницу. При этом, если в результате предыдущего увеличения расхода раэжижителя произошло уменьшение влажности, то расход раэжижителя увеличивают, при увеличении влажности расход разжижителя уменьшают. В случае, если в результате предыдущего уменьшения расхода раэжижителя произошло уменьшение влажности, то расход разжижителя уменьшают, а при увеличении влажности расход разжижи-. теля увеличинают.При мокром измельчении материалов, например, н цементном производстве одним из показателей качества шлама на выходе мельницы служит его вязкость, в то время, как на последующей стадии технологического процесса качество шлама оценивается уже не по вязкости, а по влажности. Использование вязкости как показателя качества управления процессом измельчения вызвано тем, что регулирование процесса измельчения по влажности осуществить невозможно. Для рассматринаемых процессов минимальная влажность шлама определяется такой вязкостью, при которой еще сохраняется транспортабельность шлама. В настоящее время на отечественных и зарубежных заводах к цементному сырьевому шламу стали добавлять50 различные раэжижители, которые позволяют получить более текучий шлам. Это является следствием того, что ионы и молекулы разжижителя адсорбируются на поверхности частиц в шламе, предотвращая тем самым агломе рацию частиц и снижая внутреннее трение между ними.Эффективность раэжижителя существенно зависит от его физико-химических свойств, при этом каждый разжижитель характеризуется оптимальной концентрацией, превышение которой ведет к повышению вязкости шлама. Кроме того, вследствие изменения физико-химических свойств иэмель 15 ченного материала зависимость между расходом разжижителя и вязкостью шлама постоянно дрейфует. Поэтому оптимальный расход разжижителя не может быть вычислен один раз однозначно и должен определяться постоянно в процессе управления измельчени ем. Количество раэжижителя должно быть таким, чтобы полностью покрыть монослоем всю вновь образованную поверхность измельчаемого матерна ла, в этом случае вязкость готового шлама будет наименьшей. Уменьшение расхода разжижителя ведет к понижению эффекта от его введения. Повышение расхода приводит к склеива нию между собой частиц, которые покрываются избыточными слоями разжижителя. Введение оптимального количества разжижителя в мельницу согласно предлагаемому способу при ста билиэации вязкости вызывает уменьшение расхода воды в мельницу, что приводит к уменьшению влажности шлама.На фиг. 1 приведена структурная 40 схема устройства для реализации предлагаемого способа, на фиг.2 представлен график зависимости между вязкостью шлама и расходом разжижителя.45Техническая реализация способа управления процессом мокрого измельчения с вводом разжижителя может быть осуществлена, например, следующим образом (фиг 1). Измельчение материала производится в мельнице 1. В агрегат подают твердый компонент, воду и разжижитель. Стабилизация вязкости готового продукта осуществляется по сигналу вязкости на выходе мельницы, измеряемой датчиком 2, и по сигналу, характеризующему состояние процесса в зоне шламообраэования, измеряемому датчиком 3. Расход воды определяется регулятором 4 в соответст вии с заданием, задаваемым задатчиком 5 и расходом воды в мельницу, измеряемому датчиком 6 расхода воды. Подача воды в мельницу производится исполнительным механизмом 65 регулирующего органа 7 расхода воды. Исполнительным механизмом регулирующего органа 8 устанавливают некоторый минимальный расход разжижителя в мельницу. Ввод разжижителя приводит к тому, что шлам на выходе мельницы становится медее вязУ ким. Контур стабилизации вязкости шлама выдает управляющее воздействие на уменьшение расхода воды. А это приводит к тому, что на следующем цикле управления получают шпам с заданной вязкостью и пониженной влажностью, измеряемой датчиком 9 и усредняемой фильтром 10, поскольку расход воды был уменьшен. Так как влажность шлама уменьшилась, экстремальный регулятор 11 расхода раэжижителя выдает управляющее воздействие на увеличение расхода раэжижителя. Увеличение расхода разжижителя вновь позволяет уменьшить вязкость, что ведет к уменьшению расхода воды, а следовательно, к уменьшению влажности шлама. Однако известно, что зависимость между расходом разжижителя и вязкостью шлама носит экстремальный характер.Увеличение расхода разжижителя приводит в конечном итоге к тому, что вязкость шлама повышается, с левой ветви экстремальной характеристики осуществляется переход на правую ветвь (фиг. 2). При увеличении вязкости контур стабилизации вязкости выдает управляющее воздействие на увеличение расхода воды, а отсюда происходит повышение влажности. Таким образом, увеличение расхода разжижителя вызывает увеличение влажности шлама. В этом случае экстремальный регулятор выдает управляющее воздействие на уменьшение расхода разжижителя. уменьшение расхода разжижителя производится до тех пор, пока это уменьшение не приводит к росту вязкости, т.е. осуществляется.переход с правой ветви экстремальной характеристики на левую, а отсюда, вследствие стабилизации вязкости, к увеличению влажности. В этом случае вырабатывается управляющее воздействие на увеличение расхода разжижителя. Таким образом, регули-, рование расхода разжижителя проиэво,.: дится в режиме поиска и осуществляется до достижения влажностью минимального значения.Определение влажности материала может производиться либо датчиком влажности материала, либо, при отсутствии последнего, по отношению расхода воды в мельницу к расходу твердого компонента с учетом влажности твердого и разностивремени прохождения твердых и жидких компонентов по мельнице.. Редактор О. Буги 1414/6 Тираж 616 По ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж,:,Раушская наб., д.Заказ сное филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Усреднение измеряемых значений влажности производится для того, чтобы исключить возможность появления случайных возмущений. Период, определяемый в интервал времени, не меньший чем два интервала времени прохождения через мельницу твердого компонента, обусловлен Физикой действия ионов разжижителя на по- верхность твердых кристаллов, которая раскрывается при ударном действии шаров, Расчет производят по времени прохождения твердого материала, поскольку он имеет скорость продвижения через мельницу, меньшую, чем скорость воды. Кроме того, 15 указанный интервал времени позволит отделить возмущения, возникающие при изменении расхода и свойств твердых компонентов, от возмущений, возникающих при изменении расхода 2 О разжижителя в мельницу.Технико-экономические преимущества способа заключаются в том, что использование предлагаемого способа позволит понизить влажность шлама ; 25 при сохранении заданной вязкости. Понижение влажности шлама приводит к росту производительности печи и снижению энергетических затрат на выпаривание излишней влаги. Минималь-,ное понижение влажности за счетвведения разжижителя составляет 3,Рациональное введение разжижителя позволит снизить влажность алама при заданной вязкости в среднемна 5-6.Кроме того, введение разжижителейимеет и побочный эффект. Он служиттакже и интенсификатором помола шлама. Разжижитель снижает агломерациючастиц между собой, устраняет налипание материала на шары, что повышает их ударное действие, При этомпроизводительность мельниц такжевозрастает.Вещества, применяемые в качестверазжижителей цементного шлама, являются либо отходами химическогопроизводства (щелочные электролиты),либо отходами пищевого производства(поверхностно-активные органическиевещества в настоящее время в других отраслях промышленности не используются, а подвергаются утилиза;ции,Реализация способа позволит без значительных дополнительных затрат понизить энергоемкость процесса обжига, повысить производительность печи и мельниц.