Способ управления процессом карбонизации угольно-смоляных гранул во вращающейся печи

(19) (11 О В 31/08, Р 2О 5 В 27/ОО 19/ НИЕ ИЗОБРЕТЕН ОПИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР 1( 494584, кл. Р 27 Э 19/00, 1974.Авторское свидетельство СССР 9 948880, кл. С 01 В 31/10, 1981о (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КАРБОНИВАЦИИ УГОЛЬНО-СМОЛЯНЫХ ГРАНУЛ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ(57) Изобретение относится к автоматизации процессов термического разложения углеродсодержащих материалов во вращающейся печи и может быть использовано в производстве активированного угля. Целью изобретения.является повышение выхода и качества готового продукта за счет повышения точности управления, Способ предусматривает определение сигнала,пропорционального значениям насыпной плотности абсолютно сухого исходного материала по значениям насыпной плот- ности и влажности исходного материала соответственно (датчики (Д) 8 и 9), задержку этого сигнала в зависимости от расхода исходного материала и частоты вращения барабана пе и, сравнение с текущим значениеМ насыпной плотности готового продукта (Д 16), корректировку результата сравнения по показанию Д 18 содержания летучих компонентов в готовом продукте и регулирование температуры в печи (Д 5) в зависимости от этого скорректированного значения. При достижении температурой в печи максимального значения уменьшают р ход исходного материала. 1 ил.ниОуиМюопмриеюИзобретение относится к автоматиации процессов термического разлоения углеродсодержащих материалов о вращающейся печи и может быть исп ользовано в производстве активирофанного угля.Цель изобретения " повьппение выада и качества готового продукта за чет повьпцения точности управления, ОНа чертеже приведена принциниальая схема реализации способа.Схема содержит печь 1, дозирующее стройство 2, задающее устройство 3, орректирующее устройство 4, датчик 5и регулятор 6 температуры в печи, електирующее устройство 7, датчикии 9 насыпной плотности и влажности сходного материала соответственно, ножительное устройство 10, сумматор 20 1, устройство 1 2 временной задержи,.датчик 13 частоты вращения бараана печи, вычислительное устройсто 14, сумматор 15, датчик 16 насып - ой плотности карбонизованного ма-. ериала, согласующее устройство 17, атчик 8 содержания летучих компо ентов в карбонизованном материале, корректирующее устройство 19, эадат"ик 20, Функциональное устройство1, сумматор 22, задатчик 23, ограниители 24 и 25 и согласующее устройтво 26.Способ осуществляют следующим об". азом, 35Исходный материал поступает в влечь 1 через дозирующее устройство 2, :адание которому устанавливается впадающим устройством 3 через корректирующее устройство 4, Температурный фежим карбонизации контролируется Датчиком 5, подключенным к регулятору б, который через селектирующее устройство 7 регулирует расход топлива и охлаждающего агента. 45Регулирующее воздействие для регу-лятора 6 температурного режима Формируется следующим образом, Дополнительно измеряется датчиком 8 насыпная плотность, а датчиком 9 - влажность исходного материала,Сигнал от датчика 8 насыпной плотности поступает на один из входов сумматора 11 и множительного устройства 10, а сигнал от датчика 9 влажности через множитепьНое устройство 10 поступает на дру ой вход сумматора 1 1, На выходе сумМатора 11 реализуется сигнал вида1 с им . 1" исх ( 1) э где - насыпная плотность абсолютно сухого исходногоматериала;1 и - насыпная плотность исходного материала, содержащего некоторое количество влаги;- влажность исходного материала.Далее сигнал сравнивается со значением насыпной плотности карбонизованного материала на выходе из печи,так как по разности этих сигналовможно судить о степени карбонизации,Дпя того, чтобы учесть транспортноезапаздывание материала при прохождении его через печь, сигнал сравненияпосле сумматора 11 задерживается вустройстве 12 временной задержки, ко.торое Формирует сдвиг сигнала навремя, определяемое вычислительнымустройством 14 по сигналам датчика13 частоты вращения барабана печи 1и весового устройства дозатора 2,Уравнение, реализуемое вычислительным устройством 14, имеет видполинома второй степени:у=а, +ах, +ах, +ах +г+ а,х,где у - отклик, характеризующийвремя пребывания материала в барабане печи;.х, - Фактор, характеризующийвеличину загрузки материалав барабан печи;хг - Фактор, характеризующийчастоту вращения барабанаг.Фа; - коэФФициенты, величина изнак которых зависят отконструктивных особенностейконкретного аппарата,Сигнал после устройства задержкипоступает на один из входов сумматора 15, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный значению насыпной плотности карбонизованного материала, На третий входсумматора 15 поступает сигнал отдатчика 18 содержания летучих компонентов в карбонизованном материале,который корректирует изменение насыпной плотности материала в процессетермообработки в зависимости от текущего и заданного значения содержаниялетучих компонентов. Причем коррекцию можно осуществлять периодическипо результатам экспрессных анализовсодержания летучих компонентов в карбонизованном угле через корректирующее устройство 19. С выхода сумматора 15 сигнал поступает на сумматор 22, на этот же сумматор поступает сигнал о величине загрузки исходного материала в печь от дозирующего устройства 2 через функциональное устройство 21, которое формирует состав О ляющую сигнала задания для регулятора 6 температурного режима в зависимости от величины загрузки материала в печь.Функциональное устройство 21 фор мирует сигнал на основе регрессионного уравненияу=К +КХ, +КХ +КХХВ данном уравнении величина у явфляется заданной, а значение Х, (тем- . пература процесса карбонизации) вычисляется по формулеХ - Ка - КХК, +КХЗадатчик 23 служит для установки уровня комплексного сигнала задания длярегулятора б температурного режима. Если сигнал на выходе сумматбра 30 22 не превышает предельно допустимой для температурного режима величины задания, то сигнал через устройство 24 ограничения поступает на регулятор 6. Сигнал с вьмода сумматора 22 поступает также на выход другого ограничителя 25, который начинает про-. пускать сигнал после начала ограничения сигнала на ограничителе 24, В случае, если сигнал задания для регу О лятора б превышает установленное значение, на выходе устройства возникает сигнал, который через согласующее устройство 26 и сумматоруменьшает задание дозатору 2 загруз ки.При уменьшении загрузки уменьшается общее выделение летучих компонентов, которые при сгорании оказывают сильное влияние на температурный ре О жим в печи карбонизации.П р и м е р, Управление процессом карбонизации осуществляется следующим образом. При отклонении температурного режима, например, в сторону увеличения температуры регулятор б через селектирующее устройство 7 сначала уменьшает расход топлива в печь и, если температура не снизилась до заданного уровня, увеличивает расход охлаждающего агента, При увеличении, например, загрузки исходного материала в печь на выходе функционального устройства 21 изменяется сигнал пропорционально члену Х,Хь) линейного регрессионного уравнения, которое адекватно описывает процесс карбонизации:у = К+ К,Х, + К,Х, + К Х,Х где у - регулируемый параметр (содержание летучих компонентов в карбониэованном материале или изменение насыпной плотности в процессекарбонизации);Х, - температура процесса карбонизации;Х - расход материала в печи;К - коэффициенты .регрессии.Изменения сигнала на выходе функционального устройства 21 через сумматор 22 и ограничитель 24 приводят к повышению задания регулятору 6 температурного режима. Последний повышает температуру процесса до такого значения, при котором новой величине загрузки исходного материала в барабан соответствует заданное значение содержания летучих компонентов в карбонизованном материале или его насыпной плотности.При увеличении, например, насыпной плотности карбониэованного материала, что соответствует снижению степени карбониэации материала, на выходе сумматора 15 появляется сигнал рассогласования, который через согласующее устройство, сумматор 22 и ограничитель 24 увеличивает задание регулятору температурного режима. При повышении температуры процесса карбонизации увеличивается выход летучих из материала и происходит уменьшение его плотности. Если увеличилась насыпная плотность исходного материала, а насыпная плотность карбонизованного материала не изменилась, что может наблюдаться при изменении параметров, характеризующих свойства исходного материала, на выходе сумматора 15 появляется сигнал рассогласования,который через устройства 20, 22 и 24 уменьшает задание регулятору температурного режима. В этом случае насыпная плотность карбонизованногоИспользование предлагаемого способа управления процессом карбонизации во вращающейся печи обеспечивает повышение качества готового продукта за счет повышения точности иравления и увеличения выхода готово,го продукта за счет поддержания оптимального Режима при максимально возможных загрузках исходного материала.,Формула изобретения Способ управления процессом карбонизации угольно-смоляных гранул во вращающейся печи, включающий регулирование температуры в печи изменениСоставитель Г.Огаджанов Техред М.Ходанич Корректор И,Муска Редактор Н,Бобкова Заказ 5604/19 Тираж 446ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 14 материала увеличивается до установ"пения заданной разности между насыпой плотностью исходного и карбониованного материалов. Если, например, увеличилось содержание летучих компонентов в карбонизованном материа е, то задатчиком 20 увеличивают заданную разность между насыпной плотостью исходного и карбонизованного продуктов. Н этом случае на вы- ходе сумматора 15 возрастает сигнал, который увеличивает задание регулятору 6 температурного режима, В слуае, если сигнал задания регулятору 6 температурного режима превышает уровень ограничения, установленныйа ограничителе 24, то на выходе ограничителя 25 появляется сигнал, который уменьшает задание доэатору 2 исходного материала в печь, Приуменьшении загрузки уменьшается выделение летучих компонентов, следовательно, уменьшается общее количество тепла на нагрев материала, температура уменьшается. 35534 6ем подачи топлива и охлаждающегоагента в печь, расхода исходного материала, измерение частоты вращения барабана печи и содержания летучих компонентов в карбониэованномматериале, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения выходаи качества готового продукта за счет 10 повышения точности управления, дополнительно измеряют насыпную плотностьи влажность исходного материала и насыпную плотность карбониэованногоматериала, по измеренным значениям 15 насыпной плотности и влажности исходного материала определяют значение насыпной плотности абсолютно сухого исходного материала, корректируют его значение в зависимости от 20 расхода исходного материала и частоты вращения барабана печи, по измеренному значению расхода исходногоматериала и заданному значению содержания летучих компонентов в карбони эованном материале Рассчитывают тем"пературу процесса карбониэации, вычисляют величину отклонения между измеренным и заданным значениями содержания летучих компонентов в карбони- ЗО зованном материале и между измеренным значением насыпной плотности карбонизованного материала и скорректированным значением насыпной плотности абсолютно сухого исходного матеЗ 5 риала, корректируют температуру в печи пропорционально этим вычисленнымвеличинам отклонения и рассчитанному значению температуры процесса карбониэации, сравнивают температуру в 40 печи с заданным граничным значениеми при достижении температурой в печизаданного граничного значения уменьшают расход исходного материала доснижения температуры в печи,