Способ автоматического управления процессом обжига в кипящем слое

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ о;оюз Советских Социалистицеских Реслублик(45) Дата опубликования описания 12,04.76(51) М. Кл. С 22 В 1/10 Гооударстоенный онтот Совета Инннотроо СССР по делам иэооротеннй н открытй(71) Заявители Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали сплавов и комбинат "Североникель"(54) СПОСОБ АВТОМАТИЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА В КИПЯЩЕМ СЛОЕ Изобретение относится к автоматическому управлению процессами обжига материалов в кипящем слое, например обжигав кипящем слое никелевого концентрата, и,может быть использовано в металлургиичерных и цветных металлов, в химическойпромышленности,Известен способ автоматического управления процессом обжига сульфидных материалов путем поддержания заданного температурного режима изменением потока загружаемого материала - смеси перерабатываемого концентрата и части возвращаемыхмелких фракций (пылей) в функции температуры кипящего слоя и концентрации 80 ов отходящих газах,Динамическая точность поддержания стабильного температурного режима обеспечивается одним управляющим воздействиемпо расходу загружаемой смеси и введениемкорректирующего воздействия по концентрации ЯОо в отходящих газах. Однако этотспособ регулирования обжига не позволяетустойчиво управлять процессом обжига соспеканием (укруплением) твердых частиц и полным возвратом выносимых иэ кипящего слоя мелких фракций (пылей), так какдля спекания возвращаемых мелких фракцийнеобходимо поддерживать более высокуюконцентрацию жидкой (расплав енной) фазыв кипящем слое, которая принципиально изменяет динамические свойства кипящегослоя и не позволяет одним управляющимвоздействием по расходу загружаемой смеси 1 О одновременно поддерживать температурныйрежим процесса и управлять процессом спекания (укрупления) частиц,Кроме того, полный возврат мелких фра кций (пылей) на смешение с перерабатываемым концентратом так сильно снижает содержание (долю) окисляюшегося компонента, что тепла от обжига этого компонента оказываетсл недостаточно для автогенности20 процесс а Цель изобретения - обеспечение обжига в кипящем слое со спеканием частиц, воэвратом в процесс всех выносимых мелких фракций (пыли) при высоком извлечении25 целевых продуктов,3 Ддя этого измеряют температуру кипящего слоя и оценивают непосредственно иди по косвенным величинам содержание жид.кой (расплавленной) фазы в кипящем слое и осуществляют автоматическое управление температурой кипящего слоя при помощи двух управляющих воздействий - первого изменения расхода загружаемой шихты - смеси перерабатываемого материала и части возвращаемых мелких фракций (пылей) и второго - изменения расхода загружаемых в кипящий слой возвращаемых мелких фракций (пылей), причем формирование второго управляющего воздействия - расхода загружаемых в кипящий слой мелких фракций (пылей) осуществляют в зависимости от температуры кипящего слоя и измеренного непосредственнЬ иди оцененного ло косвенным величинам содержания жидкой (расплавленной) фазы в кипящем слое. Номинальный уровень температуры кипяшего слоя, формирсвание управляющего воздействия по расходу загружаемых в кипящий слой мелких фракций (пылей) и рвспредел(ние возвращаемых мелких фракций (пылей) между первым управляющим воздей( твием - расходом с шихтой, зависящим от содержания мелких фракций (пылей) в шихте, и вторым - потоком, загружаемым в кипящий слой, корректируют в зависимости от запаса выносимых мелких фракций (пылей) и гидродинвмическогосос тояния кипящего слоя, которое оценивают по косвенным величинам (гранудометрическому составу, давлению под сводом, пульсациям давления дутья или коэффициенту теплопередачи).На чертеже представлена схема установки для реализации преддвгвемого снособа автоматического управления нв примере автоматического управления процессом обжига никелевых кочцентрвторов.Установка включает сгуститель 1, фильтр 2, бункер 3 дл.; шихты, печь 4 ддя обжига в кипящем слое, стояки 5 для охлаждения отходящих газов, циклон б, сборник 7 для пылей, улавливаемых в стояках и циклонах, электрофильтр 8 и бункеры 9 и 10 для складирования мелких фракций (пылей), выносимых из кипящего слоя и улав).иваемых в стояках, циклоне и электрофидьтре. Измерение запаса мелких фракций (пылей) в бункерах 9 и 10 прогзводят при ломоши датчиков 11 и 12, а оценку расхода мелких фракций (пылей) и расхода лерервбвтываемого материала, подаваемых в сгуститель 1, - лри помоши датчиков 13 и 14. Температуру клпяшеГо слоя измеряОт д, г 1 пком 15. ГидроЮ М 30 35 46 45 5 О 55 60 динамическое состояние кипящего слоя оценивают датчиком 16, а содержание жидкой (расплавленной) фазы - датчиком 17 иди устройством 18 для оценки содержания жидкой (рпспдавленной) фазы по косвенным величинам, например по концентрации О, измеряемой датчиком 19, пульсациям давления дутья 20, расходу дутья, измеряемому датчиком 21.Гитатели 22-24 служат для управления потоквми мелких фракций (пылей), подаваемых соответственно в сгустите)ь 1 нв смешение с перервбвтываемым материалом, в кипящий слой, в также потоком шихты, загружаемой в киляший слой. Установка также содержит регулятор25 соотношения с блоком звдатчика-корректора 26, регулятор 27 температурыкипящего слоя, включаюший блоки 28 и 29соответственно формирования расхода шихты и пыли, с блоком звдвтчикв-корректора 30, корректирующие устройстве 31 1 позапасу) и 32 (по гидродинзмическому состоянию).Способ осуществляется следуюшим образом.Цв основании предвчритедьных теуснологических исследований выбирают для определенного расхода дутья, измеряемогодатчиком 21, задание номинальной температуры кипящего слоя 1 подвваемое наблок звдвтчикв-корректора 30.Регулятор температуры 27, воздействуяна питвтели 23 и 24, поддерживает температуру кипяшего слоя нв заданном уровне.Для обеспечения устойчивости процессаслеквния (укрупнение) частиц в ки )яшемслое блок формирования 29 в зависимостиот содер. (алия жидкой (рвсплавденной Фазыизмеренного датчиком 17 или оцененногопо косвенным величинам при ломоши устройства 18. Формирует дополнительное управление потоком мелких фракций (пылей), загружаемых в кипящий слой так, чтобы обеспечить необходимое удавлю ание мелкихчастиц (пылей) в кипящем слое,Управление литвтел(.м 22 осуществляется регулятором соотношения 25, которыйвыдерживает заданное содержание мелкихфракции (пылей) в загружаемой ихте, Задание регулятору 25 задают в виде установки нв блок звдвгч)ка-корректора 23.Бвлвс ледких фракций (пылей) контролируется датчиками 11 п 12, позволяю)ци -ми олреиелягь зались мелких франц);и (пылей) в бункерах 9 л ) О,И)11 нйр) 11 е 1)11 111)й)(.с 1 11 еО 6 ход)1) корреКТ)11 опвТЬ ТС Х)1 ОЛО 1 111 еСЕ)1)1 )(., 11 1, 3 (1Устойчивость спекания (укрупнения) твердых частиц оценивают по состоянию гидродинамики кипящего слоя. Гидродинамика кипящего слоя может оцениваться, например, по гранулометрическому составу огарка, давлению под сводом, косвенно связанному с уносом пыли из кипящего слоя, пульсациям давления дутья, коэффициенту теплопередачи и т, д,Используя для оценки гидродинамического состояния кипящего слоя, например,"25 тому корректирующему устройству 31 задают запас мелких фракций (пылей), которыйнадо поддерживать для устойчивого управления процессом; при отклонении фактического запаса мелких фракций (пылей) от заданного корректирующее устройство 31 вводит корректирующие сигналы в блок задатчика-корректора 26 по содержанию мелких фракций (пылей) в загружаемой шихте и в блок задатчика-корректора 30, из- уменяя (корректируя) номинальный уровеньи формирование управляющих воздействийв блоке формирования 29. Корректирующиесигналы прекращают вводить после того,как установится запас мелких фракций 5(пылей) в бункерах 9 и 10 на заданномуровне; гранулометрический состав, оцениваемыйдатчиком 16, в корректирующем устройстве 32 сопоставляют информацию о гренулометрическом составе с заданным длявыбранного температурного режима и скорости дутья и вырабаываюткорректирующие сигналы, подаваемые на блоки задатчиков-корректоров 26 и 30 и регулятор 27,формула изобретенияСпособ автоматического управления процессом обжига в кипящем слое, включающий автоматическое регулирование температуры кипящего слоя путем изменения расхода загружаемой шнхты, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения спекания частиц в процессе обжига при полном возврате вынесенных мелких фракций, дополнительно формируют второе управляющее воздействие на загрузке мелких фракций в кипящий слой, причем расход нх меняют в зависимости от температуры кипящего слоя и содержания жидкой (расплавленной) фазы в нем, а температуру кипящего слоя и содержа,ние мелких фракций в шихте задают, ис. ходя из запаса мелких фракций и гидро- динамического состояния кипящего слоя.507660 Составитель Л, Долотовбутсов Техред О, Дуговая 1 орректорС жал Тираж 78 сударственного ирьщтета С элам изобретений и открытМосква, Ж, Рм шская Зак о писн нистров СССР фч,лвьл,";"1," ",1,1 т.: ", . Ужгороп, ул, Гагарина