Способ управления процессом восстановления алунитовой руды

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. КлВ 01 Т 8/24а 05 О 27/00С 22 В 1/10 с присоединением заявки йо Государстаеииый комитет СССР по аелаи изобретений и открытий(71) Зайвители Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт Цветметавтоматика и Кировобадский алюминиевый завод(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ АЛУНИТОВОЙ РУДЫЭтот способ не может быть использован для управления процессом вос становления алунитовой руды, предусматривающим применение в качест.ве восстановителя элементарной серы, поскольку концентрация сернистого газа в отходящих газах не характеризует качество процесса восстановления, вследствие того, что сернистый гаэ выделяется как при восстановлении руды, так и при окислении восстановителя, например серы, кис Изобретение относится к производ ству глинозема иэ алунитов в цветной металлургии и может быть использовано для управления процессом восстановления алунитовой руды в аппара 5 тах с псевдоожиженньм слоем,Известны способы управления процессами обжига в псевдоожиженном слое рудных материалов, используемые в металлургии. К ним относится способ автоматического регулирования температурного режима обжига сульфидных материалов, По этому способу расход загружаемой руды изменяют в зависимости от температуры и изме нения содержания сернистого газа в отходящих газах (1. 2Глородом дутья в слое руды и надслоевом пространстве,Известен также способ управленияпроцессом обжига цинковых концентратов в кипящем слое, по которомурасход кислородсодержащего дутья,подаваемого в слой руды, стабилизируют, расход загружаемого материалаизменяют в зависимости от температуры 2).Такой способ не может быть использован для управления процессом восстановления алунитовой руды, так кактемпература, отрегулированная изменением подачи руды, не характеризует условия протекания процесса восстановления, Поскольку в слой рудыподается как кнслородсодержащеедутье, так и восстановитель тепловые потери компенсируются выделением тепла при частичном окислениивосстановителя (серы) кислородомдутья, возможны режимы, ч которыхпри заданной температуре весь восстановитель окнслен и руда не восстанавливается,Наиболее близким к описываемомуизобретению по технической сущностиявляется способ управления процессом восстановления сурьмы в кипящемслое, предусматривающий контрольрасхода топлива (угля) и кислородсодержащего дутья, подаваемых в слойруды, контроль температуры в надслоеном пространстве аппарата, регулирование температуры в слое рудыизменением расхода загружаемой руды,,регулирование расхода топлива в зависимости от концентрации окиси углерода в отходящих газах, стабилизацию расхода кислородсодержащегодутья, подаваемого в слой руды, Приэтом окись углерода образуется врезультате окисления топлива кислородом дутья и является восстановителем 31,Такой способ управления позволяет поддерживать концентрацию восстановителя и температуру в слоеруды, при которых достигается требуемая степень восстановления руды,Однако при восстановлении алунитовой руды элементарной серой выносимую из слоя серу окисляют в надслоевом пространстве аппарата, для чегоподают в верхнюю часть аппарата дополнительный поток кислородсодержащего дутья. Поэтому концентрациявосстановителя в отходящих газахравна нулю, что не позволяет использовать известный способ для этогопроцесса.Целью изобретения является интенсификация процесса, повышение выхода окиси алюминия и сернистого ангидрида.Поставленная цель достигаетсятем, что расход кислородсодержащегодутья, подаваемого в слой, регулируют в зависимости от температурыв слое руды, расход восстановителяподдерживают пропорциональным расходам алунитовой руды и кислородсодержащего дутья, подаваемых в слой,расход кислородсодержащего дутья, подаваемого в надсЪоеное пространство,стабилизируют, причем задание порасходу дутья определяют в зависимости от изменения температуры внадслоевом пространстве так, чтобыувеличению расхода дутья относительно задания соответствовало отрицательное приращение температуры внадслоевом пространстве,Иэббретение поясняется чертежом.Устройство содержит контуры стабилизации расхода кислародсодержащего дутья, подаваемого в слой руды,находящейся в аппарате 1, состоящегоиз датчика 2 расхода, регулятора 3и исполнительного устройства 4, Контур стабилизации расхода восстановителя состоит из датчика 5 расхода, регулятора б и исполнительногоустройства 7. Контур стабилизациирасхода кислородсодержащего дутья,подаваемого в надслоевое пространство, состоит иэ датчика 8 расхода,регулятора 9, исполнительного устройства 10 и задатчика 11, Конту регулирования температуры кипящего слоя состоит. из датчика 12 температуры, регулятора 13 и задатчика 14.Контур контроля температуры в над слоеном пространстве состоит нздатчика 19 температуры и регистратора 16, Контур поддержания расхода восстановителя состоит из сумматора 17, задатчика 18 расхода алунитовой руды и двух устройств 19 и 20 уможения,Способ осущестнляется следующимобразом.Сигналы от датчика 12, измеряющего температуру н слое руды, и задатчика 14 поступают на вход регулятора 13, который в зависимости от изменения температуры в слое относительно заданной Формирует величину задания для регулятора 3 расхода 20 кислородсодеожащею дутья, подаваемого н аппарат для частичного окисления восстановителя, Выделяемое поиокислении восстановителя тепло изменяет тепловой баланс слоя, что пои 25 водит к изменению температуры слоя, воспринимаемой датчиком 12. Выходнойсигнал датчика 2, характеризующий значение мгновенного расхода кислородсодержащего дутья, подается нЗО устройство 19, где умножается на коэфФициент пропорциональности между расходом дутья и восстановителя, азатем в сумматор 17. На второй входсумматора 17 поступает сигнал отзадатчика 18, предварительно умноженный в устройстве 20 на коэффициент пропорциональности между расходом руды и расходом восстановителя,При изменении, например уменьшения температуры в слое рудй относительно заданного значения, регулятор 13 увеличивает выходной сигнал,тем самым увеличивая задание регулятору 3 расхода дутья, который ус 45 танавливает увеличенный расход дутья,поданаемого н слой руды. Увеличениерасходадутья принодит к увеличениюколичества окисляемого восстановителя, выделению дополнительного коли 5 О честна тепла и, таким образом, к повышению температуры. Таким образом, регулятор 13 поддерживает заданную температуру. Для того, чтобы в оеэультате увеличения количества сжи гаемого восстановителя концентрацияпоследнего в слое руди не уменьшилась, задание регулятору б увеличивается поопорционально увеличениюрасхода дутья сумматором 17 и устрой 6 О ством 19, связанными с датчиком 2,При переходе на новый режим работы, например на увеличение пооиэводительности, сигнал эадатчика 18увеличивается на величину, соответствующую приращению производительности, 689716Дг,я того, чтобы увеличение притока свежей руды не привело к падению концентрации восстановителя в"лое, задание регулятору 6 увеличивается пропорционально увеличениюрасхода руды сумматором 17 и устройством 20, связанными с эадатчиком 18,Увеличение производительности можетвызвать также уменьшение температуры н слое. В этом случае регулирование расхода дутья и восстановителяосуществляется н соответствии с описанным выше действием устройства.При использовании в качестве вос-становителя элементарной серы, выносимой из кипящего слоя в надслоевоепространство, серу необходимо окислить для того, чтобы предотвратитьее конденсацию в гаэоходах и повыситьныход сернистого ангидрида. Окисление осуществляется кислородом дутья,стабилизированного регулятора 9 нсоответствии а заданием, поступающимот эадатчика 11, Для того, чтобы всясера окислялась н надслоеном пространстве, необходимо поддерживать такой расход дутья, чтобы в верхнейчасти аппарата был избыток кислорода,Величину задания подбирают следующим образом.Задатчиком 11 увеличивают заданиерегулятору 9 расхода, который устанавливает повышенный расход дутья.При этом температура, измеряемаядатчиком 15 и Фиксируемая регистратором 16, может увеличиться илиуменьшиться. Если температура увеличилась (положительное приращениетемпературы), это означает, что ннадслоеном пространстве имеется недостаток кислорода, так как увеличение расхода дутья приводит к окислению дополнительного количествавосстановителя, и следует продолжитьувеличивать задание по расходу дутья,Если температура уменьшилась (отрицательное приращение температуры),это означает, что весь восстановительокислен и температура уменьшиласьза счет затрат тепла на нагрев дополнительного потока дутья. Задание по расходу дутья корректируют периодически при смене режимов по производительности или изме-.нению задания по температурному режиму в слое руды. Корректировку эа дания по расходу дутья в надслоевомпространстве также можно осущестнлять с помощью автоматического экстремального регулятора с переходом максимума, если эту корректировку нужно осуществлять непрерывно.Формула изобретенияСпособ. управления процессом восстановления алунитовой руды н аппаратах с псевдоожиженным слоем путемрегулирования расхода восстановителя, например серы, и кислородсодержащего дутья, подаваемых в слой руды, контроля температуры в слое руды и надслоевом пространстве, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью интенсификации процесса, повышения выхода окиси алюминия и сернистого ангидрида, расход кислород содержащего дутья, подаваемого вслой,. регулируют в зависимости оттемпературы в слое руды, расход восстановителя поддерживают пропорциональным расходам алунитовой руды и ЗО кислородсодержащего дутья, поданаемых в слой, расход кислородсодержащего дутья в надслоевое пространствостабилизируют, причем задание порасходу дутья определяют в зависи мости от изменения температуры внадслоевом пространстве так, чтобыувеличению расхода дутья относительно задания соответствовало отрицательное приращение температуры внадслоевом пространстве.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 302382, кл, С 22 В 1/10, 1969.2. Буровой А А. Автоматическоеуправление процессами в кипящем слое.Металлургия, 1969, с.354-358.3. Буровой И.А . Автоматическоеуправление процессами в кипящем слое.Металлургия ф, 1969, с . 406-408 .689716 оставитель Т.Чулкова ехред Н, Бабурка Корректор Ю актор Л.Курасов енко аказ 5848 о 4 Филиал ППП Патентф, г;Ужгород, ул.Проектная,Тираж ЦНИИПИ Государс по делам изо 13035, Москва, В7 Подпи енного комитета СССР етеннй и открытий 5, Раушская наб., д