Способ автоматического регулирования непрерывного процесса декомпозиции алюминатного раствора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 119) 111) 1) 4 С 01 Р 7/О ЕНИЯ ии и обога ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЭОБр К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт металлургще ния АН КазССР(56) Султанбеков Э.Р. Исследование процесса декомпозиции алюминатных растворов с применением математических моделей. Автореф. канд. дис УПИ, Свердловск, 1968, с.29.Там же, с. 28.Авторское свидетельство СССР У 513005, кл. С 01 Г 7/06, 1976.Верх В.И Рожавский И.М. и др. Об управлении температурным режимом процесса декомпозиции. - Бюллетень "Цветная металлургия", 1972, У 8, с. 49-52.Ф( СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВ ИЯ НЕПРЕРЪБНОГО ПРОЦЕССА ДЕКОМПОЗИЦИИ АЛЮМИНАТНОГО РАСТВОРА(57) Изобретение относится к глиноземному производству, а именно к способам управления процессом декомпозиции в реакторах непрерывного действия,преимущественно с двумя разгрузочными уровнями. Цель изобретения - стабилизация грансостава пульпы на выходе реактора. В процессе декомпозиции, включающем изменение температурного режима в реакторе 4 и стабилизацию затравочного отношения путем изменения массового расхода эатравочного гидрокснда, измеряют гранулометрами 7 и 9 грансостав пульпы на выходах соответственно верхнего и нижнего разгрузочных уровней реактора 4.Кроме того, измеряют грансостав общего потока пульпы гранулометром 12,1348299 увеличивают расход пульпы с верхнего уровня регулятором 8 и уменьшаютна ту же величину расход пульпы снижнего уровня реактора, если отклонение грансостава суммарного потока Изобретение относится к глиноземному производству, а именно к способам автоматического регулированияпроцесса декомпозиции в аппаратахнепрерывного действия,Цель изобретения - стабилизациягрансостава пульпы на выходе реактора.На фиг. 1 приведена блок-схемаустройства для осуществления способарегулирования; на фиг. 2 - блок-схема управляющего вычислительного комплекса (УВК).Устройство содержит датчик 1 расхода алюминатного раствора, концентратомер 2, локальную систему (ЛС) 3регулирования заданного температурного режима в цепочке проточных реакторов 4 для декомпозиции, датчик 5,расхода затравки, регулятор 6 расхода затравочной пульпы, гранулометр 7и регулятор 8 расхода пульпы с верхнего разгрузочного уровня, гранулометр 9 и регулятор 10 расхода пульпы с нижнего разгрузочного уровня,управляющий вычислительный комплекс(УВК) 11, гранулометр 12 суммарногопотока, концентратомер 13 на выходедекомпоэеров и гидросепаратор 14. УВК 11 содержит блок 15 расчета расхода затравки (БРЗ), блок 16 температурного режима (БРТ), блок 17 расхода разгрузки (БРР), блок 18 установки (БУ) заданных значений основных технологических параметров (А 10 р к, 3,0, дц ) и блок 19 коррекции температурного режима (БК ).Вход БРЗ 15 подсоединен к выходам датчиков 1 и 5 расходов алюминатного раствора (Р ) и затравки (Р),концентратомера 2 и БУ 18 заданного значения затравочного отношения (3,0), а выход - к регулятору б расхода затравочного гидроксида. от заданной величины положительно.Если указанное отклонение отрицательно, расход пульпы с верхнего уровняуменьшают, а с нижнего уровня увеличивают2 ил. 1 табл. Вход БРТ 16 подключен к выходамконцентратомера 2, датчика температуры ЛСЗ регулирования заданного температурного режима, датчика 5 расхода затравки, измеряющих входные параметры Х(Тд, А 10 , о, 3,0. (Р,а также к выходу БК, 19, соедийенного в свою очередь с выходом БУ 18 и10 концентратомера 13 выходных показателей процесса (А 1 0 , к ), а выходк регулятору температурного режимапри ЛС 3.БРР 17 соединен с выходом грануло 1. метров 7,9 и 12, установленных наверхнем, нижнем разгрузочных уровняхдекомпозера и в суммарном потокесоответственно, с выходом БУ заданного грансостава Ь ц , а выход под 20 ключен к соответств щим регуляторам8 и 1 О разгрузки с верхнего и нижнего разгрузочных уровней декомпоэера,Способ автоматического регулирования осуществляют следующим образом,Алюминатный раствор и затравочныйгидроксид через датчики 1 и .5 расходов и концентратомер 2 поступают вцепочку реакторов 4 для декомпозиции30 (фиг. 1), Сигналы с выходов датчиков1 и 5 и концентратомера 2, пропорциональные значениям Р Р, А 10 рО, поступают на вход БРЗ 15, тудаже поступает сигнал с выхода БУ 18заданного значения затравочного отношения (3,0), где вырабатывается сигнал регулятору 6 для изменения весового расхода затравочного гидроксида Р40 Локальная система регулирования,в которую входят соответствующие датчики контроля и регуляторы температуры, обеспечивает поддержание рассчитанного БРТ 16 температурного режима45 Й(Т) из уравнений математического описания процесса по основным началамвозмущений Х(ТД, А 10 , фк30(Р, определенных с помощью датчиков ЛС Э, концентратомера 2 и датчика 5. В БК 19 производится сравнение измеренных на выходе декомпозеров выходных показателей процесса У,(А 1 0 , Ы,) с заданными 1 БУ 18 значениями и формируется по динамическому закону сигнал обратной связи 1 О 11=0(У; -У ), поступающий в БРТ 16 и корректирующий вычисленные значения управляющих воздействий (температурного режима Е(Т. Локальной системе регулирования задается измененное зна чение управляющего воздействия Т по сравнению с рассчитанным значением Т с помощью сигнала 11 обратной свя- Гзи.Т =Т +11 О)Из-за запаздывания коррекции на выходе декомпозеров наблюдаются периодические колебания крупности выходного продукта. Стабилизация гран- состава обеспечивается с помощью БРР, куда поступают сигналы с выходов гранулометров 7,9 и 12, установленных соответственно на верхнем, нижнем разгрузочных уровнях и в суммарном потоке на выходе последнего декомпо зера цепочки реакторов 4, соответствующие значениям грансоставов ь 8 ф, ьц ", ьц (доли фракции в процентах установленного класса крупности), а также с выхода БУ поступает сигнал заданного грансостава Ьд г. выходного3продукта. БРР вырабатывает сигналы регулирования регуляторами 8 и 10 разгрузки с верхнего и нижнего уровней декомпоэера на прирост разгруз ки того или иного знака ЬР (знак зависит от результатов сравнения измеренного гранулометром 12 и заданного грансоставов, а величина шага обратно пропорциональна разности крупнос тей, измеренных гранулометрами 7 и 9) к уже имеющимся разгрузкам с верхнего и нижнего уровней в видеь р до тех пор, пока измеренный гранулометром 12 грансостав о ц не сравнит,0ися с заданным БУ значением йпв суммарном потоке.После сгущения и классификации пуль. пы в гидросепараторе 14 в декомпозер подают определенное количество мелких частиц 6 о (-г ) установленногоЪатр фкласса крупности и на передел кальцинации количество частиц щ(+г) повышенной крупности. Опробование способа проводили наопытной установке емкостью 1,5 м с воздушным перемешиванием, где находилось 1000 л пересыщенного алюминатного раствора с промышленной установки. Первоначальная концентрация раствора составляла 120,2 г/л МаО и142,3 г/л А 1 О , В боковых стенках и донной части аппарата имеются штуцеры, через которые подается и рвэгружается сверху или снизу пульпа, а также осуществляется циркуляция раствора, моделирующая разгрузку пульйы в проточных реакторах.При 71 С пересыщение алюминатного раствора составляло 69,9 г/л А 1 О . После добавления эатравочзного материала А 1(ОН), реакционнуюомассу охлаждали до 50 С в течение 33 ч согласно температурному профилю широкомасштабного промышленного производства, В первом опыте циркуляцию осуществляли снизу (моделирование проточного реактора с нижней разгрузкой), а во втором - сверху (моделирование проточного реактора с верхней разгрузкой), Первый и второй опыты проводили с затравочным материалом А 1(ОН) (69 г/л), содержащим 85,7 мас.мелкой фракции с размером частиц менее 45 мкм. Полученную пульпу после разложения в обоих опытах фильтровали, а гидроксид алюминия промывали и высушивали. Выходной продукт (затравка и осажденный материал) составлял в первом опыте 141,3 г/л, где доля фракции ъо" в мас.7. частиц крупнее +45 мкм равна 79,9 Х (77,7 г/л), а во втором опыте - 136,8 г/л, где в 1 +45 мкм равна 80,5 Ж (86,7 г/л). Во втором опыте получили более крупный гидрат (доля частиц установленного класса крупности+45 мкм больше, чем в первом), однако в первом опыте выход продукта больше (72,37), чем во втором (67,82). Это объясняется тем, что декомпозиция проводилась не с оптимальным по количеству и гран- составу эатравочным материалом.В третьем опыте, проводимом с найденным из ряда экспериментов оптимальным составом затравки А 1(ОН)з (63 г/л, доля частиц Ьп в мас.7. мельче -и-45 мкм равна 52,7), получили улучшение обоих технико-экономических показателей: выход продукта увеличился до 83 г/л, а крупность частиц -Опыт Затравочный материал Продукт (затравка плюс осажденный материал) Коли- честРазгрузка Доляфракции-45 мк хододукакес во про дукта о% Чв /л 1,3 20,1 79,9 77,80,5 86,36 5 6 Верхняя 8 7,8 3 3 1 18,2,3,0 я 7 7 63 610 835 93 няя до ьц" +45 мкм, равной 81,4% (79,7 г/л). Опыт осуществляли с нижней циркуляцией (моделирование нижней разгрузки) аналогично прототипу. Повторив опыт с тем же оптимальным составом затравки А 1(ОН) (63 г/л, ьо в мас.% -45 мкм равна 52,7), новпри осуществлени верхней циркуляции (моделирование верхней разгрузки) по О лучили наилучшие результаты: выход продукта 91,7 г/л, а доля фракцииькрупных частиц Ьц в мас.% +45 мкм возросла до 83,5% (93,7 г/л). Это доказывает положительный эффект осушествления верхней разгрузки, однако результаты первого и второго опытов доказывают необходимость поддержания оптимальной по количеству и грансоставу затравочной гидроокиси, что 20 может быть достигнуто регулированием по предлагаемому способу, Результаты опытов приведены в таблице. Способ позволяет увеличить выход продукта и получить гидроксид повышенного размера, что важно для последующего получения металлического алюминия.Получение более крупного глинозема 30 повцшает эффективность процесса электролиза, сокращает потери алюминия и дает дополнительный экономический эффект. Способ автоматического регулирования непрерывного процесса декомпозиции алюминатного раствора преимущественно в реакторе с верхним и нижним разгрузочными уровнями, включаюший поддержание оксида алюминия и каустического модуля на заданном значении путем изменения температурного режима и стабилизацию затравочного отношения путем изменения весового расхода затравочного гидроксида, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации грансостава пульпы на выходе реактора, дополнительно измеряют грансоставы пульпы на выходах с верхнего и нижнего уровней реактора и суммарного потока, вычисляют разность грансоставов с верхнего и нижнего уровней и отклонение измеренного грансостава суммарного потока от заданного, увеличивают расход пульпы с верхнего уровня реактора и уменьшают на ту же величину расход пульпы с нижнего уровня, если отклонение измеренного грансостава суммарного потока от заданной величины положительно, а при условии, если это отклонение отрицательно, расход пульпы с верхнего уровня уменьшают, а с нижнего уровня увеличивают.ПодписноеССР ого комит Произ е, г, Ужгород, у венно-полиграфическое пред Тираж ИИПИ Государствен о делам изобрете 035, Москва, Жии и открытий Раушская наб,