Способ управления процессом получения водоугольной суспензии

(19) 03 В 13/00, С 1 Е ИЗОБР ПИСА ЕНИ ВТОРС СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(56) Авторское свидетекл, В 03 В 13/00, 1987. ическии институт Белецкий, А.Т, Ел тво СССР %1510925, Ъ 1 Ос, ф Я) 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР 4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМОЛУЧЕНИЯ ВОДОУГОЛЬНОЙ СУСПЕНИИ Изобретение относится к области обогащения, а также гидротранспорта и предназначено для управления процессом получения высококонцентрированной водо- угольной суспензии (ВВУС, массовая концентрация твердой фазы более 60-65%), используемой, главным образом. в качестве нового вида жидкого котельного топлива (заменяющего нефть, мазут и др. т.п, жидкие топлива),Известен способ управления процессом получения водоугольной суспензии, включающий регулирование вязкости путем ввода ПАВ (разжижителей),По этом способу производят контроль вязкости готовой ВВУС. сравнивают полученную величину вязкости с заданной и при превышении текущего значения вязкости отзаданного в зависимости от величины разбаланса увеличивают подачу в процесс реагента-пластификатора.Недостатком этого способа является низкая точность регулирования, так как он не учитывает изменений физико-химического состава твердой фазы суспензии, в частности, зольности угля, оказывающей. как 7 б 4698 А 1(57) Использование: область обогащения водоугольных суспензий, Сущность изобретения: в исходном угле измеряют содержание монтмориллонита и гидрослюды, определяют эффективное содержание минеральной фазы угля по формуле у,ф = 1,70 ум + 1,21 уг где у - содержание в угле монтмориллонита, %; уг - содержание в угле гидрослюды, %, и при отклонении вязкости суспензии от заданного значения изменяют эффективное содержание минеральной фазы угля обратно пропорционально вязкости суспензий, 1 ил. свидетельствуют данные экспериментальных исследований, существенное влияние на параметр вязкости ВВУС.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ управления процессом получения водоугольной суспенэии, По этому способу регулйруют вязкость суспензии путем ввода в водоугольнук суспензию реагентов-пластификаторов, Дополнительно измеряют зольность исходного угля, дозируемого в водоугольную суспензию, и при отклонении вязкости от заданного значения изменяют зольность исходного угля обратно пропорционально вязкостй водоугольной суспензии путем перераспределения потоков угля с различной зольностью. Дополнительный канал управления "вязкость ВВУС - зольность исходного" угля" увеличивает общие разрешающие возможности системы управления вязкостью, повышает точность регулирования относительно одноконтурно 1 системы "вязкость - количество пластифи като ра",Основным нед о соба является не остатком известного сп достаточно высокая то5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ность регулирования, обусловленная неоднозначностью (высокой дисперсией, разбросом) регрессии "вязкость - зольность", что объясняется неоднородным минералогическим составом неорганической фазы углей различных месторождений и пластов. При одинаковых значениях зольности для отдельных углей зависимость "вязкость - зол ьность" может существенно разл ичаться;Цель изобретения - повышение точности управления процессом получения водо- угольной суспензии,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления процессом получейия-водоугоЛьной суспензии, включающем регулирование вязкости путем ввода в водоугольную смесь реагентов и варьирование качественных характеристик исходного угля за счет изменения долевого участия в суммарном потоке исходного угля отдельных потоков угля различного качества, дополнительно измеряют в каждом из потоков угля содержание монтмориллонита и гидрослюды, определяют эффективное содержание минеральной фазы в каждом из потоков угля по формуле7 эф =1,70)м + 1,21)lггде ум - содержание в угле монтмориллонитд,;)Ф - содержание в угле гидрослюды, о , затем определяют эффективное содержание минеральной фазы в суммарном потоке исходного угля и при отклонении вязкости суспензии от заданного значения изменяют эффективное содержание минеральной фазы в суммарном потоке исходного угля обратно пропорционально вязкости суспензии,Новизна предлагаемого технического решения состоит в новом законе формирования сигнала управления, По существу управление процессом предлагается производить по новому каналу управления "вязкость - эффективное содержание минеральной фазы угля".Авторам не известны технические решения, сходные с предлагаемым способом и заключающиеся в регулировании процесса приготовления ВВУС по содержанию монтмориллонита и гидрослюды в исходном угле, Именно регулирование по этим параметрам позволяет достичь цели изобретения - повысить точность управления процессом, Поэтому предлагаемое решение отвечает критерию "существенные отличия".На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство включает датчик 1 вязкости ВВУС, анализаторы 2 содержания монтмориллонита в продуктах обогащения, анализаторы 3 содержания гидрослюды в продуктах обогащения, процессоры 4, элемент 5 сравнения сигнала вязкости с заданием, устройство 6, регулирующее подачу продуктов обогащения на сборный конвейер, блок 7 определения долевого участия продуктов обогащения в угольной смеси, подаваемой в процесс приготовления ВВУС, дозаторы 8 - 10 продуктов обогащения - концентрата отсадки, концентрата флотации, промпродукта отсадки, бункеры 11 - 13 хранения продуктов обогащения, участки 14 и 15 (процессы) приготовления ВВУС и обогащения угля, элементы системы регулирования процессом приготовления ВВУС по каналу "вязкость - количество реагента-пластификатора", соответственно регулятор 16, исполнительный механизм 17 и рабочий орган 18,Устройство работает следующим образом,Сигнал с датчика 1 вязкости суспензии поступает в элемент сравнения 5, где формируется сигнал разбаланса между текущим и заданным з) значением вязкости ВВУС, С выходов датчиков 2 и 3 сигнал подается в процессоры 4, где формируется сигнал, пропорциональный эффективному содержанию минеральной фазы уэф для каждого из продуктов обогащения (концентрата отсадки, концентрата флотации, промпродукта отсадки), Сигналы, пропорциональные эффективным содержаниям минеральной фазы (в каждом из продуктов обогащения), поступают в блок 7 определения требуемого долевого участия продуктов обогащения в их смеси. При наличии разбаланса между текущим и заданным значением вязкости регулятор 6 посредством исполнительных органов (дозаторов) 8 - 10 выполняет дозировку угля в соответствии с расчетными долями участия потоков, найденными ь блоке 7. При увеличении вязкости ВВУС регулятор 6 увеличивает долю в исходном угле компонентов, имеющих меньшее значение параметра уэф, а при уменьшении вязкости ВВУС - увеличивает долю компонентов с большим значением параметра уэф . Этим достигается изменение параметра 7 эф для суммарного потока исходного угля на сборном конвейере 19, т,е, угля, перерабатываемого установкой 14,Выбор продуктов для дозировки регулятором 6 осуществляется с учетом степени загрузки бункеров 11-13.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На основании детальных исследований минеральной фазы угле различных месторождений было установлено, что основными ее компонентами являются монтмориллонит, каолинит, гидрослюда и кварц. Статистические характеристики процесса получения ВВУС для всех этих компонент показывают резкое различие в характере и степени их влияния на вязкость суспензии, В опытах к чистому углю добавлялась определенная порция минерального вещества. Зольность чистого угля составляла 2,03 о , Рентгенофазный и петрографический анализы этого угля показали, что в нем практически не содержится минеральных примесей. Зольный остаток образуется за счет растительных компонентов, содержащихся в угле: клетчатки, спор, обугленного растительного дендрита.Вязкость суспензии определялась при помощи ротационного вискозиметра "Реотест".Содержание в угле каолинита и кварца практически не влияет или крайне слабо влияет на вязкость суспензии, С другой стороны увеличение содержания в угле монтмориллонита и гидрослюды существенно изменяет вязкость суспензии. Наибольшее влияние оказывает монтмориллонит, Меньшее - гидрослюда. Степень их влияния, определенная по углу наклона кривой у(ц) (точнее по 19 этого угла), оценивается коэффициентами 1,70 для монтмориллонита и 1,21 для гидрослюды, Исходя из полученных авторами эмпирических данных определено выражение для эффективного содержания минеральной фазы угляуэф = 1,70 ум + 1,21 уг,Реализация способа проводилась в лабораторных условиях,В качестве исходного угля для приготовления суспензии использовались концентраты отсадки, флотации и промпродукт отсадки с параметрами, приведенными в табл. 1. Содержание отдельных минералов определялось методом рентгеновского дифрактометрического анализа на установке Дрон.Управление процессом получения водо- угольной суспензии проводилось по двум контурам управления; "вязкость суспензии - расход пластификатора" (контур, включающий элементы 1-5-16-17-18) и "вязкость суспензии - эффективное содержание минеральной фазы в угле".По первому контуру управление проводилось путем дозирования реагента "Дофен" в количестве 1 оот сухой массы угля, поступающей в процесс на измельчение, Расход угля в единицу времени при загрузке его в мельницу контролировался весами. Для контроля вязкости суспензии использовался ротацион ный вискозиметр "Реотест"Для реализации способа управления по предлагаемому каналу была снята зависимость "эффективное содержание минеральной фазы - вязкость суспензии". Различное эффективное содержание минеральной фазы получалось путем составления смесей концентраторов и промпродукта в определенных соотношениях. Вязкость суспензии измерялась при помощи ротационного вискозиметра "Реотест".В соответствии с этой зависимостью заданное значение вязкости=1000 сПз получается при эффективном содержании минеральной фазы в угле уэф =7,8 о Для обеспечения уэф =7,8 ов суммарном потоке исходного угля было рассчитано долевое участие потоков: концентрат отсадки 0,72; концентрат флотации 0.18; промпродукт отсадки 0,1, Такое соотношение между потоками поддерживалось в начальный момент контура управления.При регулировании по второму контуру управления определялись значения параметров ум и у для потоков угля и по формулеузф =1,70 ум +1,21 угвычислялись значения эффективного содержания минеральной фазы для каждого потока, Сигналы, пропорциональные уэф в продуктах обогащения, обрабатывались в блоке 7, При наличии разбаланса между текущим и заданным значениями вязкости туз=1000 сПз) производилась корректировка долевого участия потоков (в нашем случае регулировался поток промпродукта). В случае увеличения вязкости суспензии долевое участие промпродукта в суммарном потоке угля пропорционально уменьшалось, что приводило к снижению эффективного содержания минеральной фазы в суммарном потоке. При снижении вязкости суспензии - долевое участие промпродукта увеличивалось.Шаг изменения эффективного содержания минеральной фазы был принят равным 0.5 опри отклонении вязкости на 50 сПз,Для сравнения предлагаемого и известного решения проводилось управление процессом приготовления суспензии по тому же алгоритму, но по интегральной оценке зольности, определяемой золомером ЗАР. Сравнение предлагаемого решения и известного по основной заявке приведено в табл, 2, Данные обобщены для процессов1764698 Таблица 1 Таблица 2 Й 93 Юфайайиымэ 3."д,",:;приготовления суспензии, регулируемых втечение 24 ч,Как следует из полученных данных, точность управления процессом получения водоугольной суспензии по предлагаемому 5способу выше, чем по способу-прототипу,Это позволяет улучшить качество получаемой ВВУС.Формула. изобретенияСпособ управления процессом получения водоугольной суспензии, включающийрегулирование вязкости путем ввода в водоугольную смесь реагентов и изменения качественных характеристик исходного угляза счет изменения долевого участия в суммарном потоке исходного угля отдельныхпотоков угля различного качества, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности управления, дополнительно изме 20 ряют в каждом из отдельных потоков угля содержание монтмориллонита и гидрослюды, определяют эффективное содержание минеральной фазы в каждом из потоков угля по формуле эф =1,707 м +1,21 )/ггде у - содержание в угле монтмориллонита, %;уг - содержание в угле гидрослюды, о, затем определяют эффективное содержание минеральной фазы в суммарном потоке исходного угля и при отклонении вязкости суспензии от заданного значения изменяют эффективное содержание минеральной фазы в суммарном потоке исходного угля обратно пропорционально вязкости суспензии,,Максимишинец ррек едактор З,Ходаков ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Про аказ 3329 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5у