Способ управления процессом обжига сульфидных материалов в печи кипящего слоя

 

Использование: автоматическое регулирование процессов обжига сульфидного сырья в печах кипящего слоя. Сущность: автематическое регулирование процесса обжига сульфидных материалов в печи кипящего слоя включает стабилизацию рас хода дутья и регулирование температуры процесса путем изменения расхода материала , подаваемого в печь При этом расход материла изменяют по температуре обжиговых газов на выходе из печи, задание регулятору изменяют в зависимости от разности температур обжиговых газов на выходе из печи и перед котлом-утилизатором 1 ил.

СО103 СОВЕТСКИХ

COI (И/ г1ИСТИ 1ЕСК 1Х

РЕСПУГ>ЛИК

«. Я3 „„1752726A1

<с1>1 С 01 В 17 /74

ГОСУДАРСТВЕННЫЧ1 КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

$f," щ(; n

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СБИДETEJlhCTBY (21) 4479673/02 (22) 25,09.88 (46)07.08,92. Бюл. ¹ 29 (71) Всесоюзный центральный IIàó÷íî-исследовательский институт комплексной автоматизации и Череповецкое производственное обьединение "Аммофос" (?2) И.M.Áåðíøòåéí, В,А.Котов, P.Ñ.Øèøêèна, Ю.И,Мищенко, А,И.Чуранов, M.Н.Гольденберг, ВД.Галманов и В.А.Живописцев (56) Авторское свидетельство СССР

К 370819, кл. С 01 В 17/74, 1970, Авторское свидетельство СССР

М 893857, кл. С 01 В 17/74, 1980.

Изобретение относится к способам управления процессом обжига сульфидных материалов в печи кипящего слоя (КС) и может быть использовано при автоматизации печей КС в производстве серной кислоты, в цветной металлургии и других отраслях промышленности.

При обжиге сульфидных материалов в кипящем слоем отклонения и средние значения температуры кипящего слоя и обжиговых газов на выходе из печи влияют на качество процесса, а также на работу последующего оборудования по газовому тракту и тем самым на технико-экономи- еские показатели производства. Так, при возрастании температуры кипящего слоя и обжлговых газов твердые частицы могут оплавляться и налипать на поверхностях котла-утилизатора, нарушая его работу; при понижении температуры уменьшается сте(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ОБЖИГА СУЛЬФИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ B

ПЕЧИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ (57) Использование: автоматическое регулирование процессов обжига сульфидного сырья в печах кипящего слоя. Сущность; ав- томатическое регулирование процесса обжига сульфидных материалов в печи кипящего слоя включает стабилизацию рас хода дутья и регулирование температуры процесса путем изменения расхода материала, подаваемого в печь. При этом расход материла изменяют по температуре обжиговых газов на выходе из печи, задание регулятору изменяют в зависимости от разности температур обжиговых газов на выходе из

"печи и перед котлом-утилизатором. 1 ил. пень извлечения серы из сырья (сульфидных м атер и а lo B).

Известен способ управления процессом обжига сульфидных материалов в печах кипящего слоя, включающий измерение температуры кипящего слоя и температуры (Л обжиговых газов в печи и изменение подачи К) материала в печь в зависимости от разности температур. „ЬЭ с)

Недостаток способа состоит в том, что температура обжиговых газов и разность. температур не связаны однозначно с температурой кипящего слоя, Так, изменение грануламетрического состава материалов изменяет количество уноса и, соответственно, температуру обжиговых газов за счет догорания уноса, в То время как температура кипящего слоя вследствие большой инерционности изменяется йа порядок I 752726 медленнее, чем температура обжиговых газов, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ управления 5 процессом обжига сульфидных материалов в печах кипящего слоя, включающий измерение температуры кипяшего.слоя л обжиговых газов на выходе из печи и изменение расхода материала, подаваемого в печь, на 10 основе измеренной температуры кипяшего слоя и скорости изменения измеренной температуры обжиговых газов на выходе из печи. — Способ обеспечивает достаточно каче- 15 ственное поддержание температуры кипящего слоя за счет такого двухканального управления, так как входные возмущения компенсируются оперативно в контуре подача материала — температура обжиговь,х 20 газов, поскольку температура обжиговых газов на выходе из печи на 7 — 8 мин раньше, чем температура кипящего слоя, откликается на входное воздействие.

Недостаток известного способа управ- 25 леьля состои в неполном извлечении серы из материала в связи с TOM, -ITQ температура кипящего слоя и/или обжиговых газов (тем более в виде производной) в фиксированной точке по газовому тракту агрегата не 30 характеризует степени завершенности Ipo цесса обжига и положения зоны завершения реакций обжига. Последняя может находиться в пространстве печи, газовом тракте или даже в котле-утилизаторе, что 35 является аварийным ре>кимом {кроме того, вследствие экстремального характера статической характеристикл <к,= 1(О) обьем при высоких нагрузках становится неуправляемым по каналу подача материала — темпера- 40 тура, так как при этом коэффициент передачи (< = dt/dQ стремится к нулю или даже меняет знак), Цель изобретения — сни>кение. потерь серы. 45

Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом обжига сульфидных материалов в и-.«÷è кипящего слоя, включающему измерение температуры обжиговых газов на выходе из 50 печи и изменение расхода материала, подаваемого в печь, на основе измеренной температуры, дополнительно измеряют разность температур обжиговых газов на выходе из печи (в начале газохода) и на вход 55 в котел-утилизатор, суммиру от значение температуры обжиговых газов на выходе из печи со значением, пропорциональным измеренной разности температур обжиговых газов, и изменение расхода материала в печь осуществляют в зависимости от полученной суммы.

Изобретение учитывает особенности процесса и агрегата обжига в кипящем слое.

В, общем случае температура обжиговых газов в какой-либо одной точке агрегата и по газовомутракту не характеризует однозначно температуру слоя и газов в других точках и степень завершенности реакций, Поэтому необходимо знать область нахождения эоны завершения реакций обжига (догорания уноса), которая определяется величиной разности температур по длине газохода.

ИнформациЛ1 в сочетании с информацией о температуре обжиговых газов на выходе из печи tp, 1 полностью хаРактеРизУет состояние процесса — как температурный уровень, так и положение зоны завершения реакций обжига и, соответственно, е>-о экономи-лlocTb, Гак, если температура газов перед котлом-утилизатором BbllLIe, чем на выходе из печи, то это означает повышенный унос, который продолжает догорать в конце газохода, Одинаковая температура газов на выходе печи и перед входом в котел-утилизатор означает, что укос на этом участке успевает догореть, а далее газы частично охлаждаются за счет теплоотдачи через с-енки газохода, Понижение температуры обжлговых газов по всей длине гаэохода означает, что процесс практически заканчивается в печном пространстве или 0 начале газохода, что соответствует пониженной нагрузке.

Управление процессом обжига подачей ма.гериала в печь на основе комплектного параметра, включающего взаимосвязанные величины — значение температуры обжиговых печей tpt-l и величины, пРопоРЦиональной разноститемператур < . Лт«позволяетодноьременно поддерживать как температуру процесса т<г в некотором оптимальном для конкретного материала диапазона, так и положение зоны завершения реакции обжига в некотором диапазоне по газовому тракту агрегата КС.

На чертеже приведена аппаратурная схема реализации предлагаемого способа.

Система управления процессом обжига сульфидного сырья в печи 1 кипящего слоя с Газоходом 2 и кОтлОм-утилизатором 3 вкл очает контур стабилизации расхода дутья, содер>кащий расходомер 4, регулирующий блок 5 и исполнительное устройство. (регулиру1ощий орган) G, и систему управления температурным режимом, содер>кащую двойную термопару 7 и одинарную термопару 8, установленные соответственно на выходе печи и перед котлом-утилизатором, 1752726 регулирующий блок 9, электродвигатель 10 новившегося температурного состояния привода питателя 11 сульфидного материа- процесса обжига. В данном случае вследстла. Кроме того, система содержит блок 12 вие увеличения степени уноса материала и измерения разности температур обжиговых перемещения зоны окОнчания реакции в нагазов на выходе из печи и перед котлом-ути- 5 чало газохода равновесие будет достигнуто лизатором, фильтр 13 (для подавления по- при более высоких значениях температуры мех) и блок 14 умножения на постоянный 1„-1 и разности коэффициент. Л 1 = tpr1 tor2 .

Одна из термопар 7 подсоединена к од- ВЕЛИЧИНа ДИаПаЗОНа ИЗМЕНЕНИЯ tor1 И ному из вхбдов "Переменная" регулирую- 10 связанной с ней разноститемператур А1>г, щего блока 9, другая термопара 7 и характеризующей положение зоны завертермопара 8 соединены с входами блока 12 шения реакции обжига, для конкретного а.Разности температур, выход которого свя- регата определяется коэффициентом k. зан с входом фильтра 13, а выход фильтра Влияние величины коэффициента k на

13 присоединен к входу блока 14 умноже- 15 соотношение диапазонов изменения tpr1 и ния на постоянный коэффициент. Выход Atpr в процессе управления следующее. Поблока 14 соединен с другим входом "Пере- .скольку алгебраическая сумма значения менная" регулирующего блока 9. К входу температуры 1„,1 и величины, пропорцио"Задание" подсоединен выход задатчика нальной разности температур k Atpr в устемпературы (не показан). 20 тановившемся состоянии должна быть

Соединения элементов системы управ- равна заданному значению Ьд, т.е. ления выполнены так, что изменение темпеpатуры обжиговых газов воздействует на вует порядку подсоединения элементов сиизменение расхода сырья следующим абра- стемы к регулирующему блоку исходя из зом: указанных выше условий влияния входящи:. увеличение температуры обжиговых га- в уравнение величин на и менение расхода зов на выходе из печи вызывает уменьше- материала),тоочевидно,чтодиапазонизмение подачи материала в печь, НЕНИЯ тЕМПЕРатУРЫ tpr1 ПРИ фИКСИРОВаННОМ увеличение разности температур обжи- диапазоне изменения Л 1,„тем больше, чем говых газов на выходе из печи и в конце 30 больше значение k. газохода(перед котлом-утилизатором) At or Таким образом, при увеличении k в ус1 >г1. тpr2 ВЫЗЫВаЕт Увеличение подачи та нови вшем с я состоя нии соответственно материала в печь. УВЕЛИЧИВаЕтСЯ ОТКЛОНЕНИЕ to 1 И УМЕНЬШаЕтСистема управления работает следую- . ся диапазон изменения Ato,, и наоборот, щ бpазо., щим об азом, уменьшение k приводит к уменьшению диаВ установившемся состоянии стабили- пазона изменения ог1 при увеличении диазированы все параметры процесса — расход пазона изменения Ator

Поскольку для конкретного агрегата издутья и материала (при постоянном его составе), температура обжиговых газов по вестны максимальное и минлмальное знатракту и положение зоны завершения реак- 40 чения Лт, определяющие доп ст о ций. л поло>кение зоны завершения реакций обжиВ слУчае возникновениЯ возмУщениЯ, га по газовому тракту агрегата, то выбором напРимеР, пРи Увеличении Расхода матеРи-. значения коэффициента k можно устаноала, вызванном изменением г ан ламет ueHeHvlev гранулометри вить пределы перемещения зоны завершеческого состава материала (поскольку при 45 Hия раKции oб реакции о жига и изменения этомменяетсяха акте истиката ельчатого

Ра еристикатарельчатого температуры на выходе из печи в заданнь х питателя), повышается темпе ат а обжиеРа yPa обжи пределах при различных нагрузках (в предеговых газов на выходе из печи, при этом за лах допустимого диапазона). счет перемещения зоны дого ания носа в Использование предлагаемого способа начало газохода изменлетсЯ (Увеличивает- 50 управления процессом обжига позволит ся) как сама темпе ат а обжиговых газов р ура обжиговых газов снизить регламен — íûå потери серы с огарна выходе из печи, так и разность темпера ком g 0 8 — 1,0% в среднем на 0,1 0,15% тур обжиговых газов на выходе из печи и . что позволит сэконо 300 что позволит сэкономить порядка 300 т колперед котлом-утилизатором.

В результате нарушения баланса сигна- 55 кампанию агрегата за с е кампанию аг егата за счет более жесткой лов на входе рег ли !ои.его блока 9 измед Р У РУ ouse! o "-noKa 9 и3!4е- стабилизации температурного режима, няется выходной сигнал и, соответственно ал и, соответственно, улучшить степень контактирования серниРасход матеРиала пУтем изменениЯ частоты стого газ а 0 005У стого газа на, за счет повышения вращениЯдвигателЯ "" привода Tapåï aTo стабильности процесса обжига, го питателя 11 до достижения нового уста1752726 бГ

Составитель И.Бернштейн Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Редактор В,Петраш

Заказ 2732 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патен ", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ управления процессом обжига сульфидных материалов в печи кипящего слоя, включающий измерение температуры обжиговых газов на выходе из печи и изменение расхода материала, подаваемого в печь, на основе измеренной температуры, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь серы, дополнительно измеряют разность температур с бжиговых газов на выходе из печи и на входе 8 котел-утилизатор, суммируют значение температур обжиговых газов на выходе из печи

5 со значением, пропорциональным измеренной разности температур, а изменение расхода материала, подаваемого в печь, осуществляют в зависимости от полученной суммы,