Способ регулирования процесса получения цемента заданного класса прочности в мельнице дискретно-непрерывного действия

Изобретение относится к цементной промышленности, а именно, к. управлению и регулированию процесса помола. Технический результат - снижение удельных энергозатрат и повышение качества цемента. В способе регулирования процесса получения цемента заданного класса прочности в мельнице дискретно- непрерывного действия в указанную мельницу осуществляют циклическую подачу двух потоков клинкеров и определяют эксергию измельчения указанных потоков: - эксергия измельчения первого потока, - эксергия измельчения второго потока, где а - доля потока, τ_м - время пребывания его в мельнице, α_1,2 - коэффициент дискретности, равный отношению периода цикла измельчения к времени подачи, предварительно определяют удельный расход электроэнергии, затраченный на помол клинкера заданного состава Э (кВтч/т), определяют распределение частиц цемента по размерам - РЧР и средний размер частиц - d_cp и эксергию каждой из указанных частиц - РЧЭ, после чего определяют заданную эксергию цемента - Е_цем по следующей зависимости: , где Е_цем - эксергия клинкера на входе в мельницу, определяемая как сумма эксергий минералов, Е_(РЧЭ) - распределение частиц по эксергии, затем определяют заданную концентрацию эксергий цемента и заданное значение критерия энергетических затрат - Э_зм, указанный критерий принимают в качестве регулируемого параметра, причем в качестве регулирующего параметра принимают эксергию измельчения указанных потоков, причем определяют критерий энергетических затрат полученного цемента, и, если его величина превышает величину критерия энергетических затрат для заданного цемента, то увеличивают долю потока клинкера с большей эксергией измельчения.

 

Изобретение относится к цементной промышленности, а именно, к управлению и регулированию процесса помола.

Известен способ регулирования процесса получения цемента, включающий ввод двух потоков исходного материала и их регулирование (а.с СССР №150104, В 02 25/00, 23.08.89 г.).

Недостатком этого способа является пониженная управляемость химическим и минералогическим составом цемента.

Известен также способ регулирования процесса получения цемента в мельнице дискретно-непрерывного действия, включающий циклическую подачу потока клинкера и добавок, измерение ее параметров, определение эксергии готового продукта и изменение регулирующих и регулируемых параметров (патент РФ №2120921, С 04 В 7/52, 05.09.97 г.).

К недостаткам этого способа относятся большие энергозатраты и невозможность достижения минимальных колебаний в прочности цемента.

Целью изобретения является снижение удельных энергозатрат и повышение качества цемента.

Эта цель достигается тем, что в способе регулирования процесса получения цемента заданного класса прочности в мельнице дискретно-непрерывного действия осуществляют циклическую подачу двух потоков клинкеров и определяют эксергию измельчения указанных потоков:

- эксергия измельчения первого потока;

- эксергия измельчения второго потока,

где a - доля потока;

τ_м - время пребывания его в мельнице;

α - коэффициент кратности дискретности, равный отношению периода цикла измельчения к времени его подачи,

предварительно определяют удельный расход электроэнергии, затраченный на помол клинкера для заданного класса прочности - Э (кВтч/т), определяют распределение частиц цемента по размерам - РЧР и средний размер частиц - d_ср и эксергию каждой из указанных частиц - РЧЭ, после чего определяют заданную эксергию цемента - Е_цем по следующей зависимости:

где Е_цем - эксергия клинкера на входе в мельницу, определяемая как сумма эксергий минералов,

Е(РЧЭ) - распределение частиц по эксергии или эксергия зернового состава, затем определяют заданную концентрацию эксергий цемента К и заданное значение критерия энергетических затрат - Э_зм

указанный критерий энергетических затрат принимают в качестве регулируемого параметра, причем в качестве регулирующего параметра принимают эксергию измельчения указанных потоков, затем определяют критерий энергетических затрат полученного цемента, и, если величина этого критерия превышает этот критерий для заданного цемента, то увеличивают долю потока клинкера с большей эксергией измельчения.

Эксергия цемента - это комплексная энергетическая характеристика качества порошка цемента, учитывающая его химико-минералогический и дисперсный составы. Чем больше эксергия цемента и его концентрация, тем лучше будут проявляться его строительно-технические свойства и потребительские качества в ходе его дальнейшего использования. Эксергия цемента характеризует энергетические свойства цемента, его потенциальные возможности, заложенные в нем при его получении в конкретных условиях. Для дисперсных систем очень важным параметром, оказывающим определяющее влияние на оценку эффективности использования эксергий частиц различного размера, является отношение величины эксергии к среднему диаметру этих частиц - d_ср, такой параметр называется концентрацией эксергии этой дисперсной системы и определяется по формуле:

где E_цем - эксергия цемента,

d_ср - средний диаметр частиц.

Чем больше концентрация эксергии этой дисперсной системы, тем меньше будут материальные и энергетические затраты при ее использовании.

Способ осуществляется следующим образом. Для получения цемента заданного класса прочности на мельнице, например, дискретно-непрерывного действия определяют ее удельный расход электроэнергии

где N_пот - потребляемая мощность мельницы,

Q - производительность мельницы,

затем в лабораторных условиях, например, лазерным гранулометром определяют распределение частиц по размерам - РЧР и находят средний диаметр частиц - d_ср.

По этому зерновому составу определяют эксергию цемента

где Е_кл - эксергия клинкера, определяемая экспериментально расчетным путем,

Е(РЧЭ) - распределение частиц по эксергии или эксергия “зернового состава”.

Определяют концентрацию эксергии цемента

и находят отношение удельного расхода электроэнергии мельницы к найденной величине, который мы назвали критерий энергетических затрат в мельнице

где Э - удельный расход электроэнергии мельницы,

3,6 - коэффициент, учитывающий размерность.

Для всего класса измельчителей необходимо стремиться к достижению минимума этого соотношения. Клинкера подаются в мельницу циклически двумя потоками, причем определяют эксергию измельчения входных потоков и их соотношение:

- эксергия первого потока,

- эксергия второго потока,

где а - доля потока,

τ_м - время пребывания в мельнице,

α - коэффициент кратности дискрегности, равный отношению периода цикла измельчения к времени подачи материала. Определяют заданное значение критерия энергетических затрат и при увеличении его значения увеличивают поток клинкера с большей эксергией измельчения или время его подачи.

Пример выполнения способа

Работа проводилась на АО “Осколцемент” на мельнице дискретно-непрерывного действия 3,2×15 для получения цемента марки ПЦ500 - ДО.

1. Определили удельный расход электроэнергии данной мельницы - 33,5 кВтч/т.

2. Определили распределение частиц по размерам - РЧР и нашли d_cp - 21,9 мкм.

3. Определили эксергию цемента 1000+6275=7275,8 (кДж/кг).

4. Определили заданное значение концентрации эксергии цемента - 332 кДж/кг·мкм.

5. Определяют критерий энергетических затрат

Э_зм=3,6·33,5/332=0,36.

6. Определяют эксергию на входе подаваемых потоков клинкеров E₁ и Е₂

E_1пот=177 кДж/кг,

Е_2пот=950 кДж/кг.

7. При увеличении критерия энергетических затрат увеличивают долю потока с большей эксергией.

Способ регулирования процесса получения цемента заданного класса прочности в мельнице дискретно-непрерывного действия, характеризующийся тем, что в указанную мельницу осуществляют циклическую подачу двух потоков клинкеров и определяют эксергию измельчения указанных потоков:

- эксергия измельчения первого потока,

- эксергия измельчения второго потока,

где а - доля потока,

τ_м - время пребывания его в мельнице,

α_1,2 - коэффициент дискретности, равный отношению периода цикла измельчения к времени подачи,

предварительно определяют удельный расход электроэнергии, затраченный на помол клинкера заданного состава Э (кВтч/т), определяют распределение частиц цемента по размерам (РЧР) и средний размер частиц (d_cp) и эксергию каждой из указанных частиц (РЧЭ), после чего определяют заданную эксергию цемента (Е_цем) по следующей зависимости:

где Е_цем - эксергия клинкера на входе в мельницу, определяемая как сумма эксергий минералов,

Е_РЧЭ - распределение частиц по эксергий,

затем определяют заданную концентрацию эксергий цемента

и заданное значение критерия энергетических затрат Э_зм

указанный критерий принимают в качестве регулируемого параметра, причем в качестве регулирующего параметра принимают эксергию измельчения указанных потоков, причем определяют критерий энергетических затрат полученного цемента и, если его величина превышает величину критерия энергетических затрат для заданного цемента, то увеличивают долю потока клинкера с большей эксергией измельчения.