Способ автоматического регулирования непрерывного процесса декомпозиции алюминатного раствора

 

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 затравочного гидроксида, 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, % (Л JampaS. пу/1ьпа Фиг.}

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 С 01 F 7/06

1.

11

1 л»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3943133/22-02 (22) 08.08 ° 85 (46) 30.10.87 ° Бюл. )) 40 (71) Институт металлургии и обогащения АН КазССР (72) И.Г. Гринман, Л.В. Оленина и А.М. Альдербаев (53) 661.862.22 (088.8) (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 F 7/06, 1976.

Берх В.И., Рожавский И.М. и др.

Об управлении температурным режимом процесса декомпозиции. — Бюллетень

"Цветная металлургия", 1972, 1(8, с. 49-52. г (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НЕПРЕРЪ(ВНОГО ПРОЦЕССА ДЕКОМПОЗИЦИИ АЛ)()МИНАТНОГО 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 уменьшают на ту же величину расход пульпы с нижнего уровня реактора, если отклонение грансостава суммарного потока

Изобретение относится к глиноземному производству, а именно к способам автоматического регулирования процесса декомпозиции в аппаратах непрерывного действия.

Цель изобретения — стабилизация грансостава пульпы на выходе реактора.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для осуществления способа регулирования; на фиг. 2 — блок-схема управляющего вычислительного комплекса (УВК).

Устройство содержит датчик 1 расхода алюминатного раствора, концентратомер 2, локальную систему (ЛС) 3 регулирования заданного температурного режима в цепочке проточных реакторов 4 для декомпозиции, датчик 5, расхода затравки, регулятор 6 расхода затравочной пульпы, гранулометр 7 и 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 суммарного потока, концентратомер 13 на выходе декомпоэеров 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 (Al 0, *к, 3 ° О, 4g>) и блок 19 кор рекции 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 уровня уменьшают, а с нижнего уровня увеличивают ° 2 ил. 1 табл.

Вход БРТ 16 подключен к выходам концентратомера 2, датчика температуры llC3 регулирования заданного температурного режима, датчика 5 расхода затравки, измеряющих входные параметры Х(Тд, A1 0), g„, 3,0. (F1,)), а также к выходу БК, 19, соединенного в свою очередь с выходом БУ 18 и

10 концентратомера 13 выходных показателей процесса (Al 0, „ ), а выходк регулятору температурного режима при ЛС 3.

БРР 17 соединен с выходом грануло1 метров 7,9 и 12, установленных на верхнем, нижнем разгрузочных уровнях декомпозера и в суммарном потоке соответственно, с выходом БУ заданного грансостава Ь ц, а выход под20 ключен к соответств щим регуляторам

8 и 10 разгрузки с верхнего и нижнего разгрузочных уровней декомпоэера.

Способ автоматического регулирования осуществляют следующим образом.

Алюминатный раствор и затравочный гидроксид через датчики 1 и .5 расходов и концентратомер 2 поступают в цепочку реакторов 4 для декомпозиции

30 (фиг. 1). Сигналы с выходов датчиков

1 и 5 и концентратомера 2, пропорциональные значениям P» P А1 0 » о „, поступают на вход БРЗ 15, туда же поступает сигнал с выхода БУ 18 заданного значения затравочного отношения (3,0), где вырабатывается сигнал регулятору 6 для изменения весового расхода затравочного гидроксида Р

40 Локальная система регулирования, в которую входят соответствующие датчики контроля и регуляторы температуры, обеспечивает поддержание рассчитанного БРТ 16 температурного режима

45 f(T) из уравнений математического описания процесса по основным началам

1348299 возмущений Х(Та, Al О, oL „, 3,0°, (Р1)), определенных с помощью датчиков ЛС Э, концентратомера 2 и датчика 5. В БК 19 производится сравнение измеренных на выходе декомпозеров выходных показателей процесса

Y (Al 0, О ) с заданными У> БУ 1 8 значениями и формируется по динамическому закону сигнал обратной связи 10

U=D(Y; -Y ), поступающий в БРТ 16 и корректирующий вычисленные значения управляющих воздействий (температурного режима Е(Т)). Локальной системе регулирования задается измененное зна- 5 чение управляющего воздействия Т по сравнению с рассчитанным значением

Т с помощью сигнала U обратной свяP зи.

Т =Т +U ?О

Из-за запаздывания коррекции на выходе декомпозеров наблюдаются периодические колебания крупности выходного продукта. Стабилизация грансостава 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- 30 зера цепочки реакторов 4, соответствующие значениям грансоставов ь8, ьq ", nq+ (доли фракции в процентах установленного класса крупности), а также с выхода БУ поступает сигнал заданного грансостава Щ выходного

Ъ продукта. БРР вырабатывает сигналы регулирования регуляторами 8 и 10 разгрузки с верхнего и нижнего уровней декомпоэера на прирост разгруз- 40 ки того или иного знака ЬР (знак зависит от результатов сравнения измеренного гранулометром 12 и заданного грансоставов, а величина шага обратно пропорциональна разности крупнос- 45 тей, измеренных гранулометрами 7 и

9) к уже имеющимся разгрузкам с верхнего и нижнего уровней в виде р до тех пор, пока измеренный гранулометром 12 грансостав а q не сравнит-,0 и ся с заданным БУ значением àq в суммарном потоке.

После сгущения и классификации пульпы в гидросепараторе 14 в декомпозер подают определенное количество мелких частиц 6 q (-r ) установленного ать ф класса крупности и на передел кальцинации количество частиц щ „ (+г ). повышенной крупности.

Опробование способа проводили на опытной 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 Na О и

142,3 г/л Аl О, В боковых стенках и донной части аппарата имеются штуцеры, через которые подается и раэгружается сверху или снизу пульпа, а также осуществляется циркуляция раствора, моделирующая разгрузку пульйы в проточных реакторах.

При 71 С пересыщение алюмннатного раствора составляло 69,9 г/л

А1 О . После добавления эатравочз ногс материала Аl(ОН), реакционную о массу 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 Аl(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

hq" в мас. . частиц крупнее +45 мкм равна 79,9% (77,7 г/л), а во втором опыте — 136,8 г/л, где q +45 мкм равна 80,5 (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 (72,3 ), чем во втором (67,82). Это объясняется тем, что декомпозиция проводилась не с оптимальным по количеству и грансоставу эатравочным материалом.

В третьем опыте, проводимом с найденным из ряда экспериментов оптимальным составом затравки А1(ОН)з (63 г/л, доля частиц bq в мас. . мельче— и

-45 мкм равна 52,7), получили улучшение обоих технико-экономических показателей: выход продукта увеличился до 83 г/л, а крупность частиц—

1348299 е

Формула изобретения родукт (затравка плюс осажденный материал) Опыт Затравочный матери оли- Коли- Доля ест- чест- фрак=

Разгрузка

Доля фракции

+45мкм

hq»г/л

Доля фракции

+45мкм

Доля фр акции

-45 мкм

6q»X

Доля фракции

-45мкм

ЬЯ» г/л ход одук2 г/л во про дукта

Рьр»» г/л

5мкм ,Х трав ки

)»

1 Нижняя 85,7 69 141,3 20,1 63,6 79,9 77,7 72,3

2 Верхняя 85,7 69 136,8 19,5 60,4 80,5 86,4 67,8

3 Нижняя 52,7 63 146

18,6 66,3 81,4 79,7 83,0

4 Верхняя 52,7 63 154,7 16,5 61,0 83,5 93,7 91,7 до q " +45 мкм, равной 81,4Х (7 9,7 г/л). Опыт осуществляли с нижней циркуляцией (моделирование нижней разгрузки) аналогично прототипу.

Повторив опыт с тем же оптимальным составом затравки Al(OH) (63 г/л, дц в мас.Х -45 мкм равна 52 7), но в при осуществлени верхней циркуляции (моделирование верхней разгрузки) по- 10 лучили наилучшие результаты: выход продукта 91,7 г/л, а доля фракции

» крупных частиц hq в мас.X +45 мкм возросла до 83,5Х (93,7 г/л) . Это доказывает положительный эффект осушест-15 вления 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 алюми ния .

Получение более крупного глинозема З0 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, включающий поддержание оксида алюминия и каустического модуля на заданном значении путем изменения температурного режима и стабилизацию затравочного отношения путем изменения весового расхода затравочного гидроксида, отличающийся 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.

1348299

ЛСЩ

ЯГЩ

12

6, t0

Фиг.2

Составитель В. Этинген

Редактор М. Петрова Техред M.Ìoðãeíòàë Корректор М. Демчик

Заказ 6594 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4