Способ управления процессом составления шихты для коксования

 

Изобретение относится к термической переработке каменных углей и может быть использовано для контроля и управления процессом составления угольной шихты из отдельных марок углей для коксования. Целью изобретения является упрощение и повышение точности измерений. Способ управления процессом составления шихты для коксования состоит в определении физических параметров исходных компонентов и шихт заданного и испытуемого составов по оптическим плотностям их экстрактов , в сравнении полученных значений оптических плотностей с заданным, в дополнительном контроле массовых соотношений компонентов и регулировании по полученным значениям величин дозировки исходных компонентов. Пробы взятых исходных углей с зольностью 5-12% измельчаются до размеров 0- 1,6 мм. 1 ил., 4 табл. S (Л

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСтИ ЕСНИХ

РЕСГ1У ЛИН

0% (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ14

Я И ГКНТ СССР

1 (21) 4633835/26 (22) 09.01.89 (46) 15.01.91. Бюл. В 2 (71) Украинский научно-исследовательский углехимический институт (72) М.Л.Улановский, Н.П.Гапотченко, Л,С.Цебрий, В.З.Барандес, E.Т.Ковалев, И.Д.Дроздник, И.Ф.Светличный, П.Ф.Гуртовник, В.К.Малевич и А.И.Ма. мулошвили (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1177333, кл. С 10 В 45/00, 1982.

Патент CUA F.- . 44.370201, кл. С .10 В

45/00, 57/04, 1981. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

СОСТАВЛЕНИЯ ИИХТЫ ДЛЯ КОКСОВАНИЯ (57) Изобретение относится к термической переработке каменных углей .

Изобретение относится. к термической переработке каменных углей и может быть использовано для контроля и управления процессом составления угольной шихты из отдельных марок углей для коксования, что обеспечивает стабилизацию состава шихты, выхода и показателей качества кокса при принятых условиях его получения.

Цель способа — упрощение и повышение точности.

На чертеже представлены граФические зависимости концентраций экстрактов от времени экстрагпрования (соотщ) С 01 N 21/00, С 05 D 27/00

2 и может быть использовано для контроля и управления процессом составления угольной шихты из отдельных марок углей для коксования. Целью изобретения является упрощение и повышение точности измерений. Способ управления процессом составления шпхты для KQKco» вания состоит в определении физических параметров исходных компонентов и шихт заданного и испытуемого составов по оптическим плотностям пх экстрактов, в сравнении полученных значений оптических плотностей с заданным, в дополнительном контроле массовых соотношений компонентов и регулировании по полученным значениям величин а

Щ дозировки исходных компонентов. Пробы взятых исходных углей с зольностью

5-122 измельчаются до размеров 01,6 мм. 1 ил., 4 табл. ветственно для кривых 1-6 концентра. ция суспензии составляет 0,8; 0,6;

0,5; 0,4; 0,3; 0,2 г/мл), Пример. От потоков исходных углей в местах их перепадов или с поверхностей транспортирующих устройств в соответствии с ГОСТ 1074271, п.31-33 отбирают пробы индивидуальных компонентов, а с потока транспортирующей ленты в соответствии с ГОСТ 10742-71 — пробу гяхты.

Отбор проб осуществляют в соответствии с ГОСТ 10742-71.

1620921

Обработку отобранных проб производят механизированным способом в соответствии с ГОСТ 10742-71, п. 2. 4.

Предварительно измельчают до крупности 0-3 мм, сократителем сокращают до лабораторной пробы и далее додрабливают до размеров 0-,1,6 мм.

Если в качестве исходных компонентов используют необогаценньп1 уголь, 10 то .его предварительно обогащают по известной методике до зольности 5.12Х, Первоначально были проведены эксперименты по выбору оптимальной концентрации твердого(угля) в суспензии и времени экстрагирования. Результаты представлены на чертеже (испытан . обогащенный уголь марки Г ЦОФ "Стахановская" измельчением 0-1,6 мм, зольностью 7,1Х).

Как видно из графиков, наилучшие условия достигаются при концентрации суспензии 0,4-0,5 г/мл и длительности экстрагирования 25-30 мин (крнвыс 3 и 4).

При большей концентрации (кривые и 2) процесс экстрагирования растягивается во времеш|, и для достижения таких же значений оптической плотности экстракта, как при концентрациях 0,4-0,5 г/мл, требуется не менее 2 ч. При меньшей концентрации (кривые 5 и 6) оптическая плотность экстракта снижается из-за разбавления его растворителем. При использовании углей с пониженной оптической плотностью экстракта увеличивается погрешность определения.

Затем были проведены эксперименты по выбору оптимальной крупности исходных проб угля (марки ДГ зольностью 6,4Ж).

В табл. 1 приведены данные, характеризующие зависимость точности измерения оптической плотности экстракта (Э) от крупности исходной пробы угля.

Из подготовленных проб берут необходимые навески, каждую переносят в пробирку для центрифугирования, добавляют определенный объем диметилсульфоксида (ТУ 6-09-3818-77.).

Суспензию при комнатной температуре, 20 периодически (через 3-5 мин) взбалты- вая, выдерживают для экстракции в течение 25-30 мин. Затем помещают в осадительную лабораторную центрифугу, например, типа Т 23Д и фугуют в те- 2S чение 20-30 мин при факторе разделения, равном 10000. Полученный фугат (экстракт) фильтруют через бумажный фильтр. (белая лента), переносят в кювету фотоколориметра типа ФЭК 56-М или любой другой, имеющий светофильтр. с ф. = 540 нм.

Оптическую плотность экстрактов определяют по отношению к чистому растворителю при длине волны.ф

=- 540 нм (светофильгр М> 6).

Таблица 1

Крупность смеси, мм, 100Х-ное

Ь «1003

D и змельчение Менее 3 0,81; 0,92; 0,84; 0,90; 0,81;

0,90 0,048 5 33

0,89 0,028 3,18

0,93

0,89

0,86;.

0,84;

Менее 1,6 0,86; 0,88;

0,90; 0,92;

Менее 1,0 0,88; 0,92; 0,84; 0,86; 0,84;

Менее 0,5 0,86; 0,92; 0,96; 0,94; 0,86; 0,96

0,92 0,037 3,98

55 ния возрастаеч из-эа ухудшения воспроизводимости вещественного состава исходных проб н условиях относительно небольших (2М),0002 r) навесок, а при более ToHvoM измельчении - иэ-эа

Менее 2 0,83; 0,92; 0,92; 0,91;

Наименьшие средние абсолютная (Ы и относительная (100 Д /D) погрешности измерения соответствуют крупности менее 1,6 мм. При большей. крупности пробы погрешность измере0 ° 89 0 88 0 022 2 50

0,89 0,89 0,028 . 3,15

162 увеличения содержания в них частиц микронных.размеров, отделение которых от экстракта требует применения специальных приемов (длительного @угования, многократного фильтрования и др.).

Таким образом, наиболее высокая точность определения соответствует крупности угля 0-1,6 мм, следовательно, при такой крупности исключается необходимость проведения более

4 параллельных определений, что упрощает, способ (все операции экстрагирования и фугования ведут одновременно на 4 пробах) и обеспечивает оперативность контроля марочного состава шихты и при необходимости его корректировку.

Экспериментально установлено также, что оптическая плотность экстракта зависит от зольности (А ) исходной пробы угля (табл. 2). Бып испытан уголь марки ЦГ, степень измельчения 0-1,6 мм.

Таблица 2

5-6

7-8

9-10

11-12

13-14

15-16

0,900

0,876

0,860

0,854

0,810

0,761

Как видно из данных табл. 2, в интервале значений зольности 5-121 снижение оптической плотности экстракта происходит не очень быстро, а после значений 12% — возрастающим темпом, что может привести к ошибочному определению марочной принадлежности углей с существенно различной зольностью и в связи с этим к необоснованной корректировке марочного сос, тава шихты.

На основании экспериментов установлено, что оптимальными условиями получения экстрактов и определения их оптической плотности являются концентрация твердого в суспензии

0,4-0,5 г/мл (что соответствует навеске угля 2-2,5 на 5 мл растворителя), время экстра ирования 2530 мин, крупность исходного угля ОО921 6

1,6 мм (1007-ное измельчепие менее

1,6 мм), зольность угля 5-12Х.

Кроме того, быпи проведены эксперименты по указанной методике для

5 углей основных марок по ГОСТ 25543-88 (ЦГ, Г, ГЖ, Гжо, Ж, КЖ, К, КС, ТС, Т), применяемых в шихтах для коксования, оцределяли оптические плотl0 ности экстрактов от обработки их диметилсульфокспдом.

Полученные результаты приведены в табл. 3.

Таблица 3

Усредненные и предельные значения опгической плотности (D) экстрактов от обработки диметилсульфоксидов углей. разных марок

20 Марка угля (по

ГОСТ

25543-88) D Интервал экспериментальных значений D

П р и м е ч а н и е. Во всех случаях крупность проб 0-1,6 мм, зольность — не более 12Х.

Установлено, что значения опти4р ческой плотности экстрактов от обработки углей разных марок располагаются в нескольких основных дискретных областях с неперекрывающимися границами, т.е. выбранный согласно пред45 лагаемому способу физический параметр позволяет более достоверно характеризовать свойства компонентов.шихты для коксования.

Оптическую плотность экстрактов от обработки исходных компонентов (первая и последняя строки табл.4), а также экстрактов от обработки смесей этих компонентов (двухкомпонентной шихты) определяли экспериментально по описанной методике, а для смесей — также расчетным путем, зная содержание компонентов и оптическую плотность их экстрактов.

25 ДГ 0,88

Г 0,76

ГЖО 0,65

ГЖО 0,45

Ж 0,30

30 КЖ О, 1 7

К 0,12

КС 0,09

ТС 0,06

Т 0,03

0,86-0,92

0,73-0,80

0,60-0,70

0,40-0 52

0,28-0,35

0 15-0,20

0,i 1-О, 13

0,082-0,095

0,054-0,071

0,020-0,042

1620921

Таблица р 3оа

Эксперимент

Количественное соотноненне углей в снеси, х*

hD 4D> l0

Птуе х оличественлое ношение углей меси, Х**

Расчет Экспери мент

100(1)

90(1)+10(2)

60(1)+20(2)

70(1)+30(2)

60(1)+40(2) .

50(1)+50(2)

40(l)+60(2)

30(1)+70(2)

20(1)+80(2)

10(l)+90(2)

100(2) 0,496

0,457

0,440

0>418

0,365

0,338

0,321

0,280

0,263

0,217

0,193

100(1)

1,97 74,6(1)+25,2 (2)

1 ° 14 73,0(1)+27(2)

3,10 70,0(1)+30,0(2)

2>60 68,0(1)+32(2)

2, 07 65>3(1)+34,7(2)

2,18 . 43,0(1)+57,0(2)

1>43 21,9(1)+78,1(2)

3,42

2,62

2,28 100(2) с не

0,173

0>2213

0„2272

0,2360

0,2370

0,2435

0>3183

0,4086

0,466

О,435

0,405

0,375

О;345

0,314

0,284

0,254

0,223

0,25 30

О,г567

0>2683

0>2750

0,2830

0,3540

0,4210

+0,009

-0,005

-0,013

+0,010

+0 > 007

-О, 007

+0 > 004

«0>009

Ю> 006

+0,0317

Ю>0315

+0,0323

+0,0360

+0,0395

+0,0357

>0>0!24

0,4905 плотности экстракта по описанной методике; получили значения этого по20 казатсля соответственно 0,76 0,60

0,32.

Из концентратов была составлена искусственная смесь со следующим заданным количественным соотношением:

Z5 Г 25%, ГЛ 30%, Н 45%.

Измеряли оптическую ппотность экстракта, полученного от обработки трехкомпонентной смеси. (:редневэвешенное значение оптической плотности экстракта, рассчитанное по содержанию компонентов в шихте и показателю оптической плотности экстрактов каждого из них составляет

0276! 25 + 0 60 x30 + Оь42145

100 = 0,51.

С учетом максимальной абсолютной погрешности измерения оптической

40 плотности экстракта при предлагаемых значениях крупп->сти и концентрации (для угля марки Г ЬВ = 0,02), а также с учетом указанных и табл.3 интервалов значений оптической плотности

45 экстрактов для углей марок ГЖ и Ж можно экспериментальные значения оптической ппотности экстракта от обработки трехкомпонентной шихты углей этих марок считать соответствующими заданному марочному составу, 50 если они укладываются в интервал

0,51+0,02, т.е. не выходят за пределы значений 0,49-0,53.

По результатам контрольного определения оптической плотности экстракта OT обработки проб производственного концентрата было скорректировано весовое соотношение в нем углей марок Г и 8, после чего значения onПо способу! 1 - уголь марки Г%01 2 - уголь марки К5 ее lto иевестнону способу! 1 - угол с вмсокпн выходом летучик венеств1 2 уаоль с нкаким вмкодом летучих веместв.

Как следует из данных табл. 4, оптические плотности экстрактов угольных смесей, определенные экспериментально и расчеTHblM путем, ирактически совпадают, что свидетельствует об аддитивности принятого физического параметра, Таким образом, исключается необхо- димость составления г!ихт заданного состава и определения оптической плотности экстрактов от их обработки растворителем, поскольку эта величина может быть рассчитана по Jlàínûì для индивидуальных компонентов. Это существенно упрощает процесс контро.— ля и управления марочньп! составом шихт, особенно многокомпонентных: при отклонении расчетного значения оптической плотности от экспериментального для ыихты испытуемого состава оперативно вносят .необходимую корректировку, обеспечивая соответствие фактического состава заданному.

Из анализа данных табл . 4 следует, .что если расчетные (по аддивности) и экспериментальные значения оптической плотности экстрактов (по предлагаемому способу) близки и их разность (ДЬ) имеет как положительные, так и отрицательные знаки, то разность расчетных и экспериментальных значений физического параметра

"«Р. по известному способу (h-- ) имеет Oh всегда один знак (+), что свидетельствует об отклонении этого параметра от аддивности для смесей углей.

Для производственного контроля состава трехкомпонентной смеси были подготовлены концентраты углей каждой иэ этих марок, которые использовали для определения оптической го

1620921

Формула изобретения

Способ управления процессом составления шихты для коксования, включающий определение Физических параметров исходных компонентов, а такЯ

oto а,м

0,600

О.ЗО

0,200

0700

40 ГММ

Составитель А,Прусковцов

Техред М.Дидык Корректор Т.Малец

Редактор A.Orap

Заказ 424? Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 тической плотности экстракта стабильно располагались в интервале 0,51+

10,02, т.е, соответствовали заданному марочному составу концентрата.

5 же шихт заданного и испытуемого сос тавов, сравнение полученных значений и корректировку дозирования исходных компонентов шихты, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности изме» рений контроль физических параметров исходных компонентов и шихт испытуемого состава осущесгвляют для углей с дисперсностью частиц 0-1,6мм и зольностью 5-12Х.