Способ управления процессом получения цемента с добавкой, например, шлака

 

Изобретение относится к строительству и получению строительных материалов, а именно к управлению процессами получения цемента. Задача изобретения - снижение энергозатрат и повышение эффективности процесса. Задача решается тем, что в способе управления процессом получения цемента с добавкой, например, шлака, включающем приготовление шлама, подачу и обжиг во вращающейся печи, охлаждение полученного клинкера в холодильнике вводом в него добавки и последующее их измельчение в цементной мельнице, например, дискретно-непрерывного действия, с вводом в нее добавки из сушилки, определение значения добавки в выходном продукте, измерение и изменение управляемого и управляющего параметров до достижения их оптимального значения, в качестве управляемого параметра выбирают эксергию обрабатываемого материала, которую измеряют на всех стадиях технологического процесса, а в качестве управляющих параметров - дополнительный поток клинкера, вводимый в цементную мельницу и добавки, например, шлака, который перед сушилкой разделяют на два потока, причем при поступлении одного из них в холодильник изменяют эксергию подаваемого шлама до достижения ее оптимального значения, а соотношение клинкера и добавки в потоке шихты, поступающей из холодильника в цементную мельницу, определяют прямо пропорционально эксергии клинкера и добавки, и при ее увеличении или уменьшении соответственно увеличивают или уменьшают количество добавки, подаваемой в холодильник. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к цементной промышленности, а именно к процессам управления и регулирования получения цементных материалов.

Известен способ получения цемента с добавкой, например, шлакопортландцемента, включающий подачу предварительно высушенного шлака в цементную мельницу (Бутт Ю.М. и др. Технология вяжущих веществ. - М., 1965, с.577-578).

Недостатком этого способа является высокая энергоемкость и недостаточно высокое качество получаемого шлакопортландцемента.

Наиболее близким по технической сущности является способ управления процессом получения цемента (патент РФ 2079459 от 20.05.97), включающий измерение управляющих и управляемых параметров, их стабилизацию и регулирование заданного значения выходного продукта.

К недостаткам этого способа относятся высокие энергозатраты, недостаточная точность и гибкость управления.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение эффективности процесса.

Эта цель достигается тем, что в способе управления процессом получения цемента с добавкой, например, шлака, включающем приготовление шлама, подачу и обжиг его во вращающейся печи, охлаждение получаемого клинкера в холодильнике с вводом в него добавки и последующее его измельчение в цементной мельнице, например, дискретно-непрерывного действия, с вводом в него добавки из сушилки и дополнительного потока клинкера, определение заданного значения добавки в выходном продукте, измерение и изменение управляемого и управляющего параметров до достижения их оптимального значения, в качестве управляемого параметра выбирают эксергию обрабатываемого материала, которую измеряют на всех стадиях технологического процесса, а в качестве управляющих параметров - дополнительный поток клинкера и добавки, который перед сушилкой разделяют на два потока, причем при поступлении одного из них в холодильник изменяют эксергию подаваемого шлама до достижения ее оптимального значения, а соотношение клинкера и добавки в потоке шихты, поступающей из холодильника в цементную мельницу, определяют прямо пропорционально эксергии клинкера и добавки и при ее увеличении или уменьшении соответственно увеличивают или уменьшают количество добавки, подаваемой в холодильник, а значение добавки в выходном продукте регулируют или количеством добавки, подаваемой из сушилки, и/или дополнительным потоком клинкера, подаваемого в цементную мельницу.

Предлагаемый способ соответствует критерию "изобретательский уровень", так как из научно-технической и патентной литературы неизвестен способ управления процессом получения цемента с добавкой, в которой в качестве управляемого параметра выбирают эксергию обрабатываемого материала на всех технологических стадиях, а в качестве управляющих - потоки добавки и дополнительного клинкера, которыми регулируют химический состав конечного продукта, и изменяют эксергию подаваемого шлама до достижения ее оптимального значения.

Способ осуществляется следующим образом.

Определяют комплекс физико-механических свойств и эксергию исходного и обрабатываемого материала. За управляемый параметр выбирают эксергию материала, которую измеряют на всех технологических стадиях.

Традиционным способом готовят шлам, измеряют его свойства и эксергию, подают его во вращающуюся печь. Полученный клинкер из печи поступает в холодильник. Управляемым параметром в данном способе является дополнительный поток клинкера и/или шлака, который выбран в качестве добавки для получаемого цемента. Этот поток шлака разделяют на два и подают - один в сушилку, а другой - в холодильник клинкера. При поступлении шлака в холодильник, чтобы на произошло увеличение удельного расхода топлива при обжиге, изменяют эксергию подаваемого шлама до достижения ее оптимального значения, компенсирующего это возможное увеличение. Из холодильника полученная шихта из клинкера и шлака подается в цементную мельницу, например, дискретно-непрерывного действия, куда также подается гипс.

Соотношение клинкера и шлака в потоке шихты, выходящем из холодильника, определяется в соответствии с предварительно определенной эксергией этих компонентов.

Содержание количества шлака в выходном продукте регулируют или количеством шлака, подаваемого из сушилки, и/или дополнительным потоком клинкера, заранее приготовленного и хранящегося в отдельной емкости.

Пример 1. В лабораторных условиях известными способами определяется в зависимости от свойств используемого шлака и клинкера заданное максимальное количество шлака в данном виде цемента а_max.

Определяют эксергию исходного шлака Е_шл и эксергию клинкера Е_кл на участке холодильника, куда подается шлак. При этом соотношение клинкера и шлака будет равно К:Ш.

При изменении каких-либо условий процесса, например увеличении влажности подаваемого шлака, эксергия шлака уменьшается и становится Е_шл, а эксергия клинкера в холодильнике не изменилась, тогда в соотношении клинкера и шлака доля шлака в потоке шихты пропорционально уменьшилась, а доля клинкера, естественно, увеличилась, и соотношение стало К:Ш^I.

При изменении эксергии клинкера, например, изменились свойства подаваемого шлама, и эксергия клинкера на участке холодильника, куда подается шлак, стала больше E^II_кл., тогда доля шлака пропорционально увеличилась, и соотношение стало К:Ш^II.

Пример 2. Выполнение способа по п.2.

Необходимость реализации этого пункта возникает при невозможности достижения содержания максимального значения а_max шлака в данном цементе при подаче только шихты из холодильника в цементную мельницу.

Для регулирования этого значения осуществляют подачу шлака из сушилки и/или дополнительного клинкера.

Измеряют текущее значение шлака в выходном продукте а_т, количество шлака, подаваемого из сушилки, равно Ш_т, а клинкера - К_т, если а_т меньше а_max, то вводят шлак из сушилки Ш^I_т, если а_т больше а_max, то вводят дополнительный поток клинкера К_т до достижения а_max.

Таким образом, реализация предлагаемого изобретения позволит снизить общие приведенные энергозатраты на 5-25% и повысить степень гибкости и совершенства управления технологическим процессом получения цемента с добавкой.

Формула изобретения

1. Способ управления процессом получения цемента с добавкой, например, шлака, включающий приготовление шлама, подачу и обжиг его вращающейся печи, охлаждение полученного клинкера в холодильнике с вводом в него добавки и последующее их измельчение в цементной мельнице, например, дискретно-непрерывного действия, с вводом в нее добавки из сушилки, определение значения добавки в выходном продукте, измерение и изменение управляемого и управляющего параметров до достижения их оптимального значения, отличающийся тем, что в качестве управляемого параметра выбирают эксергию обрабатываемого материала, которую измеряют на всех стадиях технологического процесса, а в качестве управляющих параметров - дополнительный поток клинкера, вводимый в цементную мельницу, и добавки, например, шлака, который перед сушилкой разделяют на два потока, причем при поступлении одного из них в холодильник изменяют эксергию подаваемого шлама до достижения ее оптимального значения, а соотношение клинкера и добавки в потоке шихты, поступающей из холодильника в цементную мельницу, определяют прямо пропорционально эксергии клинкера и добавки, и при ее увеличении или уменьшении соответственно увеличивают или уменьшают количество добавки, подаваемой в холодильник.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что значение добавки в выходном продукте регулируют или количеством добавки, подаваемой из сушилки, и/или дополнительным потоком клинкера, подаваемого в цементную мельницу.