Устройство управления процессом извлечения соединений алюминия из руды

Устройство управления процессом извлечения соединений алюминия из руды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< н9762?5 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 21.05.81 (21) 3289593/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 2 1182 Бюллетень ¹43

Дата опубликования описания 23 11 82 (51)M Кл з

F 27 В 15/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (33) УДК 66. 041. 9 (088.8) И,Ф.Сологуб, А.H.Ëõìåäoâ, И.P.Ãàñàíîâ, Ф.B. Гаджиев,.

А.Э.Агаев,В.И.Шварцер,И.М.Пронин,Я.М.Марьяновский и В.Г.Орбеляни. (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский (7>) 3 < Н«>Н институт "Цветметавтоматика" и Кировабадс сий алюминиевый завод (54 ) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

СОЕДИНЕНИЙ АЛЮМИНИЯ ИЗ РУДЫ

Изобретение относится к области .цветной металлургии и предназначено для управления температурным режимом аппаратов кипящего слоя, в которых происходит процесс восстановления.

Процесс восстановления руды, содержащей соединения алюминия, имеет ряд особенностей. Процесс производится в аппарате кипящего слоя, в который поступает руда, восстановитель (сера ) и воздух. Обработанная руда выгружается из аппарата и направляется на последующие переделы.

Газообразные продукты реакции направляются в цех получения серной кислоты. Для того, чтобы исключить потери восстановителя с выходными газами и окислить его, в зону, расположенную над кипящим слоем, направляют воздух.

Известно устройство для управления процессами обжига измельченной руды. Это устройство по содержанию сернистого газа в отходящих газах и температуре материала в аппарате управляет загрузкой материала в аппарат (1 3.

Однако это устройство не может быть использовано для управления процессом восстановления алунитовой руды с серой в качестве восстановителя, так как концентрация сернистого ангидрида в отходящих газах не характеризует качество процесса восстановления. Объясняется это тем, что сернистый ангидрид выделяется не только при восстановлении руды, но и при окислении восстановителя (серы } кислородом воздуха.

Известен аппарат для управления процессом обжига цинковых концентратов в кипящем слое. Основным управляющим воздействием является расход воздуха. Расход загружаемого концентрата меняют в зависимости от температуры (2 1.

Применение указанного устройства для восстановления алунита исключено, так как температура, установленная эа счет подачи руды, не характеризует процесс восстановления. Объясняется это тем, что в слой руды подается как окислитель (кислород 1 так и восстановитель (сера ), и окисление серы кислородом воздуха компенсирует тепловые потери. Возможны даже режимы, для которых при заданной температуре восстановитель полностью окислен, а руда не восстанавливается.

30:Поэтому известные устройства не мо976275 гут обеспечить требуеглое качество процесса регулирования и не обладают достаточной надежностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство управления процессом вос- 5 становления сурьмы в кипящем слое, осуществляющее контроль расхода топлива и воздуха, поступающего в кипящий слой, контроль температуры в зоне, расположенной над кипящим 10 слоем, управление температурой в слое руды изменением расхода загружаемой руды.

Подача топлива производится в зависимости от концентрации окиси уг- 15 лерода в отходящих газах, и осуществляется стабилизация расхода воздуха, подаваемого в слой руды.

Окись углерода, образуемая в ре-. зультате окисления топлива кислородом воздуха, является восстановителем. Устройство позволяет поддерхувать концентрацию восстановителя и температуру в кипящем слое, при которых достигается требуемая степень восстановления руды (3 ).

Однако для алунитовой руды применить известное устройство не представляется воэможньгл, так как сера, непрореагировавшая в кипящем слое, окисляется в зоне, расположенной над слоем. поэтому концентрация восстановителя в отходящих газах равна нулю, что не позволяет использовать известный способ для этого процесса. Аппаратурная реализация устройства в этих З5 условиях оказывается недостаточно надежной. В результате регулируемые

1 параметры выходят за допускаемые пределы, т.е. нарушается технологический процесс. 40

Пельш изобретения является повышение надежности устройства.

Цель достигается тем, что устройство содержит датчик температуры в аппарате, датчик расхода восстанови- 4 теля, подаваемого в аппарат„ регуляторы температуры руды и расхода восстановителя, регулирующий клапан на линии подачи восстановителя, блок обнаружения неисправностей.

Блок обнаружения неисправностей состоит из входного коммутирующего узла, последовательно соединенных между собой усреднителя, дифференцир ющего звена, вычислительной ячейки, узла сравнения, формирователя выходного сигнала, блок тактовых сигналов, логического блока, сигнального блока и блока задатчиков с коммутирующим узлом. Каналы управления коммутирующих узлов упо- 60 мянутых блоков соединены с выходными каналами блока тактовых сигналов, входные каналы коммутирующего узла блока обнаружения неисправностей соединены с выходными каналами датчика температуры в аппарате, датчика расхода восстановителя, подаваемого в аппарат, регулятора температуры руды и регулятора расхода восстановителя. Выходной канал блока обна-, ружения неисправностей соединен с входным каналом логического блока, один выходной канал которого соединен с входным каналом блока тактовых сигналов, второй выходной каналс входным каналом сигнального блока, выходной канал блока задатчиков соединен с дополнительным входом блока обнаружения неисправностей, а выходной канал блока тактовых сигналов соединен с входным каналом логическо-. го блока.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит издатчика 1 температуры, регулятора 2 температуры, датчика 3 расхбда восстановителя, регулятора 4 расхода восстановителя, регулирующего клапана 5, коммутирующего узла 6, 7, 8 и 9, блока 10 тактовых сигналов, блока обнаружения неисправностей, в состав которого входит логический блок 11, сигнальный блок 12, блок 13 обнаружения неисправностей, блоки 14-17 задатчиков скоммутирующими узлами 18-21, задатчика 22, сумматора 23. Блок обнаружения неисправностей состоит иэ входного коммутирующего узла 6, 7, 8 и 9, усреднителя 24, дифференцирующего звена 25, вычислительной ячейки 26, узла 27 сравнения, формирователя 28 выходного сигнала..

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от сигнала датчика

1 регулятор 2 формирует сигнал установки расхода восстановителя регулятору 4, который, в свою очередь, формирует команду регулирующему клапану 5. При исправности всех элементов устройства осуществляется стабилизация температурного режима аппарата. Неисправность любого из устройств приводит к нарушениям технологического режима, вследствие отклонения регулируемого параметра эа допускаемые пределы.

В первом такте работы эадатчик 22 и сумматор 23 формируют стандартного вида возмущение (например, дельта-функцию ) на регулятор 4. В результате клапан 5 изменит подачу восстановителя в аппарат, а датчик

1 и регулятор 2 определенным образом отреагируют на возмущение и вызовут изменение выходного сигнала регулятора 4.

Во втором такте коммутатор соединяет выходной канал регулятора 4 и один из задатчиков 14-17 с блоком обнаружения неисправности.

976275

Усреднитель 24 сглаживает и фильтрует поступающий в него сигнал, дифференцирует и оценивает величину производной, сравнивает ее с заданным значением (сигнал задатчика 14 ) и формирует итоговый сигнал.

При исправном состоянии аппаратуры логический блок формирует сигнал

"Исправность" на сигнальное устройство и команду тактовому устройству на повторение цикла. При неисправ- 10 ности аппаратуры, что будет обнаружено по состоянию выходного сигнала регулятора 4, логический блок формирует сигнал "Возможна неисправность — идет проверка", и дает команду 15 тактовому устройству на поочередную проверку устройств 1-4.При этом к блоку обнаружения неисправности поочередно подключаются выходные каналы датчиков 1 и 3, регуляторов 2 и 4 и Я) соответствующие эадатчики 14-17. При обнаружении несоответствующей реакции одного иэ устройств, блок 11 формирует команду сигнальному устройству на выдачу сигнала, например, "Не-, 25 исправлен датчик 3,"перевести регулятор 4 на дистанционное управление".

Своевременное обнаружение не,исправности в работе регулирующей аппаратуры позволит избежать отклонения щ температуры за допустимые пределы.

После устранения неисправности продолжается циклический опрос и анализ правильности функционирования устройства.

Экономический эффект определен в расчете на 1000 т перерабатываемой алунитовой руды. Работа предложенного устройства обеспечивает немедленное принятие технических и организационных мер, в случае выхода из строя любого звена системы автоматического регулирования. Благодаря этому, параметры технологического процесса не выйдут за допускаемые значения, что позволит повысить сте- 45 пень извлечения серы иэ руды и получить за счет этого дополнительное количество расходов на приобретение элеМентарной серы.

Дополнительно полученное коли- Я чество серы при повышении степени восстановления на 1% составит на каждые 1000 т перерабатываемой алунитовой руды 0,558

Годовая экономия на каждые

1000 т перерабатываемой алунито ой руды составляет 39,03 руб.

Формула изобретения

Устройство управления процессом извлечения соединений алюминия иэ руды, состоящее из датчика температуры в аппарате, датчика расхода восстановителя, подаваемого в аппарат, регуляторов .температуры руды и расхода восстановителя, регулирующего клапана, установленного на линии подачи восстановителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, .оно дополнительно снабжено блоком обнаружения неисправностей, включающем входной коммутирующйй узел и последовательно соединенные между собой усреднитель, дифференцирующее звено, вычислительную ячейку, узел сравнения, формирователь выходного сигнала, а также блоком тактовых сигналов,логическим блоком, сигнальным блоком и блоком задатчиков с коммутирующим узлом, причем каналы управления коммутирующих узлов упомянутых блоков соединены с выходными каналами блока тактовых сигналов, входные каналы коммутирующего узла блока обнаружения неисправностей соединены с выходными каналами датчика температуры в аппарате, датчика расхода восстановителя, подаваемого в аппарат, регулятора температуры руды и регулятора расхода восстановителя, выходной канал блока обнаружения неисправностей соединен с входным каналом логического блока, один выходной канал которого соединен с входным каналом блока тактовых сигналов, другой выходной канал — входным каналом сигнального блока, выходной канал блока задатчиков соединен с дополнительным входом блока обнаружения неисправностей, а выходной канал блока тактовых сигналов соединен с входным каналом логического блока °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 302382, кл. С 22 в 1/10, 1969.

2. Буровой И.A.Àâòîìàòè÷åñêîå управление процессами в кипящем слое.

М., "Металлургия", 1969, с.354-358.

3. Там же, с. 405-408.

Составитель Г. Демин

Редактор Г. Волкова Техред Л.Пекарь КорректорA. Ференц

Эаказ 8986/67 Тираж 645 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rro делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4