HU176188B - Irányító rendszer Bayer technológia szerinti timföldgyártási ülepítő és mosó berendezéseinek összehangolt működtetésére - Google Patents

Description

A találmány tárgya irányító rendszer Bayer technológia szerinti timföldgyártás ülepítő és mosó berendezéseinek összehangolt működtetésére, ahol az irányított berendezések a feltárt zagyot fogadó hígítóból, ennek kimenetéhez csatlakozó legalább egy elosztóból, az elosztó kimenetéhez kapcsolt ülepítőkből az ülepítők kimeneteit fogadó vörösiszap tárolóból, ennek kimenetéhez csatlakozó legalább egy mosósorból, továbbá az ülepítőkhöz és a mosósorhoz csatlakozó ülepítő anyag adagolóból állnak, ahol a rendszerben 1 az egyes technológiai berendezések bejövő és kimeneti mennyiségeit jelző és/vagy mérő és az egyes berendezések üzemelésére jellemző kémiai és fizikai paramétereket vizsgáló egységek vannak, továbbá a technológiai berendezéseldiez azok működési párámé- 1 tereit befolyásoló beavatkozó szervek csatlakoznak.

A Bayer technológiát alkalmazó timföldgyárak egyik döntő jelentőségű feladata, a feltárt magas koncentrációjú zagy hígítása, az optimális koncentrá- 2 ciójú aluminátlúg beállítása, az ülepítő és mosó dorrokban a hidrolízis veszteség csökkentése és a vörösiszapban lévő alumínium és marónátron kimosá2

A lehígított zagy szilárdanyag tartalmát a folyadék-fázistól ún. Dorr rendszerű ülepítőben választják le. A folyadékfázisban a szilárd anyag túlnyomórészt Fe₂O₃-ból és nátrolitból áll, leülepszik, a leülepedett 5 iszap ún. vörösiszap a kónuszon (ülepítő alján), a túlfolyókon a folyadékfázis az aluminátlúg távozik. A túlfolyón távozó tiszta aluminátlúg 90-100 C°-os, rendszerint lemezes hőcserélőn át jut a kikeverő üzemrészbe további feldolgozásra. Aluminátlúg a le0 mezes hőcserélőben híglúgot (returlúgot) melegít fel.

Az ülepítés a felhígított zagy folyadék és szilárd fázisának a nehézségi erő hatására bekövetkező szétválásán alapul.

Az ülepítés jóságának legfontosabb jellemzői, az ülepedési sebesség, és a tartózkodási idő. Gyakorlatban az elégtelen ülepedési sebesség növelésére lisztet, keményítőt vagy más ülepítőszert adagolnak. A különböző ülepítőszerek a kis szemcsék összetapasztásával növelik az ülepedés sebességét.

Az ülepítő kónuszon eltávozó iszap nagy mennyiségű folyadékot visz magával, több fokozatban ellenáramú iszapmosásnak vetik alá. Az iszap folyadékfázisa nagy Naj O és Alj O tartalmú.

Az ülepltés-mosás technológiai folyamata sorána feltárt zagyot hígítják. Hígítással teszik a feltárt zagyot ülepitésre alkalmassá. A hígítás egyenletességének biztosítása a zagy további feldolgozása miatt .elengedhetetlen. A zagyot dorr mosóvízzel hígítják az ³⁰ előírt fajsúly értékre.

·, t-mvik. és a teltárt zagy hígítására li.ís/íi íí;..í. lei Á ííí.uíidiii ιηυχύίΜη ugyanez. a folyautat t,»U/> dik k'_s mint az elsőben. Hz a folyamat megismétlődik az utolsó inosi»ig, amelyben tiszta vizet vezetnek az iszap végleges kimosására.

Az ülepítőből távozó vörösiszap ellenáramú mosása az előbbiek szerint abból áll, hogy a sűrű iszapot fokozatosan mindig alacsonyabb k. NajO és AI2O3 tartalmú mosóvízzel íelzagyolják (hígítják) és minden fokozatban az iszapot elválasztják a folyadékfázis jelentős részétől. Az iszapban meglévő Na₂O és Al₂O fokozatosan, egyik mosóból a másikba való átmenet közben hígul, A híguíás mértéke, így a mosás hatásfoka annál nagyobb, minél sűrűbb iszapot zagyolunk fel a viszonylag tiszta mosóvízzel. Ezért törekedni kell az iszap legnagyobb mértékű besűrítésére, vagyis a lehető legnagyobb szilárd: folyékony viszony elérésére.

Az ülepítés-mosás elsődleges célja a kikeverésre legalkalmasabb mólviszonyú, szennyezodésmentes (tiszta) aluminátlúg biztosítása és az ülepítőkből távozó vörösiszap Na₂O és A1₂O₃ tartalmának csökkentése. Az ismert ülepítés-mosásí eljárások azonban nem biztosították a kikeverésre legalkalmasabb mólviszonyú aluminátlúgot és a minimális Na₂O és A1₂O₃ veszteséget.

A szakirodalomban gyakran találkozhatunk a hígítás, ülepítés vagy mosás irányításával foglalkozó tanulmánnyal, szabadalommal. Pl. 1972. november 21-én beadott „Eljárás timföldgyári ülepítő, mosó és kikeverő berendezések gazdaságos üzemeltetésére és berendezés ezen eljárás foganatosítására” megnevezésű 166 568 lajstromszámú magyar szabadalom, amely egy-egy berendezést külön-külön önmagában vizsgál.

Ugyancsak 1972. november 21-24-én Budapesten hangzott el a Vegyi - és Olajipari Automatizálási Konferencián és Kiállításon Barakka I., Németh B.: „Mosósor műszerezése — automatizálása” c. előadás, amely az ellenáramú mosórendszer automatikus irányításával foglalkozik.

A szovjet szakirodalomban is találhatunk példát ülepítő kónusz iszapkoncentráció szabályozására. Ilyen a V. A. Rasztyjápin, V, I. Vorobjev ... „Avtomatyizeszkoje reguliroványije koncentrácii tvordova vescsesztva v nyizsnyem produkte szgusztyityelej” c. tanulmány, a tanulmány Moszkvában 1970-ben jelent meg a Színesfémípari Minisztérium kiadásában az „Avtomaíyizácija proces ov glinazomnovo praizvodsztva” c. könyvben. Még sorolhatnánk az ülepítéssel vagy mosással foglalkozó külföldi és belföldi közleményeket, amelyek részben megvalósultak vagy megvalósulásra várnak. Közös vonásuk az, hogy a timföldgyári feltárt zagy hígítás ülepítés és mosás technológiáját teljes egészében nem fogják át, ebből fakadóan az aluminátlúg mólviszonya és a mosósori Na₂O és AI2U3 veszteséget csak részben befolyásolják.

Célunk a találmánnyal olyan rendszer létrehozása a timföldgyári ülepítés-mosás folyamatos irányítására, amellyel figyelembe vehetjük az ülepítés-mosásra ható összes fontosabb tényezőket és amellyel biztosítani tudjuk az ülepítést. .

A találmánnyal olyan irányító rendszert hozunk létre a Bayer technológia szerinti timföldgyártás ülepítő és mosó berendezéseinek összehangolt működtetésére, ahol az irányított berendezések a feltárt

2.

zagy ot fogadó hígítóból, ennek kimenetéhez csatlakozó legalább egy elosztóból, az elosztó kimenetéhez kapcsolt ülepítőkből, az ülepítők kimenetéit fogadó vörösiszap tárolóból, ennek kimenetéhez csatlakozó legalább egy elosztóból, az elosztó kimenetéhez kapcsuk ülepítőkből, az ülepítők kimeneteit fogadó vörösiszap tárolóból, ennek kimenetéhez csatlakozó mosókból, továbbá az ülepítőkhöz és a mosókhoz csatlakozó ülepítő anyag adagolóból állnak, ahol a rendszerben az egyes technológiai berendezések bejövő és kimeneti mennyisgeit jelző és/vagy mérő és az egyes technológiai berendezések bejövő és kimeneti mennyiségeit jelző és/vagy mérő és az egyes berendezések üzemelésére jellemző kémiai és fizikai paramétereket vizsgáló egységek vannak, továbbá a technológiai berendezésekhez azok működései paramétereit befolyásoló beavatkozó egységek csatlakoznak.

A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az egyes jelző és/vagy mérő és vizsgáló egységek kimenetei közös számítógép bemenetelhez vannak kapcsolva, a számítógéphez közvetlenül egy szimulátor csatlakozik, amelynek az irányított berendezés sor be- és kimeneti anyagainak összetételére vonatkozó laboratóriumi adatokat és tapasztalati úton felvett mennnyiségeket fogadó bemenetel vannak, továbbá a hígítóba adagolt hígítóvíz mennyiségét szabályozó és ezzel a technológiai folyamat aluminátlúg nátron koncentrációját változtató beavatkozó egysége van, amelynek vezérlő bemenete a számítógéphez csatlakozik, és a hűtőkből a hígítóba visszavezetett híglúg mennyiségét változtató és ezzel az aluminátlúg mólviszonyát befolyásoló beavatkozó egysége van és ennek vezérlő bemenete a számítógép további kimenetéhez csatlakozik, és a vörösiszap tárolókhoz visszavezetett híglúg mennyiségét változtató és ezzel a mosókból a hígítóhoz vezetett hígítóvíz mólviszonyát befolyásoló továb-bi beavatkozó egysége van és ennek vezérlő bemenete a számítógép kimenetéhez csatlakozik, és az ülepítő anyag adagolóhoz vezetett ülepítő anyag mennyiségét változtató és ezzel az ülepítő anyag adagolóból továbbított ülepítő anyag mennyiségét befolyásoló beavatkozó egysége van, amelynek vezérlő bemenete a számítógép újabb kimenetéhez kapcsolódik.

A találmány szerinti irányító rendszerrel különböző műszerezettségű gyártást is gazdaságosan és üzembiztosán lehet irányítani. Az irányító rendszer figyelembe veszi a visszacsatolt és előtartó szabályozást. Az előretartó szabályozásnál még az ülepedés előtt meghatározzuk az aluminátlúg kJVa₂O koncentrációt és riumináfiúg mólviszonyt, valamint az első mosólépcső előtt mosósorról távozó hígítóvíz mólviszonyt szimulációs eljárással nagy jó közelítéssel.

A találmány szerinti irányító rendszeren belül visszacsatolt szabályozás alkalmazásával az ülepítésmosás során tizenkettő fizikai és három kémiai paramétert mérünk a mért értékből a két szabályozóval és négy számítóegységgel (egybeépített is lehet) biztosítjuk a gazdaságos, minőségi és mennyiséri ülepítést-mosást. Előretartó szabályozás alkalmazásával tizenhárom fizikai és tizenkettő kémiai paramétert mérünk, négy szabályozóval és hét számítóegységgel (egybeépített is lehet), biztosítjuk a gazdaságos, minőségi és mennyiségi ülepítést-mosást. A szabályozók rendszertechnikailag összefüggő egységet alkotnak.

Ha digitális számítógépet alkalmazunk megfelelő programmal, nincs szükség külön számítóegységekre és szabályozókra.

A találmány szerinti rendszer egy kiviteli alakjánál visszacsatolt szabályozás alkalmazásával kémiai paraméterként a higítóviz mólviszonyát az aluminátlúg 5 Na₂O koncentrációját és mólviszonyát, fizikai paraméterként a hígított zagy fajsúlyát, a hígításba jutó híglúg (returlúg) mennnyiségét, a vörösiszapba jutó híglúg mennyiségét, az űlepítést elősegítő anyagmennyiséget, az aluminátlúg mennnyiségét, a hígítsára 10 jutó zagy mennyiségét, a felhígított zagy mennyiségét, az ülepített vórösiszap mennyiségét, a hígítóvíz mennyiségét, a mosóvíz mennyiségét, a mosott vörösiszap mennyiségét, az aluminátlúg mennyiségét és a vörősiszaptárolóba jutó híglúg mennyiségét mérjük. 15 Előretartó szabályozás alkalmazásával kémiai paraméterként a feltárt zagy k.Na₂ 0 és Al₂ O₃ koncentrációját, a hígítóvíz k.Na₂ 0 és Al₂ O₃ koncentrációját, a hígítóba menő híglúg k.Na₂O és A1₂O₃ koncentrációját, az ülepítőanyag víz k.Na₂0 és A1₂O₃ koncentrá- ²θ cióját, az ülepített vörösiszap k,Na₂0 és A1₂O₃ koncentrációját, a hígított zagy szilárdanyag koncentrációt, a második mosólépcsőből távozó mosóvíz k.

Na₂ 0 és AI₂ O₃ koncentrációját fizikai paraméterként a visszacsatolt szabályozásnál felsorolt paramétereket ²⁵ mérjük (mérés alatt műszeres és laboratóriumi elemzés egyaránt érthető).

A találmány szerinti rendszer beavatkozási pontjai lényegében a hígításnál, az ülepítő anyag beadásánál és a vörösiszap tartályoknál vannak. Ezeken a helyeken a hígítóvizet, híglúgot, ülepítőanyagot, ülepítőanyagot zagyoló vizet adagolunk a folyamatba.

A találmány szerinti rendszer mennyiségmérésekkel és számítóegységekkel biztosítja a zavartalan, torlódásmentes, üzembiztos, gazdaságos anyagáramo- ^díJ kát. A gyors beavatkozás küszöböli ki az esetleges mennyiségi változásokból eredő hosszú tranziens állapotot. A számítóegységek a kézialapjel állítását is lehetővé teszik. ,

A találmány szerinti rendszerben visszacsatolt szabályozás esetén tulajdonképpen három kaszkád kapcsolású és egy arányszabályozó alkot egységes irányítási rendszert. Előretartó szabályozás alkalmazása esetén négy szabályozó alkot egységes irányítási 45 rendszert, amelyekből háromnak számítóegység szolgáltatja az ellenőrzőjeleket, a negyedik pedig arányszabályozó, a kaszkád kapcsolás is alkalmazható.

A találmány szerinti rendszerben visszacsatolt szabályozás esetén a hijgítóba jutó hígítóvíz mennyisége 50 elsősorban a hígított zagy faisúlyától, az aluminátlúg Na₂O koncentrációjától, a feltárt zagy mennyiségétől, a hígított zagy mennyiségétől, a vörösiszap mennyiségétől, a higítóviz mennyiségétől, a mosóvíz mennyiségétől, a mosott vörősiszap mennyiségétől és az alumi- 55 nátlúg mennyiségétől függ. Előretartó szabályozás alkalmazásával a hígítóba jutó hígítóvíz mennyisége elsősorban a visszacsatolt szabályozás alkalmazásánál felsorolt paramétereken kívül még a hígítóba menő híglúg (returlúg) mennyiségétől, az ülepítő anyag víz 60 mennyiségétől, a feltárt zagy k.Na₂O koncentrációtól, a hígítóvíz k.Na₂O koncentrációtól, az ülepítőanyag víz k.Na₂O koncentrációtól, és a hígított zagy Szilárdanyag koncentrációtól függ.

A találmány szerinti rendszerben visszacsatolt 65 szabályozás esetén a hígítóba jutó híglúg mennyisége elsősorban a híglúg mennyiségétől, az aluminátlúg mólviszonyától, a feltárt zagy mennyiségétől, a hígított zagy mennyiségétől, a vörösiszap mennyiségétől, a hígítóvíz mennyiségétől, a mosóvíz mennyiségétől, a vörösiszap mennyiségétől és az alumintátlúg mennyiségétől függ.

Előretartó szabályozás alkalmazásával a hígítóba jutó híglúg mennyisége elsősorban a visszacsatolt szabályozás alkalmazásánál felsorolt paramétereken kívül még, az üíepítőanyag víz mennyiségétől, a feltárt zagy k.Na₂0 és AI2Ó3 koncentrációktól, a hígító víz k.Na₂ O és Al₂ O₃ koncentrációktól, a hígítóba menő híglúg k.Na₂0 és A1₂O₃ koncentrációktól és az ülepítőanyag víz k,Na₂O és A1₂O₃ koncentrációktól függ.

A találmány szerinti rendszerben visszacsatolt szabályozás esetén a vörösiszap tartályokba jutó híglúg mennyisége elsősorban a hígítóvíz mólviszonyától, a vörösiszapba jutó híglúg mennyiségétől, a feltárt zagy mennyiségétől, a hígított zagy mennyiségétől, a vörösiszap mennyiségétől, a gígítóvíz mennyiségétől, a mosóvíz mennyiségétől, a vörösiszap mennyiségétől és az aluminátlúg mennyiségétől függ.

Előretartó szabályozás alkalmazásával a vörösiszap tartályokba jutó híglúg mennyisége elsősorban visszacsatolt szabályozás alkalmazásánál felsorolt paramétereken kívül még, a második mosótagból távozó mosóvíz mennyiségétől, valamint k.Na₂0 és A1₂O₃ koncentrációktól, az ülepítőanyag (ülepítőszer) k. Na₂ 0 és Al₂ O₃ koncentrációktól függ.

A találmány szerinti rendszerben az ülepítőszer mennyisége elsősorban a hígított zagy mennyiségétől, az alumintálúg tisztaságától, az ülepítőszer mennyiségétől, a feltárt zagy mennyiségétől, a hígított zagy 'mennyiségétől, a vörösiszap mennyiségétől, a hígítóvíz mennyiségétől, a mosóvíz mennyiségétől, a vörösiszap mennyiségétől és az alumintálúg mennyiségétől függ.

A találmány szerinti rendszerben alkalmazott szabályozók kézi és követő üzemmódban egyaránt működnek. A követő üzemmód alapjelét optimalizált program alapján központi számítógép adhatja.

A találmány szerinti rendszerben előretartó szabályozás alkalmasa esetén előnyös, ha a mért paraméterekből az aluminátlúg k.Na₂O koncentrációt és mólviszonyt, valamint a hígítóvíz mólviszonyt, a következő összefüggések alapján számítógép(ek)en beállítjuk _ X_t *X₂+X₃+X4 ^xNa₂0A^_ Xj-X^.a _γ> _κ Xi+X₂+X₃+X4 ^Λ mvA ⁼ ? X₅₊X₇₊- X₈₊X4

X’ , „Xí-Xro ‘ mvHV s a

X₁₂*X * Xi 1 * C *Xi4+d ahol:

Xi ^{a X}QHZ ~(^XQHV ⁺ XQR) · ^XFZ

Na₂0

X3 » Xq_HV · ^XHVNas° ^{: X}3 ^{B X}QRI · ^XR Na2 O X< -XQÜaV .XaVNa₂° ^:X* ^sXQHZ*^XQÜaV = * ^XQÜaV) · ^xHZSZa ^χ-> ^=XQHV ^iVNa,⁰

X. -- \»<l ^XR1AI2⁰»' ⁼ \lMjV . Xm3

Vk.Na₂() 5

X.o XqÍ'm ^XR,^NaJ°’ ^X‘^{1 = X}Ri Na₂ O ^x«i ^r \)M₃V -^V A’jOsi ^χΐ3 \>ϋνΐ ’ ^XR,A1₂Oj ^xi4 ^=XQR₂ ^,ΑΙϊΟϊ 15 a - tapasztalati együttható, értéke 0,009 -0,1 között jq van b - tapasztalati együttható, értéke l 2 között van c - tapasztalati együttható, értéke 0-3000 d - tapasztalati együttható,értéke 0-2500.

A találmány szerinti rendszert a továbbiakban egy. 25 példa kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesen.

A rajzon az

1. ábra az ülepítés-mosás rendszer vázlata és a

2. ábra 30 az 1. ábrához képest egyszerűsített rendszervázlat a szabályozó körök feltüntetésével.

Az alábbiakban összefoglaljuk a fenti összefüggésekben és a mellékelt rajzokon használt jelölések be pontos megnevezését. Abból a célból, hogy az 1. ábrán az egyes szabályozókhoz vezetett jelek és az érzékelt jelek között a kapcsolatot a rajz áttekinthetőségének megtartása mellett érzékeltessük, azonosító £' lölőként számokat alkalmaztunk, amelyek nem tentendők hivatkozási számnak. Az alábbi felsorolásban a zárójelben szereplő számok ilyen azonosító jelölők. Például a (20) azonosító jelölő a hígított zagy mennyiségét kifejező villamos jelet jelöli, amelyet az 1. ábrán látható módon az 1 hígító kimenetén érzékelünk és többek között felhasználunk a 15,16 és 17 számítóegységek bemeneti jeleként.

^χ7 „

- a hígított zagy fajsúlya kg/m³-ben (29) ^{60 x}Na₂0A

- az aluminátlúg Na₂ O koncentrációja g/l-ben ^aNajOA __ — az aluminátlúg Na₃0 koncentráció mint optimális alapjel g/l-ben ^XkaNa₂OA 80

- az alumintálúg Na₂0 koncentráció mint kézi alapjel g/l-ben

Xqfz ⁸⁵ — a feltárt zagy mennyisége m³/ó-ben (19) ^XFZNa₂O a feltárt zagy k.Na₂O koncentráció g/l-ben (31) ^XFZA1₂O₃ — a feltárt zagy Al₂O₃ koncentráció g/l-ben ^XQHZ — a hígított zagy mennyisége m³ /ó-ben (20) ^XHZSZa — a hígított zagy szilárdanyag koncentráció g/l-ben (36) ^ÜVI — az ülepített vörösiszap mennyisége m³ /ó-ban (21) ^xÜVINa₂O — az ülepített vörösiszap k.Na₂O koncentráció g/l-ben (45)

XÜVIA1₂0j — az ülepített vörösiszap Al₂O₃ koncentráció g/l-ben (44) ^XQHV — a hígítóvíz mennyisége m³/ó-ban (22) ^xHVNa₂O — a hígítóvíz k.Na₂ O koncentráció g/l-ben (32) ^XHVAl₂O₃ — a hígítóvíz A1₂O₃ koncentráció g/l-ben (33) ^XQA — az aluminátlúg mennyisége m /ó-ban (23) ^XQMV — a mosóvíz mennisége m³ /ó-ban (24)

XqMVI — a mosott vörösiszap mennyisége m³/ó-ban (25) ^XQRi — a hígítóba menő híglúg (returlúg) mennyisége m³ /ó-ban (30) ^XRjNa₂O — a hígítóba menő híglúg k.Na₂O koncentráció g/l-ben (34) ^xRjA1₂O₃ — a hígítóba menő híglúg A1₃O₃ koncentráció g/l-ben (35) \ηνΑ — az aluminátlúg mól viszonya ^XKamvA ’ — az aluminátlúg mólviszonya mint kézi alapjel ^ginvA — az aluminátlúg mólviszony mint optimalizált alapjel

- az ülepítőanyag mennyisége kg/ó-ban XQÜaV

- az ülepítőanyag vízmennyisége m³/ó-ban (37) ^XÜaVNa₂O 5

- az ülepítőanyag víz k.Na₂O koncentráció c/lben (38) ^XÜaVAL₂O₃ ¹⁰

-az ülepítőanyag vízk.Na₂O3 koncentráció g/l-ben (39) ^XKaArÜa

- az ülépítőanyag viszonyszáma (aránya) mint kézi alapjel ^XSA 20

- az aluminátlúg tisztasága %-ban ^XOaArÜa — az ülépítőanyag viszonyszáma mint optimalizált alapjel ₂₅ ^xOR₂ — az ülepített vörösiszap tárolóba menő híglúg mennyisége m³/ó-ban (43) ^XmvHV ³⁰ — aJhígítóvíz mól viszony a ^XKamvVl — a mosóba menő vörösiszap mólviszonya mint kézi alapjel 3g ^X0amvVI — a mosóba menő vörösiszap mólviszonya mint optimalizált alapjel ^XQMjV — a második mosótagból távozó mosóvíz mennyisége m³/ó-ban (40)

X ^{45 x}M₂Vk.Na₂O — a második mosótagból távozó mosóvíz k.Na₂O koncentrációja g/l-ben (41) ^xm₂ vai₂ o₃ ⁵⁰ — a második mosótagból távozó mosóvíz Al₂Os koncentrációja g/l-ben (42)

Az 1. ábrán a találmány szerinti irányítórendszer ⁶⁶ rendszertechnikai vázaltát a technológiai folyamat elrendezési vázlatával együtt tüntettük fel, amelyen az egyes elkülönült szabályozásokat különálló szabályozók végzik a folyamatból vett mért mennyiségek θθ és felvett adatok alapján. Az 1. ábrán elsősorban a folyamat meghatározott jellemzőinek mérési helyeit szemléltettük, és a rajzon használt azonosítási jellemzők a korábban leírt felsorolással összhangban vannak. Ugyancsak ezek az azonosítási jellemzők mutat- __ jak, hogy mely szabályozó milyen mérési eredményeket használ fel. Az egyes szabályozók az 1. ábrán nem vázolt beavatkozó szerveket szemléltetnek és ezen keresztül hatnak a folyamatra. Az 1. ábrán a beavatkozásokat egyszerűen nyíllal jelöltük.

A 2. ábrán lényegében az 1. ábra szerinti rendszert tüntettük fel, ahol a beavatkozó egységeket és a fontosabb analizátorokat vázoltuk, de az áttekinthetőség kedvéért a különböző érzékelt jelenségeket nem jelöltük, mert azok lényegileg az 1. ábrából már megismerhetők. A 2. ábrán egyetlen központi 46 számítógép a hozzá csatlakoztatott 47 szimulátorral látja el az 1. ábrán külön-külön vázolt szabályozók szerepét. A 47 szimulátor viszi be a 46 számítógépbe a kísérleti úton és laboratóriumban meghatározott értékeket. Természetesen ebben az esetben a szabályozókhoz szükséges mérőjelek most a 46 számítógéphez csatlakoznak.

A technológiai sor önmagában ismert módon 1 hígítóból, 2 elosztóból, 3 ülepítőből, ehhez csatlakozó 5 vörösiszap-tárolóból, mosódorrokból felépített 6 mosókból, a 3 ülepítő kimenetéhez csatlakoztatott 4 hűtőkből és a 6 mosókkal, valamint a 2 elosztóval összekötött 7 ülepítőanyag adagolóból áll.

Az 1. ábrán vázolt különálló szabályozók közül a 8 és 9 szabályozók kaszkád kapcsolásban vannak elrendezve és az aluminátlúg k.Na₂0 koncentrációját állítják be. A kaszkád kapcsolású 10 és 11 szabályozók az aluminátlúg mólviszonyát, a kaszkád kapcsolású 12 és 13 szabályozók, a 6 mosókra jutó vörösiszap mólviszonyát állítják be. A 14 arányszabályozó az ülepítőanyag adagolását befolyásolja. A szabályozók működését számítóegységek vezérlik, ezek közül a 15 számítóegység az aluminátlúg k.Na₂0 koncentrációját beállító 8 és 9 szabályozók részére szolgáltat alapjelet, a 16 számítóegység alapjelet küld az aluminátlúg mólviszonyát beállító 12, 13 szabályozóknak, a 17 számítóegység a 14 arányszabályozót vezérli, a 18 számítóegység pedig a hígítóvíz mólviszonyát beállító 12 szabályozónak ad alapjelet. A 26, 27 és 28 számítóegységekre előretartó szabályozás esetén van szükség.

A 2. ábrán a technológiai folyamathoz csatlakozó fontosabb egységeket is feltüntettük, ilyen a 48 beavatkozó egység, amely az aluminátlúg k.Na₂O koncentrációját állítja be, a 49 beavatkozó egység, amely az aluminátlúg mólviszonyát állítja be, és az 50 beavatkozó egység, amely a hígítóvíz mólviszonyát befolyásolja. Az ülepítőszer mennyiségét 51 beavatkozó egység befolyásolja.

A fontosabb minőségi adatokat analizátorok mérik, ezek közül az 52 analizátor az aluminátlúg k.Na₂O koncentrációját, az 53 analizátor az aluminátlúg mólviszonyát és az 54 analizátor a hígítóvíz mól viszonyát határozza meg.

Az 1. ábrán az egyszerűség kedvéért nem tüntettük fel a Bayer technológiánál alkalmazott minden berendezést, és a fő folyamathoz tartozó részeket vastagabb vonallal jelöltük. Szaggatott vonallal jelöltük azokat az egységeket, amelyeket előretartó szabályozás esetén alkalmazunk. A feltárt zagyot és a hígítóvizet az 1 hígítóba vezetjük, ugyanide juttatjuk a hígítólúg egy részét. A hígított zagy és a 7 ülepítőanyag adagolóban ülepítőszerrel kezelt ülepítőzagy a 2 elosztóba kerül. A 2 elosztóból megosztva jut az anyag a 3 ülepítőkbe. A 3 ülepítők aljából a

K.i'.'i. ι,· ί v<tf- is/.ιρ i.tjofukha kér»!, »>fx,i»<cxik ide . l.igit··lúgot is. Λ 3 ülepítők túlfolyásán keuvtul Unióik a 4 hűtőkbe az alumiiíatlug. Az 5 vuiOMszap íáfuiób.ú a 6 mosókból álló iituwisoira szivauyu/.zak az. anyagot. Ezenkívül még két anyag jut a 6 mosókba, az. egyik a 7 íilepítőanyag adagoló- 5 bol idevezeteti ülepítő zagy, amely párhuzamosan kei«I az egyes mosó-dorrokba, a másik a mosóvíz. Az ülepítő zagy doirokba adagolását helyi vezérléssel, vagy szabályozással lehet megoldani, az 1. ábrán ezeket nem tüntettük fel. Melléktermékként távozik a 10 6 mosókból a mosott vörösiszap.

Az aluininátlúg minőségi és egyben mennyiségi jellemzőit visszacsatolt szabályozás esetén két kaszkád kapcsolású szabályozási körrel állítjuk be. Az aíuminátlúg k.Na₃0 koncentrációt a 8 és 9 szabályo- 15 zókkal. EHenorzőjelnek a hígított zagy fajsúlya és az aíuminátlúg k.Na₃O koncentrációja van felhasználva, ezek a jellemzők mért értékként távadókból jutnak a 8 és 9 szabályozókba. A 15 számítóegység szolgáltatja a 9 szabályozónak a kézi vagy optimalizált alapjelből 20 és az alábbi hét különböző mennyiség jeleiből meghatározott alapjelet. Ezt a hét mennyiséget a ^XQFZ a feltárt zagy mennyisége m /ó-ban (19) 25 ^χςιιζ a hígított zagy mennyisége m³ /ó-ban (20) ^ÜVI az ülepített vörösiszap mennyisége m³/ó-ban 30 (21) ^XQHV a hígítóvíz mennyisége m³/ó-ban (22) *QA 35 az aíuminátlúg mennyisége m³/ó-ban (23) ^XQMV a mosóvíz mennyisége m³ /ó-ban (24) és *QMVI a mosott vörösiszap mennyisége m³ /ó-ban (25) ^w képezi.

A 9 szabályozóból kijövő jel képezi a 8 szabályozó alapjelét. A 8 szabályozó kimenő jelétől függően 45 változik az 1 hígítóba jutó hígítóvíz mennyisége. A tranziens állapotok csökkentését a választott mennyiségi adatok biztosítják.

Előretartó szabályozás alkalmazásakor az alumi- 50 nátlúg k.Na₃0 koncentrációját a 9 szabályozóval állítjuk be. Ellenőrző jelnek a 26 számítóegységgel szimulált Xj^_a3QA aíuminátlúg kausztikus nátronkoncentrációt használjuk fel, a 26 szánútóegység ₅₅ bemenő jelei az alábbi ^XQFZ

- a feltárt zagy mennyisége m³ /ó-ban (19) ^XQHV

-a

X — a

XQRi hígítóvíz mennyisége m³ /ó-ban (22) hígított zagy fajsúlya kg/m’-ben (29)

- a hígítóba menő híglúg (returlúg) mennyisé-65 ge m³ /ó-ban (30) ^XEZNajO

- a feltárt zagy k.Na₃O koncentráció g/l-ben (31) ^XHVNa₃0 a hígítóvíz k.Na₃ 0 koncentráció g/l-ben (32) ^XHVA1₃O₃ — a hígító víz AI5O3 koncentráció g/l-ben (33) ^XRiNa₃0 — a hígítóba menő híglúg k.Na₃O koncentráció g/l-ben (34) ^XHZSZa — a hígított zagy szilárdanyag koncentráció g/l-ben (36) ^XQÜaV — az ülepítőanyag vízmennyisége m³/ó-ban (37) ^XÜaVNa₃O — az ülepítőanyag víz k.Na₃O koncentráció g/l-ben (38) mért és elemzett mennyiségi és minőségi adatok. Az alapjelet továbbra is a 15 számítóegység az előzőleg ismertetett módon szolgáltatja.

A 9 szabályozóból kijövő jeltől függően változik a hígítóvíz mennyisége. Megjegyezzük, hogy előretartó szabályozás esetén is lehet alkalmazni kaszkádkapcsolású szabályozást.

Az aíuminátlúg mólviszonyát visszacsatolt szabályozás esetén a kaszkádba kötött 10 és 11 szabályozók biztosítják. Ellenőrzőjelnek az 1 hígítóba vitt mért és távadott híglúg mennyisége és az aíuminátlúg mólviszonyát használjuk fel. A 16 szánútóegység szolgáltatja all szabályozónak a kézi vagy optimalizált alapjelből és a hét különböző mennyiség jeleiből meghatározott 10 szabályozóba adott működtető alapjelet. Ez a hét mennyiség ^XQFZ — a feltárt zagy mennyisége m³ /ó-ban (19)

Xqhz — a hígított zagy mennyisége m³ /ó-ban (20) ^XQÜV1 — az ülepített vörösiszap mennyisége m³/ó-ban 72Ϊ) ^XQHV — a hígítóvíz mennyisége m³/ó-ban (22)

Xqa — az aíuminátlúg mennyisége m³/ó-ban (23) ^XQMV — a mosóvíz mennyisége m³ /ó-ban (24) és ^XQMVI — a mosott vörösiszap mennyisége m³ /ó-ban (25).

A 11 szabályozóból kijövő vezetőjel lesz a 10 szabályozó alapjele. A 10 szabályozó kimenőjelétől függően változik az 1 hígítóba jutó híglúg mennyisége. A tranziens állapotok időtartamát és így az üzemviteli zavarok csökkentését a mennyiségi adatok folyamatos mérése és számítóegységen belüli célszerű felhasználása biztosítja.

Előretartó szabályozás alkalmazásakor az aluminátlúg mólviszonyát all szabályozóval állítjuk be. Ellenőrzőjelnek a 27 számítóegységgel szimulált

X_mv^ aluminátlúg mólviszonyt használjuk fel, a számítóegység bemenő jelei az alábbi mért és elemzett mennyiségi adatok.

^XQFZ — a feltárt zagy mennyisége m³ /ó-ban (19) 5 ^QHV — a hígítóvíz mennyisége m³ /ó-ban (22) — a hígítóba menő híglúg (returlúg) mennyisége m³ /ó-ban (30) ^XFZNa₂0 — a feltárt zagy k.Na₂O koncentráció g/l-ben (31) ^XHVNa₂0 ¹⁵ — a hígítóvíz k.Na₂0 koncentráció g/l-ben (32) ^XHVA1₂O₃ — a hígítóvíz AljO_a koncentráció g/l-ben (33) ^XR,Na₂O ²⁰ — a hígítóba menő híg lúg k.Na_a 0 koncentráció g/l-ben (34) ^XR₂A1₂O₃ — a hígítóba menő híglúg A1₂O₃ koncentráció 25 g/l-ben (35) ^XQÜaV — az ülepítőanyag vízmennyisége m³/ó-ban (37) ^XÜaVNa₂O ³⁰ — az ülepítőanyag víz k.Na₂0 koncentráció g/l-ben (38) ^XÜaVAl₂O₃ — az ülepítőanyag víz Al₂O₃ koncentráció 35 g/l-ben (39).

Az alapjelet továbbra is a 16 számítóegység az előzőleg ismertetett módon szolgáltatja. All szabályozóból kijövő jeltől függően változik az 1 hígítóba jutó híglúg mennyisége. Megjegyezzük,hogy előretar- 40 tó szabályozás esetén is lehet alkalmazni kaszkádkapcsolási szabályozást.

' A 3 ülepítőkben és a 6 mosókban lejátszódó híg és szilárd anyagok szétválasztásának (szilárd fázis leülepedése) gyorsaságát és egyáltalán a létrejöttét segíti 45 elő a megfelelő mennyiségű ülepítőanyag hozzáadás, amely a 3 ülepítők esetében a dorrok előtt a 2 elosztóban, a 6 mosóknál pedgi külön-külön dorronként történik. A beadagolás mennyiségét a 14 arányszabályozóból kijövő jel biztosítja úgy, hogy az ülepítő- 50 anyag mennyiségét változtatja. A 14 arányszabályozó ellenőrzőjeleit, a hígított zagy mennyiségét és az ülepítőanyag mennyiségét mérő műszerek szolgáltatják^

A vezető alapjel a 17 számítóegységből jut a 14 arányszabályozóba. A 17 számítóegység a vezető alapjelet a hét mért mennyiségi jelből

Xqfz

- a feltárt zagy mennyisége m³/ó-ban (19) ^XQHZ

- a hígított zagy mennyisége m³ /ó-ban (20) ^XQÜVI

- az ülepített vórösiszap mennyisége nr/ó-ban (21) ^XQHV

- a hígító víz mennyisége m^J/ó-ban (22) ^XQA

- az aluminátlúg mennyisége m³ /ó-ban (23) ^XQMV

- a mosóvíz mennyisége m³/ó-ban (24) és ^XQMVI

- a mosott vörösiszap mennyisége m³/ó-ban (25) a mért aluminátlúg tisztaságát reprezentáló jelből, az optimalizált és kézileg beállított alapjelekből határozza meg.

A 6 mosókra menő vörösiszap mólviszonyát, visszacsatolt szabályozás esetén, a kaszkádba kötött 12 és 13 szabályozók állítják elő. Eltenőrzőjelnek az 5 vörösiszap tárolóba jutó mért és távadott híglúg mennyisége és a hígítóvíz mólviszonyát használjuk fel.

A 18 számítóegység szolgáltatja a 12 szabályozónak a kézi vagy optimalizált alapjelből és a hét alábbi mennyiség jeleiből meghatározott és a 13 szabályozóba adott működtető alapjelet. Ez a hét mennyiség ^XQFZ — a feltárt zagy mennyisége m³/ó-ban (19) ^XQHZ — a hígított zagy mennyisége m³/ó-ban (20) ^XQÜVI — az ülepített vörösiszap mennyisége m³ /ó-ban (21) ^XQHV — a hígítóvíz mennyisége m³/ó-ban (22) — az aluminátlúg mennyisége m³/ó-ban (23) ^MV — a mosóvíz mennyisége m³/ó-ban (24) és ^xqmvi — a mosott vörösiszap mennyisége m³/ó-ban (25).

A 12 szabályozóból kijövő vezető jel lesz a 13 szabályozó alapjele. A 13 szabályozó kimenő jelétől függően változik az 5 vörösiszap tárolóba jutó híglúg mennyisége. Mivel nagy mennyiségekről és aránylag lassú folyamatokról van szó, jelentős szerepe van az átmeneti (tranziens) állapot csökkentésének.

Előretartó szabályozás alkalmazásakor a 6 mosókra menő vörösiszap mólviszonyát a 13 szabályozóval állítjuk be. Ellenőrzőjelnek a 28 számítóegységgel szimulált X_mVHy mosósorra menő vörösiszap mólviszonyt használjuk fel, a 28 számítóegység bemenő jeleit az alábbi mért és elemzett mennyiségi és minőségi adatok képezik:

^XQMVI — a mosott vörösiszap mennyisége m³ /ó-ban (25) ^XRíNaaO

-- a hígítóba menő híglúg k.Na₂O koncentráció g/l-ben (34) _e ^XR₁A1₃O₃ — a hígítóba menő liíglúg Al_aO₃ koncentráció g/l-ben (35) \>Μ₂ν — a második mosótagból távozó mosóvíz mennyisége m³/ó-ban (40) ^XMjVk.NajO

-- a második mosótagból távozó mosóvíz k.NajO koncentrációja g/l-ben (41) ^XMíVA1₂O₃

- a második mosótagból távozó mosóvíz 5 AliO₃ koncentrációja g/l-ben (42)

XqRj

- az ülepített vörösiszap tárolóba menő híglúg mennyisége m³ /ó-ban (43)

V «· · ** ^xUVIA1,0₃

- az ülepített vörösiszap A1₂O₃ koncentráció g/l-ben (44) ^xUVlNa₃O

- az ülepített vörösiszap k.Na₃ O koncentráció 15 g/l-ben (45).

Az alapjelet továbbra is a 18 számítóegység az előzőleg ismertetett módon szolgáltatja. A 13 szabályozóból kijövő jeltő függően változik az 5 vörösiszap tárolóbajutó híglúg mennyisége. Megjegyezzük, hogy 20 előretartó szabályozás esetén is lehet alkalmazni kaszkádkapcsolású szabályozást.

Az ismertetett irányítási rendszer rendszertechnikailag és a technológiai folyamaton keresztül egymássál szoros kapcsolatban van. A folyamatban bárhol ²⁵ történik változás, az azonnal észlelhető a folyamat más pontján is. Bármely alapjelen változtatunk, ugyancsak változás fog azonnal történni a folyamatban. A találmány szerinti irányítási rendszer könnyen illeszthető központi számítógéphez, de önálló irányítási egységként is működőképes, továbbá még kis részegységekre is bontható.

Megjegyezzük, hogy az egyszerűség kedvéért az 1. és 2. ábrán nem tüntettünk fel minden mérő és szabályozási kört, például a különböző zagyok és ³⁵ lúgok nyomás és hőmérsékletmérését, keverés jelzését, ülepítőszer adagolást biztosító kisebb rendszereket, híg-szilárd viszony mérést, átmenetizóna mérést és szabályozást, továbbá a szintszabályozásokat „

Végül megemlítjük, hogy az üzem felkészültségi fokától függően a technológiai folyamatot rendszertechnikailag a szabályozók és számítóegységek elhagyásával digitális számítógéppel is irányítani lehet. Ebben az esetben olyan programot kell készíteni, ₄₍amelyben a számítóegységekben és szabályozókban ⁴ lejátszódó jelformálások lejátszódnak, a mérésekre és beavatkozásokra azonban ugyanúgy szükség van.

Claims (5)

1. Irányító rendszer Bayer technológia szerinti timföldgyártás ülepítő és mosó berendezéseinek összehangolt működtetésére, ahol az irányított berendezések a feltárt zagyot fogadó hígítóból (1), ennek _KK kimenetéhez csatlakozó legalább egy elosztóból (2), az elosztó (2) kimenetéhez kapcsolt ülepítőkből (3), az ülepítők (3) kimeneteit fogadó vörösiszap tárolóból (5), ennek kimenetéhez csatlakozó mosókból (6), továbbá az ülepítőkhöz (3) és a mosókhoz (6)gn csatlakozó ülepítő anyag adagolóból (7) állnak, ahol a rendszerben az egyes technológiai berendezések bejövő és kimeneti mennyiségeit jelző és/vagy mérő és az egyes berendezések üzemelésére jellemző kémiai és fizikai paramétereket vizsgáló egységek vannak, továbbá a technológiai berendezésekhez azok működési paramétereit befolyásoló beavatkozó egységek csatlakoznak, az egyes jelző és/vagy mérő és vizsgáló egységek kimenetei közös számítógép (46) bemenetelhez vannak kapcsolva, azzal jellemezve, hogy a számítógéphez (46) közvetlenül egy szimulátor (47) csatlakozik, amelynek az irányított berendezés sor be- és kimeneti anyagainak összetételére vonatkozó laboratóriumi adatokat és tapasztalati úton felvett mennyiségeket fogadó bemenetel vannak, továbbá a hígítóba (1) adagolt hígítóvíz mennyiségét szabályozó és ezzel a technológiai folyamat aluminátíúg nátron koncentrációját (XNa₂OA) változtató beavatkozó egysége (48) van, amelynek vezérlő bemenete a számítógéphez (46) csatlakozik, és a hűtőkből (4) a hígítóba (1) visszavezetett híglúg mennyiségét változtató és ezzel az aluminátíúg mólvíszonyát (X_mvA) befolyásoló beavatkozó egysége (49) van és ennek vezérlő bemenete a számítógép (46) további kimenetéhez csatlakozik, és a vörösiszap tárolókhoz (5) visszavezetett híglúg mennyiségét változtató és ezzel a mosókból (6) a hígítóhoz (1) vezetett hígítóvíz mólviszonyát ^mvHV^ befolyásoló további beavatkozó egysége (50) van és ennek vezérlő bemenete a számítógép (46) kimenetéhez csatlakozik, és az ülepítő anyag adagolóhoz (7) vezetett ülepítő anyag mennyiségét változtató és ezzel az ülepítő anyag adagolóból (7) továbbított ülepítő anyag mennyiségét (Xqü_a) befolyásoló beavatkozó egysége (51) van, amelynek vezérlő bemenete a számítógép (46) további kimenetéhez kapcsolódik.

2. Az 1. igénypont szerinti rendszer kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a számítógépnek (46) a folyamat állapotáról tájékoztatást adó információkimenetei és a folyamat 1 nem kívánt állapotának bekövetkezését közlő jelzőkimenetei vannak.

3. Az 1. igénypont szerinti rendszer kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az aluminátíúg nátron koncentrációját (XNa₂ OA), az aluminátíúg mólviszonyát (XmvA) és a hígítóvíz mólvíszonyát (XmvHV) meghatározó analizátorai (52,53, 54) vannak.

4. Az 1. igénypont szerinti rendszer kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az anyagmennyiségeket változtató beavatkozó egységeket (48), 49, 50, 51) a technológiai berendezések anyagáramát biztosító gépek képezik és ezek indító vagy leállító, bemenetel vannak a számítógép (46) kimeneteiről vezérelve.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti rendszer kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a számítógép (46) több egymástól elkülönített, de egymással· összekapcsolt számítóegységből (15, 16, 17, 18, 26, 27,28) áll.