PL217095B1 - Sposób sterowania odbiorem produktów wzbogacania węgla w wodnej osadzarce pulsacyjnej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania odbiorem produktów wzbogacania węgla w wodnej osadzarce pulsacyjnej z zastosowaniem gęstościomierza radiometrycznego przeznaczonego do identyfikacji i pomiaru gęstości rozdziału warstwy wzbogacanego surowca, wydzielonej w łożu osadzarki, która w połowie przechodzi do produktu górnego czyli koncentratu, a w pozostałej części do produktu dolnego, to jest do odpadów.

W znanym z polskiego opisu patentowego PL 136 114 urządzeniu, stosowanym w przemyśle węglowym do regulacji wygarniania produktu ciężkiego w osadzarce wodnej, zasada działania oparta jest na pomiarze grubości warstwy produktu ciężkiego w strefie odbioru produktów przedziałowych czujnikiem pływakowym o gęstości regulowanej ręcznie obciążnikami.

Znane jest z polskiego opisu patentowego PL 166 025 urządzenie i sposób regulacji gęstości rozdziału rozwarstwionego surowca w przedziałach roboczych wodnej osadzarki pulsacyjnej, polegający na elektronicznej symulacji zmian gęstości czujnika pływakowego w funkcji zawartości popiołu w produkcie pośrednim lub koncentracie, w celu korygowania grubości warstwy frakcji dolnej poprzez sterowanie ilością odprowadzanego produktu ciężkiego z przedziału roboczego osadzarki.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego PL 201 951 sposób sterowania odbiorem produktów wzbogacania węgla w wodnej osadzarce pulsacyjnej, polegający na niezależnym sterowaniu siłownikami przepustu odbierającego produkt dolny oraz progu przelewowego produktu górnego w funkcji bezwzględnej wysokości warstwy mierzonej zanurzonym w niej pływakiem.

Podstawowym problemem powyższych rozwiązań jest niepewność pomiaru położenia warstwy materiału o wybranej gęstości w łożu osadzarki dotychczas stosowanym czujnikiem pływakowym.

Zadaniem układu sterowania w powyższych rozwiązaniach jest doprowadzenie położenia pływaka w pobliże progu przelewowego tak, aby warstwa materiału o gęstości równej gęstości pływaka, stała się warstwą rozdziału przechodzącą w połowie do produktu górnego i w połowie do produktu dolnego. W urządzeniach odbioru produktu dolnego, to jest odpadów położenie pływaka powinno zależeć wyłącznie od położenia warstwy rozdziału, a dobór gęstości pływaka ma decydujący wpływ na właściwą identyfikację położenia warstwy rozdziału. Również w układzie automatycznego sterowania odbiorem produktów wzbogacania z osadzarki, gdzie stosuje się elektroniczną symulację gęstości pływaka, podstawowym warunkiem prawidłowej pracy urządzenia jest precyzyjny i niezakłócony pomiar wysokości warstwy o określonej gęstości. Badania laboratoryjne i przemysłowe wykazują jednak, że położenie pływaka, zanurzonego w warstwie surowca, zmienia się w stosunku do warstwy rozdziału, zwłaszcza na skutek zmiennych parametrów jakościowo-ilościowych nadawy. Bezpośrednią reakcją pływaka w takim przypadku jest postępująca zmiana prędkości jego opadania i wznoszenia w kolejnych cyklach podrzutu wzbogacanego surowca, a w konsekwencji zmiana jego położenia w warstwie wzbogacanego surowca. Badania wykazują, że zmiana gęstości warstwy rozdziału w stosunku ₃ do zadanej wartości, na skutek w/w niekorzystnych oddziaływań, może dochodzić do 0,05 g/cm³, a czasami przekraczać tą wartość. Powoduje to, że w trakcie procesu wzbogacania węgla w osadzarce okresowo mogą wystąpić znaczne fluktuacje zawartości popiołu w produktach wzbogacania, fluktuacje ich ilości oraz straty węgla w odpadach, a w skrajnych przypadkach wystąpić mogą awarie i przestoje ciągu technologicznego zakładu.

Sposób sterowania odbiorem produktów wzbogacania węgla w wodnej osadzarce pulsacyjnej, według wynalazku, polega na tym, że w każdym cyklu pulsacji powietrza roboczego, na wysokości lub w pobliżu progu przelewowego wodnej osadzarki pulsacyjnej, w okresie od osiągnięcia stanu zwartego wzbogacanego materiału do końca danego cyklu pulsacji powietrza roboczego mierzy się gęstość warstwy rozdziału wzbogacanego materiału w łożu osadzarki pulsacyjnej. Na podstawie tej zmierzonej gęstości dokonuje się korekty zadanego położenia pływaka oraz korekty parametrów pulsacji powietrza roboczego, podawanego do komór powietrznych osadzarki. Gęstość warstwy rozdziału wzbogacanego materiału w łożu osadzarki określa się na podstawie wartości średniej pomiarów w kolejnych, następujących po sobie cyklach pulsacji powietrza roboczego, a liczba tych cykli ustalana jest przez założony statystyczny błąd pomiaru gęstości wzbogacanego materiału. Gęstość warstwy rozdziału wzbogacanego materiału w łożu osadzarki mierzy się gęstościomierzem radiometrycznym i za pomocą jego sygnału pomiarowego rejestruje się, analizuje przebieg i charakter zmian gęstości mierzonej warstwy w trakcie każdego cyklu pulsacji powietrza roboczego. W czasie pomiaru opadania ziaren wzbogacanego materiału, na wysokości wiązki promieniowania gęstościomierza, w każdym cyklu

PL 217 095 B1 pulsacji powietrza roboczego, przeprowadza się korektę długości czasu otwarcia zaworu wlotowego powietrza roboczego przedziału osadzarki.

Wynalazek eliminuje niekorzystny wpływ zmian parametrów densymetrycznych łoża na pomiar pływakiem położenia warstwy o wybranej gęstości oraz zapewnia właściwy dobór parametrów pulsacji powietrza roboczego, w celu optymalizacji stopnia rozluzowania materiału w łożu wodnej osadzarki pulsacyjnej. W wyniku tego uzyskuje się znacznie stabilniejsze i lepsze parametry koncentratu. Dodatkowo, wykorzystanie sygnału pomiarowego z gęstościomierza do rejestracji, analizy przebiegu i charakteru zmian gęstości mierzonej warstwy w trakcie każdego cyklu pulsacji umożliwia jednoznacznie identyfikację właściwej pod względem składu densymetrycznego, wydzielonej w procesie wzbogacania węgla, warstwy surowca o zadanej gęstości rozdziału. Przetworzony na sygnały sterujące, sygnał pomiarowy z gęstościomierza wykorzystywany jest do sterowania elementami wykonawczymi układu odbioru produktów wzbogacania, a ponadto, poprzez oprogramowany sterownik systemu, zapewnia właściwy dobór parametrów pulsacji powietrza roboczego w celu optymalizacji stopnia rozluzowania materiału w łożu osadzarki. Rozwiązanie takie sprawi, że dotychczasowy, niekorzystny wpływ zmian parametrów densymetrycznych łoża na pomiar pływakiem położenia warstwy o wybranej gęstości, zostanie praktycznie wyeliminowany.

Sposób według wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie realizacji z zastosowaniem wodnej osadzarki pulsacyjnej, przedstawionej na poglądowych rysunkach 1 i 2. Rysunek 2 przedstawia widok osadzarki w przekroju A-A z tymi samymi elementami układu sterowania przedstawionego na rysunku 1. Do sterowania odbioru produktów wzbogacania węgla zastosowano gęstościomierz radiometryczny składający się ze źródła 1 promieniowania i detektora 2 promieniowania, tworzących głowicę pomiarową oraz z układu elektronicznego 3.

Głowicę pomiarową zanurzono w łożu osadzarki pulsacyjnej, stanowiącym mieszaninę wody i surowca węglowego, w strefie odbioru produktów wzbogacania i na wysokości jej progu przelewowego 4. W każdym cyklu pulsacji powietrza roboczego, w okresie od osiągnięcia stanu zwartego wzbogacanego węgla do końca danego cyklu pulsacji powietrza roboczego, mierzona jest gęstość warstwy wzbogacanego węgla, przemieszczającej się w strefie pomiaru głowicy pomiarowej, a otrzymany sygnał z głowicy pomiarowej doprowadzony jest do układu elektronicznego 3 gęstościomierza i przetwarzany jest na wartość gęstości, reprezentującą zmierzoną gęstość rozdziału wzbogacanego węgla w tym łożu. Zmierzona gęstościomierzem radiometrycznym wartość gęstości rozdziału wzbogacanego węgla doprowadzana jest do elektronicznego sterownika osadzarki 5, gdzie jest porównywana z wartością zadaną gęstości rozdziału, a sygnał błędu jest przetworzony na sygnały sterujące, za pośrednictwem sterowników 6, 7, 8, pracą napędu 9 zasuwy progowej 10, pracą napędu 11 przepustu 12 odbioru produktu dolnego oraz napędu 13 przepustnicy 14 wody dolnej urządzenia odbioru produktów wzbogacania. Wymuszone sygnałami sterującymi zmiany położenia zasuwy progowej 10 i przepustu odbioru produktu dolnego 12 powodują korektę położenia pływaka 15 w stosunku do wysokości warstwy o zadanej gęstości rozdziału. Poprzez sterowanie czasami otwarcia/zamknięcia zaworów talerzowych wlotowych 16 i wylotowych 17 powietrza roboczego w funkcji wysokości warstwy łoża materiału mierzonej czujnikiem pływakowym 18, dokonuje się korekty parametrów pulsacji powietrza roboczego podrzutu w celu optymalnej regulacji wartości gęstości rozdziału węgla, zapewniającej uzyskiwanie koncentratu o pożądanej gęstości właściwej. Taki sposób sterowania zapewnia ciągłą kontrolę otrzymywania produktów wzbogacania o założonych parametrach jakościowych.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sterowania odbiorem produktów wzbogacania węgla w wodnej osadzarce pulsacyjnej, znamienny tym, że w każdym cyklu pulsacji powietrza roboczego, na wysokości lub w pobliżu progu przelewowego (4) wodnej osadzarki pulsacyjnej, w okresie od osiągnięcia stanu zwartego wzbogacanego materiału do końca danego cyklu pulsacji powietrza roboczego, mierzy się gęstość warstwy rozdziału wzbogacanego materiału w łożu osadzarki pulsacyjnej i na podstawie zmierzonej gęstości dokonuje się korekty położenia pływaka (15) oraz korekty parametrów pulsacji powietrza roboczego podrzutu, podawanego do komór powietrznych osadzarki.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gęstość warstwy rozdziału wzbogacanego materiału w łożu osadzarki określa się na podstawie wartości średniej pomiarów w kolejnych, następują4

   PL 217 095 B1 cych po sobie cyklach pulsacji powietrza roboczego, a liczba tych cykli ustalana jest przez założony statystyczny błąd pomiaru gęstości wzbogacanego materiału.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gęstość warstwy rozdziału materiału w łożu osadzarki mierzy się gęstościomierzem radiometrycznym i za pomocą jego sygnału pomiarowego rejestruje się, analizuje przebieg i charakter zmian gęstości mierzonej warstwy w trakcie każdego cyklu pulsacji powietrza roboczego.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że w czasie pomiaru opadania ziaren wzbogacanego materiału, na wysokości wiązki promieniowania gęstościomierza, w każdym cyklu pulsacji powietrza roboczego, przeprowadza się korektę długości czasu otwarcia zaworu wlotowego (16) powietrza roboczego przedziału osadzarki.