SU1348299A1 - Способ автоматического регулировани непрерывного процесса декомпозиции алюминатного раствора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к глиноземному производству, а именно к способам управлени  процессом декомпозиции в реакторах непрерывного действи , преимущественно с двум  разгрузочными уровн ми. Цель изобретени  - стабилизаци  грансостава пульпы на выходе реактора. В процессе декомпозиции , включающем изменение температурного режима в реакторе 4 и стабилизацию затравочного отношени  путем изменени  массового расхода затравочного гидроксида, измер ют гранулометра- ми 7 и 9 грансостав пульпы на выходах соответственно верхнего и нижнего разгрузочных уровней реактора 4. Кроме того, измер ют грансостав общего потока пульпы гранулометром 12, % (Л JampaS. пу/1ьпа Фиг.}

Description

увеличивают расход пульпы с верхнего уровн  регул тором 8 и уменьшают на ту же величину расход пульпы с нижнего уровн  реактора, если отклонение грансостава суммарного потока

1

Изобретение относитс  к глиноземному производству, а именно к способам автоматического регулировани  процесса декомпозиции в аппаратах непрерывного действи .

Цель изобретени  - стабилизаци  грансостава пульпы на выходе реактора .

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства дл  осуществлени  способа регулировани ; на фиг. 2 - блок-схема управл ющего вычислительного комплекса (УВК).

Устройство содержит датчик 1 расхода алюминатного раствора, концентра томер 2, локальную систему (ЛС) 3 регулировани  заданного температурного режима в цепочке проточных реакторов 4 дл  декомпозиции, датчик 5, расхода затравки, регул тор 6 расхода затравочной пульпы, гранулометр 7 и регул тор В расхода пульпы с верхнего разгрузочного уровн , грануло- Метр 9 и регул тор 10 расхода пульпы с нижнего разгрузочного уровн , управл ющий вычислительный комплекс (УВК) 11, гранулометр 12 суммарного потока, концентратомер 13 на выходе декомпозеров и гидросепаратор 14.

УВК 11 содержит блок 15 расчета расхода затравки (БРЗ), блок

16температурного режима (БРТ), блок

17расхода разгрузки (БРР), блок 18 установки (БУ) заданных значений основных технологических параметров (AljOj, с1к, 3,0, uq) и блок 19 коррекции температурного режима (БК).

Вход БРЗ 15 подсоединен к выходам датчиков 1 и 5 расходов алюминатного раствора (Рд) и затравки (Р),кон- центратомера 2 и БУ 18 заданного значени  затравочного отношени  (3,0), а выход - к регул тору 6 расхода затравочного гидроксида.

от заданной величины положительно. Если указанное отклонение отрицательно , расход пульпы с верхнего уровн  уменьшают, а с нижнего уровн  увеличивают . 2 ил. 1 табл.

Вход БРТ 16 подключен к выходам концентратомера 2, датчика температуры лез регулировани  заданного температурного режима, датчика 5 расхода затравки, измер ющих входные параметры Х(Та, ,,oi,, 3,0. (F)), а также к выходу БК 19, соединенного в свою очередь с выходом БУ 18 и

концентратомера 13 выходных показателей процесса ( , ) а выход- к регул тору температурного режима при ЛС 3.

БРР 17 соединен с выходом гранулометров 7,9 и 12, установленных на верхнем, нижнем разгрузочных уровн х декомпозера и в суммарном потоке соответственно, с выходом БУ заданного грансостава uq, а выход подключен к соответствующим регул торам 8 и 10 разгрузки с верхнего и нижнего разгрузочных уровней декомпозера. Способ автоматического регулировани  осуществл ют следующим обра

зом.

Алюминатный раствор и затравочный гидроксид через датчики 1 и 5 расхоов и концентратомер 2 поступают в цепочку реакторов 4 дл  декомпозиции

(фиг. 1). Сигналы с выходов датчиков 1 и 5 и концентратомера 2, пропорциональные значени м Р, Р,, j, Сц, поступают на вход БРЗ 15, туда же поступает сигнал с выхода БУ 18

заданного значени  затравочного отно- щени  (3,0), где вырабатываетс  сигнал регул тору 6 дл  изменени  весового расхода затравочного гидро- ксида Р.

Локальна  система регул1фовани , в которую вход т соответствующие датчики контрол  и регул торы температуры , обеспечивает поддержание рассчитанного БРТ 16 температурного режима

f(T) из уравнений математического описани  процесса по основным началам

Опробование способа проводили на опытной установке емкостью I,5 м с воздушным перемешиванием, где иаходи31348299

возмущений Х(Тд, ,, oi. , 3,0. (Рл)), определенных с помощью датчиков ЛС 3, концентратомера 2 и датчика 5 . В БК,- 19 производитс  сравнение g лось 1000 л пересыщенного алюминат- измеренныХ на выходе декомпозеров ного раствора с промышленной уставов- выходных показателей процессаки. Первоначальна  концентра ци  раствора составл ла 120,2 г/л Na,0 и 142,3 г/л , В боковых стенках 10 и донной части аппарата имеютс  штуцеры , через которые подаетс  и разгружаетс  сверху или снизу пульпа, а также осуществл етс  циркул ци 

Y;(, Ыц) с заданными Ч БУ 18 значени ми и формируетс  по динамическому закону сигнал обратной св зи (Y;-Y), поступакзщий в БРТ 16 и корректирующий вычисленные значени  управл ющих воздействий (температурного режима f(T)). Локальной системе

раствора, моделирующа  разгрузку

регулировани  задаетс  измененное зна- 5 пульпы в проточных реакторах. чение управл ющего воздействи  Т по т, i .о сравнению с рассчитанным значением Тр с помощью сигнала U обратной св зи .

При 71 С пересыщение алюм1 го раствора составл ло 69,9 г , После добавлени  затр ного материала А1(ОН) реакц 0 массу охлаждали до 50°С в теч 33 ч согласно температурнокгу лю широкомасштабного промышле производства. В первом опыте л цию осуществл ли снизу (мод

.

Из-за запаздывани  коррекции на выходе декомпозеров наблюдаютс  периодические колебани  крупности выходного продукта. Стабилизаци  гран- состава обеспечиваетс  с помощью БРР, 25 вание проточного реактора с нижней куда поступают сигналы с выходов гра- разгрузкой), а во втором - сверху

При 71 С пересыщение алюм1натно го раствора составл ло 69,9 г/л , После добавлени  затравочного материала А1(ОН) реакционную 0 массу охлаждали до 50°С в течение 33 ч согласно температурнокгу профилю широкомасштабного промышленного производства. В первом опыте Ц1фку- л цию осуществл ли снизу (моделиронулометров 7,9 и 12, установленных соответственно на верхнем, нижнем разгрузочных уровн х и в суммарном потоке на выходе последнего декомпо- зера цепочки реакторов 4, соответствующие значени м грансоставов bg, л q , uq (доли фракции в процентах установленного класса крупности) ,а

(моделирование проточного реактора с верхней разгрузкой). Первый и второй опыты проводили с затравоч- 30 ць1м материалом АИОН) (69 г/л), со держащим 85,7 мас.% мелкой фракции с размером частиц менее 45 мкм. Полученную пульпу после разложени  в обоих опытах фильтровали, а гидро

также с выхода БУ поступает сигнал за- ксид алюмини  промывали и высушивали.

Выходной продукт (затравка и осаж- денизШ материал) составл л в первом опыте 141,3 г/л, где дол  фракции q в мас.% частиц крупнее +45 мкм

40 равна 79,9% (77,7 г/л), а во втором опыте - 136,8 г/л, где мкм равна 80,5% (86,7 г/л). Во втором опыте получили более крупный гидрат (дол  частиц устаиовленного класса

45 крупности +45 мкм больше, чем в первом), однако в первом опыте выход продукта больше (72,3%), чем во втором (67,8%). Это объ сн етс  тем, что декомпозици  проводилась не с

данного грансостава выходного продукта. БРР вырабатывает сигналы регулировани  регул торами 8 и 10 разгрузки с верхнего и нижнего уровней декомпозера на прирост разгрузки того или иного знака tip (знак зависит от результатов сравнени  измеренного гранулометром 12 и заданного грансоставов, а величина шага обратно пропорциональна разиости крупнос- тей, измеренных гранулометрами 7 и 9) к уже имеющимс  разгрузкам с верхнего и нижнего уровней в виде J и Р

до тех пор, пока измеренный гранулометром 12 грансостав aq,, не сравнит-50 оптимальным по количеству и гранс  с заданным БУ значением j в

составу затравочным материалом. В третьем опыте, проводимом с найсуммарном потоке.

После сгущени  и классификации пуль- денным из р да экспериментов оптималь- пы в гидросепараторе 14 в декомпозер ным составом затравки А1(ОН) (63 г/л, подают определенное количество мел- 55 дол  частиц &q в мас.% мельче -45 мкм равна 52,7), получили улучшение обоих технико-экономических показателей: выход продукта увеличилс  до 83 г/л, а крупность частиц ких частиц Л Члат(г) установленного

IjaipV ;ти и на

класса крупности и на передел кальцинации количество частиц повышенной крупности.

qppoA)

Опробование способа проводили на опытной установке емкостью I,5 м с воздушным перемешиванием, где иаходилось 1000 л пересыщенного алюминат- ного раствора с промышленной уставов- ки. Первоначальна  концентра ци  раствора составл ла 120,2 г/л Na,0 и 142,3 г/л , В боковых стенках и донной части аппарата имеютс  штуцеры , через которые подаетс  и разгружаетс  сверху или снизу пульпа, а также осуществл етс  циркул ци 

раствора, моделирующа  разгрузку

пульпы в проточных реакторах. т, i .о

вание проточного реактора с нижней разгрузкой), а во втором - сверху

При 71 С пересыщение алюм1натно- го раствора составл ло 69,9 г/л , После добавлени  затравочного материала А1(ОН) реакционную массу охлаждали до 50°С в течение 33 ч согласно температурнокгу профилю широкомасштабного промышленного производства. В первом опыте Ц1фку- л цию осуществл ли снизу (моделиро (моделирование проточного реактора с верхней разгрузкой). Первый и второй опыты проводили с затравоч- ць1м материалом АИОН) (69 г/л), содержащим 85,7 мас.% мелкой фракции с размером частиц менее 45 мкм. Полученную пульпу после разложени  в обоих опытах фильтровали, а гидро-

составу затравочным материалом. В третьем опыте, проводимом с найдо q +45 мкм, равной 81,4% (79,7 г./л). Опыт осуществл ли с нижней циркул цией (моделирование нижней разгрузки) аналогично прототипу. Повторив опыт с тем же оптимальным составом затравки Al(OH)j (63 г/л, Aq в мас.% -45 мкм равна 52,7), но при осуществлена верхней циркул ции

(моделирование верхней разгрузки) по- 10 каустического модул  на заданном зналучили наилучщие результаты: выход продукта 91,7 г/л, а дол  фракции

в мас.% +45 мкм

чении путем изменени  температурно режима и стабилизацию затравочного отношени  путем изменени  весового расхода затравочного гидроксида.

крупных частиц uq

возросла до 83,5% (93,7 г/л). Это доказывает положительный эффект осущест-15 отличающийс  тем, что, влени  верхней разгрузки, однако ре- с целью стабилизации грансостава зультаты первого и второго опытов доказывают необходимость поддержани  оптимальной по количеству и грансо- ставу затравочной гидроокиси, что 20 может быть достигнуто регулированием

пульпы на выходе реактора, дополни тельно измер ют грансоставы пульпы на выходах с верхнего и нижнего ур йей реактора и суммарного потока, вычисл ют раз ность грансоставов с верхнего и нижнего уровней и откло ние измеренного грансостава суммар ного потока от заданного, увеличивают расход пульпы с верхнего уров н  реактора и уменьшают на ту же величину расход пульпы с нижнего у н , если отклонение измеренного грансостава суммарного потока от з

по предлагаемому способу. Результаты опытов приведены в таблице.

25

пульпы на выходе реактора, дополнительно измер ют грансоставы пульпы на выходах с верхнего и нижнего уров- йей реактора и суммарного потока, вычисл ют раз ность грансоставов с верхнего и нижнего уровней и отклонение измеренного грансостава суммарного потока от заданного, увеличивают расход пульпы с верхнего уровн  реактора и уменьшают на ту же величину расход пульпы с нижнего уров н , если отклонение измеренного грансостава суммарного потока от заСпособ позвол ет увеличить выход продукта и получить гидроксид повышенного размера, что важно дл  последующего получени  металлического алюмини .

Получение более крупного глинозема 30 данной величины положительно, а при повышает эффективность процесса условии, если это отклонение отри- электролиза, сокращает потери алюми- цательно, расход пульпы с верхнего ни  и дает дополнительный экономи- уровн  уменьшают, а с нижнего уров- ческий эффект.н  увеличивают.

рмула

изобретени 

Способ автоматического регулировани  непрерывного процесса декомпозиции алюминатного раствора преимущественно в реакторе с верхним и нижним разгрузочными уровн ми, включающий поддержание оксида алюмини  и

чении путем изменени  температурного режима и стабилизацию затравочного отношени  путем изменени  весового расхода затравочного гидроксида.

отличающийс  тем, что, с целью стабилизации грансостава

отличающийс  тем, что, с целью стабилизации грансостава

пульпы на выходе реактора, дополнительно измер ют грансоставы пульпы на выходах с верхнего и нижнего уров- йей реактора и суммарного потока, вычисл ют раз ность грансоставов с верхнего и нижнего уровней и отклонение измеренного грансостава суммарного потока от заданного, увеличивают расход пульпы с верхнего уровн  реактора и уменьшают на ту же величину расход пульпы с нижнего уровн , если отклонение измеренного грансостава суммарного потока от за

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ автоматического регулирования непрерывного процесса декомпозиции алюминатного раствора преимущественно в реакторе с верхним и нижним разгрузочными уровнями, включающий поддержание оксида алюминия и каустического модуля на заданном значении путем изменения температурного режима и стабилизацию затравочного отношения путем изменения весового расхода затравочного гидроксида, отличающийся тем, что, с целью стабилизации грансостава пульпы на выходе реактора, дополнительно измеряют грансоставы пульпы на выходах с верхнего и нижнего уров20 йей реактора и суммарного потока, вычисляют разность грансоставов с верхнего и нижнего уровней и отклонение измеренного грансостава суммарного потока от заданного, увеличи25 вают расход пульпы с верхнего уровня реактора и уменьшают на ту же величину расход пульпы с нижнего уров· ня, если отклонение измеренного грансостава суммарного потока от за30 данной величины положительно, а при условии, если это отклонение отрицательно, расход пульпы с верхнего уровня уменьшают, а с нижнего уровня увеличивают.

   Опыт

   Затравочный материал

   Продукт (затравка плюс осажденный материал)

   Разгруз- Доля Коли- Коли- Доля Доля Доля Доля Выход ка фрак- чест- чест- фрак- фрак- фрак- фрак- продук ции во за- во про— ции ЦИИ ции ции та f -45 мкм трав- дукта -45мкм -45мкм +45мкм +45мкм ,г/л 4q,% ки р ,% 4q, Aq,% iq,r/n Р^,г/л г/л г/л

   1 Нижняя 85,7 69 141,3 20, 1 63,6 79,9 77,7 72,3 2 Верхняя 85,7 69 136,8 19,5 60,4 80,5 86,4 67,8 3 Нижняя 52,7 63 146 18,6 66,3 81,4 79,7 83,0 4 Верхняя 52,7 63 154,7 16,5 61,0 83,5 93,7 91,7

   Фаг. 2