Способ управления технологическим режимом процесса обжига сульфидных концентратов в печи кипящего слоя Российский патент 2023 года по МПК F27B15/18 

Изобретение относится к цветной металлургии и предназначено для управления технологическим режимом процесса обжига сульфидных концентратов в печи кипящего слоя с полным удалением серы.

Известен способ управления технологическим режимом процесса обжига цинковых концентратов в печи кипящего слоя, включающий регулирование температуры в печи кипящего слоя изменением загрузки сульфидного концентрата (см. А.Л. Рутковский, Д.Н. Дюнова, А.В. Бигулов и др. Исследование процесса обжига цинковых концентратов в кипящем слое методом математического моделирования, Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), №3, 2013, С. 217-222).

Недостатком аналога является низкое качество продуктов обжига за счет возможности возникновения аварийного режима, который связан с тем, что при поиске экстремума температуры при изменении расхода цинкового концентрата температура в слое может превысить допустимые пределы. Это приведет к плавлению слоя концентрата и разрушению кипящего слоя.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ автоматического регулирования процесса обжига в печи кипящего слоя, включающий регулирование температуры в кипящем слое воздействием на загрузку концентрата и подачу кислородсодержащего газа под подину печи кипящего слоя (см. авторское свидетельство SU1047257, МПК (2000.01) F27B 15/18, опубл. 27.07.2000 г, Бюл. № 21).

Недостатком прототипа является низкие качество продуктов обжига и производительность печи. Это связано с тем, что температурный режим печи, существенно влияющий на качество продуктов, устанавливается и регулируется автоматически равномерным и непрерывным питанием печи концентратом. Однако не редко возникают ситуации, при которых в печь единовременно может попасть ком концентрата весом до 3 кг и потом образоваться пауза в загрузке до 2 секунд. При этом запаздывание изменения температуры в печи от изменения загрузки достигает 10 секунд, количество загружаемой в печь шихты всё это время может быть заниженным или завышенным на десятки процентов. Колебания в загрузке, инициируемые автоматикой, могут доходить до 50% от среднего уровня при нормальной работе и до 100% при экстремальных отклонениях температуры, что приводит к снижению содержания кислорода под сводом на 1-2 секунды до 0. В это время вся пыль, выходящая из печи, остается недообожженной, что существенно снижает производительность печи. При пылеуносе, достигающем 60÷70% содержание сульфидной серы в пыли, оказывается главным показателем качества продуктов обжига.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение производительности печи и качества готовых продуктов обжига, а именно огарка и пыли.

Технический результат достигается тем, что способ управления технологическим режимом процесса обжига сульфидных концентратов в печи кипящего слоя, включающий регулирование температуры в кипящем слое воздействием на загрузку концентрата, подачу кислородсодержащего газа под подину печи кипящего слоя, согласно изобретению, поток кислородсодержащего газа стабилизируют на уровне, обеспечивающем устойчивое кипение слоя цинкового огарка, измеряют концентрацию кислорода в газах на выходе из печи и корректируют величину соотношения концентрата с кислородом подачей дополнительного кислорода в поток исходного кислородсодержащего газа, а расход кислорода поддерживают таким образом, чтобы концентрация кислорода в отходящих из печи газах поддерживалась на уровне 2-3%.

Данный способ позволит повысить производительность печи и качество готовых продуктов обжига, а именно огарка и пыли.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок схема способа управления технологическим режимом процесса обжига сульфидных концентратов в печи кипящего слоя.

Способ реализуют следующим образом.

Сульфидный концентрат из бункера 1 с помощью дозатора-весоизмерителя 2 подают в печь кипящего слоя 3. Поток концентрата стабилизируют с помощью системы стабилизации загрузки 4, включающей датчик расхода концентрата 5, регулятор расхода концентрата 6 и исполнительный механизм 7. При отклонении расхода концентрата от задания регулятор расхода концентрата 6 изменяет число оборотов исполнительного механизма 7 таким образом, чтобы привести величину загрузки концентрата к заданному уровню. Температуру в кипящем слое измеряют датчиком 8, с которого сигнал поступает на регулятор температуры 9. Регулятор температуры 9 корректирует задание регулятору расхода концентрата 6 таким образом, чтобы привести температуру в кипящем слое к заданному значению. Поток кислородсодержащего газа стабилизируют на уровне, обеспечивающем устойчивое кипение слоя цинкового огарка с помощью системы 10, в которой сигнал с датчика расхода кислородсодержащего газа 11 поступает на регулятор расхода кислородсодержащего газа 12, соединенный с исполнительным механизмом 13. Расход кислорода, поступающего в поток кислородсодержащего газа, измеряют с помощью датчика 14, сигнал с которого поступает на вход регулятора соотношения расходов «концентрат-кислород» 15. На вход регулятора соотношения расходов «концентрат-кислород» 15 также поступает сигнал от датчика расхода концентрата 5. С выхода регулятора 15 сигнал поступает на исполнительный механизм 16, регулирующий подачу кислорода в поток кислородсодержащего газа. Концентрацию кислорода на выходе из печи кипящего слоя 3 измеряют датчиком 17, сигнал с которого поступает на вход регулятора концентрации кислорода на выходе из печи 18. Выходной сигнал регулятора 18 поступает в качестве корректирующего сигнала задания регулятору соотношения расходов «концентрат-кислород» 15 для обеспечения концентрации кислорода 2-3% в отходящих из печи кипящего слоя 3 газах.

Данный способ управления технологическим режимом процесса обжига сульфидных концентратов в печи кипящего слоя по сравнению с прототипом позволит повысить производительность печи и качество готовых продуктов обжига, а именно огарка и пыли.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при обжиге сульфидных концентратов в печи кипящего слоя с полным удалением серы. Способ включает регулирование температуры в кипящем слое посредством воздействия на загрузку концентрата, подачу кислородсодержащего газа под подину печи кипящего слоя, стабилизацию потока кислородсодержащего газа на уровне, обеспечивающем устойчивое кипение слоя цинкового огарка, измерение концентрации кислорода в газах на выходе из печи и корректировку величины соотношения концентрата с кислородом подачей дополнительного кислорода в поток кислородсодержащего газа. При этом расход кислорода в отходящих из печи газах поддерживают на уровне 2-3%. Использование изобретения позволяет повысить производительность печи и качество готовых продуктов обжига. 1 ил.

Способ управления технологическим режимом процесса обжига сульфидных концентратов в печи кипящего слоя, включающий регулирование температуры в кипящем слое посредством воздействия на загрузку концентрата и подачу кислородсодержащего газа под подину печи кипящего слоя, отличающийся тем, что поток кислородсодержащего газа стабилизируют на уровне, обеспечивающем устойчивое кипение слоя цинкового огарка, измеряют концентрацию кислорода в газах на выходе из печи и корректируют величину соотношения концентрата с кислородом посредством подачи дополнительного кислорода в поток исходного кислородсодержащего газа, причем расход кислорода поддерживают таким образом, чтобы обеспечить концентрацию кислорода в отходящих из печи газах на уровне 2-3%.