Способ управления процессом обжига в реакторе кипящего слоя Советский патент 1991 года по МПК F27B15/18 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления процессами обжига в реакторах кипящего слоя и может найти применение в промышленности строительных материалов в цементной, химической и других отраслях промышленности при обжиге материалов в аппаратах кипящего слоя.

Цель изобретения - увеличение производительности реактора и улучшение качества продукта.

Сущность способа заключается в следу- |рщем.

Улучшение показателей процесса обжига достигается при уменьшении высоты кипящего слоя, однако, при этом усложняется регулирование из-за уменьшения тепловой инерции слоя. Увеличение высоты кипящего слоя (количества материала в слое) обеспечивает большую тепловую его инерцию к облегчает управление им, что снижает пока- затепи обжига из-за уменьшенич интенсивности процессов Оптимальный теплообмен в слое и улучшение качества обожженного материала достигаются при определенных количестве материала и его порозности Оптимальное количество материала в кипящем слое определяют экспериментальным путем В процессе обжига стабилизацию заданного количества материала осуществляют по высоте плотного слоя при известном насыпном его удельном весе. Высоту плотного слоя определяют на основе экспериментальных исследований, исходя из следующей математической зависимости

Н у Ki(Pi-Po K2(wi-w0)+A.

где Н - высота плотного слоя;

у- насыпной вес материала, кг/м3; KI, K2 - коэффициенты пропорциональности;

PI - текущий перепад давления в кипящем слое, кг/м ;

Ро перепад давления для минимального слоя при критической скорости ожижающего агента (начало кипения), кг/м ;

wi - текущая скорость ожижающего агента, м/с;

w0 - критическая скорость начала кипения, м/с;

А - постоянная величина давления, Кг/м2,

На чертеже представлена блок-схема устройства, позволяющего реализовать Предлагаемый способ.

Устройство содержит реактор 1, термопару 2, задатчик 3 температуры, регулятор 4, исполнительный механизм 5 загрузки с|ырья, датчик 6 скорости ожижающего аген- fa, датчик 7 насыпного удельного веса, дат- Цик 8 перепада давления, вычислительный флок 9, задатчик 10 высоты плотного слоя, регулятор 11 расхода готового продукта, исполнительный механизм 12 выгрузки продукта.

Способ осуществляют следующим образом.

В кипящем слое реактора 1 температуру материала измеряют термопарой 2, сигнал которой одновременно с сигналом задатчи- ка 3 поступает на элемент сравнения регулятора 4, управляющего исполнительным механизмом 5 загрузки сырья в реактор 1. При отклонении температуры материала в реакторе 1 от заданной регулятор 4 с помощью исполнительного механизма 5 увеличивает или уменьшает количество сырья, поступающего в реактор, в зависимости от Знака отклонения температуры а реакторе От заданной. При равенстве температуры в реакторе заданной регулятор стабилизирует подачу материала, Сигналы датчика 6, измеряющего скорость ожижающего аген- га, датчика 7, измеряющего насыпной удельный вес материала, датчика 8 измеряющего перепад давления в кипящем слое, поступают в вычислительный блок 9, где в соответствии с приведенной выше формулой, автоматически с определенной периодичностью вычисляется текущая высота плотного слоя материала и сравнивается с заданным ее значением задатчика 10 в элементе сравнения регулятора 11, который в зависимости от знака отклонения увеличивает или уменьшает выгрузку материала из реактора 1, воздействуя на исполнительный механизм 12 выгрузки продукта.

Пример. Предварительно экспериментальными исследованиями на реакторе при обжиге клинкера крупностью (5-10) мм с удельным насыпным весом у (1450-1500) кг/м3 определяют соответствующие зависимости, для которых известными методами аппроксимации выбрана эмпирическая формула

10

Н

1

Ki(Pi-P0)-K2(wi-w0)t-A.

При

критической скорости начала кипения w0 2 м/с и перепаде давления

Р0 337 кг/м , расчетые коэффициенты KI 1,2; К2 150, а постоянная А 150 кг/м2.

При работе реактора измеряют текущее значение скорости ожижающего агента, на- 1

пример wi 3 м/с, насыпной вес клин- з

кера у 1470 кг/м и перепад давления в кипящем слое PI 500 кг/м .

После подстановки указанных значений в формулу определяют высоту слоя

Н 0,168м.

Изобретение позволяет улучшить качество обжига материала и увеличить производительность реактора за счет оптимизации ведения процесса в реакторе.

Формула изобретен ия Способ управления процессом обжига в реакторе кипящего слоя, включающий регулирование подачи сырья в зависимости от температуры в реакторе и выгрузки продукта в зависимости от высоты кипящего слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности реактора и

качества продукта, дополнительно измеряют величину перепада давления в кипящем слое, скорость ожижающего агента, удельный вес обожженного материала, определяют значение высоты Н плотного слоя

материла по формуле

Н у Ki(Pi - Ро) - K2(wi - w0) + А,

где V- удельный насыпной вес продукта, кг/м3;

KI, K2 - коэффициенты пропорциональности;

PI - текущий перепад давления в кипя- Щем слое, кг/м ;

Ро перепад давления в минимальном слое при критической скорости (начало кипения) ожижающего агента, кг/м ;

wi - текущая скорость ожижающего агента, м/с;

w0 - критическая скорость (начало кипения) сжижающего агента, м/с;

А - постоянная величина давления, кг/м2;

сравнивают вычисленное значение высоты плотного слоя с его заданным значением и по величине рассогласования корректируют выгрузку продукта из реактора.

Изобретение относится к способам управления процессами обжига в реакторах кипящего слоя, может найти применение при обжиге цементного клинкера и позволяет повысить производительность реактора и качество продукта. Способ заключается в том, что корректируют выгрузку материала из реактора по величине рассогласования между текущим и заданным значением высоты плотного слоя. Текущее значение высоты плотного слоя определяют из аналитической зависимости, в которую входят величины скорости ожижающего агента, удельного веса обожженного материала и перепада давления в слое, измеряемые в процессе обжига. 1 ил.

си

3

L I