ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Автоматизация обжига цинковых концентратов из "Автоматическое управление процессами в кипящем слое " Площадь пода печей для обжига в кипящем слое цинковых концентратов составляет 28—33 м , высота кипящего слоя 1 м, общая высота 7—9 м. Печь загружают с одного конца, выгружают с другого. Расстояние между точками загрузки и выгрузки (по прямой) составляет около 6—7 м. Таким образом, при обжиге цинковых концентратов высота кипящего слоя относится к основной длине как 1 6 -г- 7. Несмотря на такое малое отношение высоты к длине, в кипящем слое достигается сравнительно хорошее перемешивание твердых частиц. [c.335] Данные Г. М. Штейнгарта показывают [95], что по сульфидной сере пробы, взятые из кипящего слоя в местах загрузки и выгрузки, отличаются на 0,3%. При равномерной подаче воздуха (дутья) через газораспределительное устройство происходит такое же распределение концентраций кислорода и сернистого ангидрида по длине печи, как и при обжиге колчеданов (см. рис. 75,а). [c.335] При изменении скорости воздуха (дутья) меняется коэффициент перемешивания твердой фазы, это позволяет управлять распределением концентраций по длине при заданном постоянном избытке воздуха. [c.335] Коэффициент перемешивания твердых частиц и коэффициент избытка воздуха при обжиге определяют также распределение температур по длине печи. Перепад температур в период между загрузкой и выгрузкой может составлять от О до 100 град (при длине печи около 9 м). [c.335] При построении математической модели печи обжига цинковых концентратов в кипящем слое на данном этапе исследований, учитывая достаточную сложность физико-химического механизма процесса, будем постулировать идеальное перемешивание твердых частиц и газа. [c.336] Это оправдывается тем, что на первом этапе исследований необходимо изучить основные особенности процесса, связанные с реакцией окисления сульфида цинка. [c.336] Сульфид цинка в области рабочих температур обжига (900— 1050° С) претерпевает полиморфное превращение, переходит из сфалерита в вюрцит, и это существенно сказывается на динамических свойствах процесса. [c.336] Попытки формализации динамических свойств процесса в рабочем диапазоне температур 900—1050° С на базе экспериментальных исследований промышленного процесса положительных результатов не дали. Поэтому специально изучали макрокинетику окисления сульфида цинка кислородом воздуха в области полиморфного превращения сфалерита в вюрцит, результаты исследования легли в основу разработанной математической модели процесса. [c.336] Закономерности окисления сульфида цинка изучали в лабораторном микрореакторе с кипящим слоем конусного типа в условиях полунепрерывного эксперимента. Крупность сульфида составляла от —35 до -f48 меш, а скорость воздуха (дутья) 2см1сек. [c.336] Для создания нормальных условий псевдоожижения и частичного поглощения тепла в момент загорания одновременно с навеской сфалерита (0,025 г) в реактор загружали шамотную крупку (0,6 г) при этом отклонение температуры от задаваемого номинала не превышало 1,5—2 град. [c.336] Была разработана специальная методика измерений, которая позволила контролировать скорость протекания реакции по изменению концентрации образующегося газообразного продукта окисления [96]. Выделяющийся при окислении сульфида сернистый ангидрид направляли в измерительную ячейку, в которой он поглощался 2,5-м. раствором перекиси водорода с образованием серной кислоты. Ячейка составляла вторичный контур высокочастотного генератора, работающего в режиме полного резонанса. Изменение физико-химических свойств раствора в результате поглощения газа вызвало разбаланс между первичным контуром, на который поступала стабилизированная частота 24 Мгц, и вторичным измерительным контуром. Величина разбаланса записывалась непрерывно автоматическим быстродействующим потенциометром. [c.337] В связи с тем, что величина измеряемого сигнала почти в семь раз превышала размах шкалы записывающего прибора, создана схема согласования на основе шагового искателя, позволяющая скачком изменять диапазон измерений. Во всем интервале изменения запись выходного сигнала производилась кусочно. [c.337] Градуировочный график с координатами показания записывающего прибора — количество образовавшегося сернистого ангидрида получен экспериментально путем помещения в ячейку эквивалентных количеств серной кислоты. [c.337] Величина невязки баланса по окисляющемуся сульфидному компоненту не превышала 2%. При средней чувствительности измерений 12 мв на 1 мг окисляющейся сульфидной серы точность определения сернистого ангидрида в газовой фазе составила 2%. [c.337] Поскольку инерционность измерительной аппаратуры оказалась соизмеримой со скоростью химической реакции возникла необходимость учитывать ее динамические свойства. Для этого экспериментально снимали импульсные переходные характеристики измерительной аппаратуры (включая трассы и систему), обработка которых позволила приводить величину формально записываемого сигнала к скорости химического взаимодействия в реакционном пространстве аппарата. [c.337] Скорости окисления сульфида цинка исследовали в температурной области от 900 до 1100° С (область промышленных режимов обжига цинковых концентратов). [c.337] Экспериментальные данные после внесения соответствующих временных поправок подвергали статистической обработке по доверительным пределам, не превышающим 5% от рассчитанного среднего значения. [c.338] В соответствии с экспериментальными результатами скорость окисления сульфида в исследуемой температурной области имела два экстремальных значения, соответствующих максимуму и минимуму его реакционной способности при температурах 970 и 1020° С. Не разбирая сложных физико-химических вопросов макрокинетики реакции в области полиморфного превращения, приведем основные выводы, полученные в работе [97]. [c.338] Падение реакционной способности сульфида цинка в интервале температур 970—1020° С вызывается, по-видимому, образованием плотных слоев окиси цинка, растущих на подложке вюр-цита, и частичным оплавлением поверхности, связанным с увеличением подвижности структуры. [c.338] Вернуться к основной статье