ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Автоматизация процессов восстановительного обжига из "Автоматическое управление процессами в кипящем слое " Возгонку металлов и их соединений широко используют в ряде технологических процессов металлургической промышленности. Процессы дистилляции, возгоночный обжиг и вальцевание, фью-мингование и некоторые другие процессы целиком основаны на явлениях испарения. [c.378] В наиболее простых случаях для протекания процесса достаточно нагреть материал, содержащий возгоняемое вещество. Но, как показывает практика [108, 109], значительное количество возгоняемых металлов содержится в перерабатываемом сырье в виде нелетучих соединений, поэтому одновременно с нагревом необходимо переводить эти соединения в летучие. [c.378] На протекание химических реакций, способствующих таким превращениям, большое влияние оказывает состав газовой атмосферы газовая атмосфера способствует образованию наиболее легко летучих соединений. [c.378] Протекание возгоночных и восстановительных процессов при строго ограниченном интервале технологических параметров требует высококачественного управления. [c.379] Поддержание заданного состава восстановительной среды при использовании газообразного или жидкого топлива чаще всего не вызывает больших затруднений. При синтезе САР в этих случаях можно не учитывать динамику процессов горения топлива и рассматривать эти процессы как безынерционные. [c.379] Горение твердого топлива в кипящем слое протекает со скоростями, соизмеримыми с основными технологическими процессами [ПО]. [c.379] Ниже на примере разработки САУ процессом возгонки сурьмы из руд приведены результаты исследования особенностей динамических свойств. Эти процессы протекают в слабовосстановительной среде, когда в обжиговых газах находится небольшое количество окиси углерода. Этот случай наиболее сложен при организации управления и наиболее интересен с технологической точки зрения, так как строгое поддержание заданной концентрации окиси углерода резко влияет на полноту превращений и на расход топлива, являющегося одной из основных расходных статей экономического баланса восстановительных процессов. Управлять восстановительными процессами в сильно восстановительных режимах, как это будет видно из дальнейшего анализа, обычно значительно проще. [c.379] При флотационном обогащении сульфидно-окисленных руд сурьмы почти все высшие окислы сурьмы теряются с хвостами флотации. [c.379] Согласно литературным данным [111, 112], сурьма возгоняется из различных соединений в виде трехокиси в слабо восстановительной атмосфере при температуре около 1000° С. Специальные исследования материалов, содержащих сурьму, показали, что спекание материала происходит при температуре около 1030—1050° С. Поэтому при достижении в реакционном пространстве слабо восстановительной атмосферы и температуры около 1000° С принципиально возможно осуществить процесс [113]. [c.380] Отметим основные особенности процесса и требования к САУ. [c.380] Для проведения процесса температуру кипящего слоя необходимо поддерживать около 1000° С. Процесс ведут на грани спекания, поэтому температура характеризует не только тепловой режим, качественные и количественные показатели, но и устойчивость процесса в целом. Нижний температурный уровень процесса находится в зоне начала горения углерода, однако металл при этих температурах не возгоняется. [c.380] Излишнее содержание окиси углерода в обжиговых газах приводит не только к ухудшению технологических показателей, но и к перерасходу топлива. Одновременно снижается производительность по обжигаемому материалу, так как на образование окиси углерода идет дополнительное тепло, которое при нормальном режиме расходуется на нагрев перерабатываемого материала. [c.380] Используем некоторые допущения, не искажающие общей картины процесса, но значительно упрощающие получение конечного результата. [c.381] При рассмотрении вопросов управления горением углерода примем изотермический режим, так как температура кипящего слоя регулируется практически по независимому каналу. [c.384] Характер статических свойств объекта (см. рис. 96) позволяет выделить три режима горения топлива окислительный, переходный от окислительного к восстановительному и восстановительный. Каждый из этих режимов соответствует реальным условиям протекания определенных технологических процессов. [c.384] Например, ртуть возгоняется в окислительной атмосфере, сурьма — в слабовосстановительной, олово — в восстановительной атмосфере. [c.385] Для каждого режима в соответствии с характером статических связей между координатами процесса, приняв дополнительные предположения, можно существенно упростить исходную математическую модель. Так, при окислительном режиме концентрация окиси углерода незначительна и при изменениях соотношения топливо — воздух до некоторого предела содержание окиси углерода изменяется мало по сравнению с изменением концентрации кислорода и двуокиси углерода. Поэтому концентрацию окиси углерода при окислительном режиме горения топлива можно принять постоянной. При переходном режиме от окислительного к восстановительному концентрация двуокиси углерода изменяется незначительно и ее можно принять постоянной. [c.385] При восстановительном режиме концентрацию кислорода принимают постоянной. [c.385] Полученные на основании этих предположений, а также предположений об изотермичности процесса, упрощенные математические модели позволяют для каждого режима горения получить дифференциальные уравнения, описывающие динамические свойства горения топлива с обеспечением окислительной, переходной и восстановительной атмосфер. [c.385] Динамические свойства процесса проанализируем только для случая горения топлива при переходном режиме. Этот случай наиболее интересен, так как при переходном режиме горения наилучшим образом протекает процесс возгонки сурьмы в кипящем слое. [c.385] Вернуться к основной статье