(21), (22) Заявка: 2003101145/15, 15.01.2003
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
15.01.2003
(43) Дата публикации заявки: 10.07.2004
(56) Список документов, цитированных в отчете опоиске:
А.И.ЛАЙНЕР и др. Производство глинозема. - М.: Металлургия, 1978, с.184-186. SU 769953 A1, 15.04.1989. SU 983050 А, 25.12.1982. SU 1629249 A1, 23.02.1991. RU 2026817 C1, 20.01.1995. RU 2060941 С1, 27.05.1996. RU 2070543 С1, 20.12.1996. DE 2615590 A1, 17.02.1977.
Адрес для переписки:
662150, Красноярский край, г. Ачинск, ОАО "Ачинский глиноземный комбинат"
(72) Автор(ы):
Пихтовников А.Г. (RU),Аникеев В.И. (RU),Чащин О.А. (RU),Долгирева К.И. (RU),Шепелев И.И. (RU),
Шепталин С.В. (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество "Ачинский глиноземный комбинат" ОАО "АГК" (RU)
(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЕМ ШИХТЫ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФЕЛИНОВОГО СЫРЬЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к процессам цветной металлургии и может быть использовано при переработке щелочного алюмосиликатного сырья, в частности нефелиновых руд. Способ управления приготовлением шихты при переработке нефелинового сырья с получением глинозема и содопродуктов включает изменение расхода нефелиновой руды, известняка и оборотного карбонатного раствора для получения шихты. Известняковый и щелочной модули шихты рассчитывают исходя из заданных значений известнякового и щелочного модулей спека и с учетом изменения зольности угля и доли мазута в топливе по определенным выражениям и поправок на величину модулей шихты, учитывающих изменение удельного расхода топлива и теплотворную способность угля и рассчитываемых по определенным выражениям. Величину известнякового и щелочного модулей шихты получают суммированием расчетного модуля с поправкой, учитывающей изменение удельного расхода топлива и теплотворную способность угля. Изобретение позволяет повысить качество спека и товарный выход глинозема за счет оперативного управления модульными характеристиками шихты. 1 табл.
Изобретение относится к процессам цветной металлургии и может быть использовано для переработки по способу спекания нефелинового сырья.
Известен способ управления приготовлением шихты при переработке нефелинового сырья, основанный на регулировании дозировки компонентов шихты, исходя из молярных отношений оксидов натрия и алюминия (Мщ) и оксидов кальция и кремния (Мизв), включающий изменение расхода нефелина, известняка и оборотного карбонатного раствора в зависимости от изменения химического состава компонентов для получения шихты с учетом содержания соединений серы и хлора [Комплексная переработка щелочного алюминийсодержащего сырья. Арлюк Б.И., Лайнер Ю.А., Пивнев А.И.].
Недостатком данного способа является то, что при использовании угольного топлива в процессе спекания не учитывается влияние присадки к спеку золы топлива и отклонения за счет этого модулей спека от расчетных значений по шихте.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ управления приготовлением шихты при переработке нефелинового сырья с получением глинозема и содопродуктов, включающий изменение расхода нефелиновой руды, известняка и оборотного карбонатного раствора для получения шихты в зависимости от изменения химического состава компонентов для получения шихты со следующими молярными отношениями:
[Производство глинозема. Лайнер А.И., Еремин Н.И., Лайнер Ю.А., Певзнер И.З., изд. Металлургия 1978, с.184-186].
Недостатком этого способа является невозможность оперативного управления процессом приготовления шихты из-за значительных колебаний зольности угольного топлива, что приводит в свою очередь к расшихтовке спека по модулям и снижению товарного выхода глинозема.
Задачей изобретения является повышение качества спека и увеличение товарного выхода глинозема при переработке нефелиновых руд.
Поставленная задача достигается способом управления приготовлением шихты при переработке нефелинового сырья с получением глинозема и содопродуктов, включающим изменение расхода нефелиновой руды, известняка и оборотного карбонатного раствора для получения шихты. Известняковый и щелочной модули шихты рассчитывают, исходя из заданных значений известнякового и щелочного модулей спека и с учетом изменения зольности угля и доли мазута в топливе согласно следующим выражениям:
и поправок на величину модулей шихты Ри и Р щ, учитывающих изменение удельного расхода топлива и теплотворную способность угля и рассчитываемых по следующим выражениям:
величину известнякового и щелочного модулей шихты получают суммированием расчетного модуля с поправкой, учитывающей изменение удельного расхода топлива и теплотворную способность угля:
где Мисз, Мщсз - заданные значения известнякового и щелочного модулей спека, ед.;
А - содержание золы в пылеугольном топливе, %;
Q - средний рабочий расход мазута на одну печь, т/ч;
Qmax - расход мазута на печь при работе на одном мазуте при средней производительности по спеку, т/ч;
Мишф, Мщшр - фактические значения известнякового и щелочного модулей шихты, ед.;
Мисф, Мщсф - фактические значения известнякового и щелочного модулей спека, ед;
0,000165; 0,00479; 0,00006 и 0,00183 - поправочные коэффициенты, учитывающие содержание золы топлива, приводящие выражения для их расчета к безразмерной величине.
Предлагаемый способ в отличие от известных и от способа, принятого за прототип, обладает наличием новых отличительных признаков.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является управление модулями шихты в зависимости от изменения зольности угля и доли мазута в топливе по заявляемым выражениям. Необходимость регулирования модульными характеристиками шихты обусловлена значительными колебаниями зольности угля, которые составляют от 8 до 30%. Каждый 1% изменения зольности угольного топлива от нормативных значений ведет к расшихтовке спека по известняковому модулю на 0,01 ед. и щелочному модулю на 0,004 ед., что в свою очередь приводит к снижению товарного выхода оксида алюминия на 0,2-0,3% и ухудшению технико-экономических показателей производства глинозема. Изменение доли мазута в топливе приводит к изменению расхода угля и соответственно к расшихтовке спека по модулям. Управление известняковым и щелочным модулями шихты согласно заявляемого способа осуществляется с учетом изменения зольности угля и доли мазута в топливе по предлагаемым выше выражениям, что ранее в других способах управления приготовлением шихты при переработке нефелинового сырья не применялось и является отличительным признаком данного изобретения. Оперативное регулирование модулями шихты, учитывая изменение зольности угля и долю мазута в сжигаемом топливе, позволяет стабилизировать физико-химические свойства спека и увеличить химический и товарный выход глинозема. На основании заданных известнякового и щелочного модулей спека и с учетом поправочных коэффициентов, учитывающих содержание золы в топливе и расход мазута по предлагаемым формулам, рассчитываются модульные характеристики шихты.
Предлагаемый способ опробован в промышленном масштабе в ОАО "Ачинский глиноземный комбинат" при переработке нефелиновых руд Кия-Шалтырского месторождения. Использование данного способа управления модульными характеристиками шихты обеспечивает максимальный товарный выход глинозема. Применение известного способа управления приготовлением шихты без учета зольности угольного топлива и доли мазута ведет к расшихтовке спека по модулям за счет изменения присадки золы топлива и снижению химического и товарного выхода глинозема.
Примеры конкретного выполнения способа.
Известняковый и щелочной модули шихты с учетом изменения доли мазута и зольности угля при прямом регулировании модульных характеристик рассчитывают по предлагаемым выше выражениям (3, 4). Поправки известнякового и щелочного модулей на изменение удельного расхода топлива за счет изменения его калорийности определяются как разность между фактической и расчетной расшихтовками модулей по выражениям (5, 6). Задание на величину известнякового и щелочного модулей шихты получают суммированием расчетного модуля с поправкой на изменение удельного расхода топлива по выражениям (7, 8). Результаты расчета заданий модулей шихты в режиме реального времени вводятся в информационную систему в контрольные карты исполнения задания. Адрес файла: 1 - сырьевой цех; 2 - бассейны схем усреднения; охватываемый интервал времени - 24 и 72 часа. Ввод информации в систему автоматизированного выполнения расчета задания на модули шихты:
1. Ввод информации по расходу мазута производится на момент корректировки задания.
2. Ввод информации по зольности угольного топлива производится на момент корректировки задания. Учитывается 2-6 последних 4-часовых анализа угольного топлива с мельниц №1, 2.
3. По результатам опроса рассчитывается задание на модули шихты по прямому регулированию.
4. Для расчета поправки на изменение удельного расхода топлива по обратному регулированию производится ввод средних данных по величине фактической и расчетной расшихтовке опека за последние 24 часа.
5. Корректировка задания на модули шихты производится один раз в сутки.
Пример расчета модулей шихты.
Оптимальная величина известнякового и щелочного модулей спека, обеспечивающие максимальный товарный выход глинозема, составляет Ми=1,93 ед., Мщ=1,08 ед. Текущая зольность угольного топлива (А) за последние 8 часов составляет в одном случае 20%, в другом 25,5%.
Текущий расход мазута (Qм) при зольности угля 25,5% в одном случае составляет 1 т/час, в другом - 2 т/час.
1. Расчет модулей шихты при зольности угля 20% и текущем расходе мазута 1 т/час и максимальном расходе мазута при исключении угля 11,0 т/час
Мишр=1,93+(0,000165202+0,0047920)(1-1 1/11)=2,08
Мщшр =1,08+(0,00006202+0,0018320)(1-1 1/11)=1,14
2. Расчет модулей шихты при зольности угля 25,5% и текущем расходе мазута 1 т/час и максимальном расходе мазута при исключении угля 11,0 т/час
Мишр=1,93+(0,00016525,52+0,0047925,5)(1-1 1/11)=2,14
Мщшр =1,08+(0,0000625,52+0,0018325,5)(1-1 1/11)=1,16
3. Расчет модулей шихты при зольности угля 25,5% и текущем расходе мазута 2 т/час и максимальном расходе мазута при исключении угля 11,0 т/час
Мишр=1,93+(0,00016525,52+0,0047925,5)(1-1 2/11)=2,12
Мщшр =1,08+(0,0000625,52+0,0018325,5)(1-1 2/11)=1,15
Текущие расчетные модули шихты по прямому регулированию, рассчитанные в соответствии с выражениями (1,2), составят
1. А=20%; Qм=1 т/час; Мишр=2,08 ед.; Мщщр =1,14 ед.;
2. А=25,5%; Qм=1 т/час; Мишр=2,14 ед.; Мщшр=1,16 ед.;
3. А=25,5%; Qм=2 т/час; Ми шр=2,12 ед.; Мщшр=1,15 ед.
Фактические модули шихты и спека за предшествующие 24 часа составили
Мишф=2,08ед. Мщ шф=1,14 ед.
Мисф=1,92ед. М щшф=1,08 ед.
Поправки на величину известнякового и щелочного модулей шихты по обратному регулированию в соответствии с выражениями (3, 4) для случая А=20% и Q м=1 т/час составляют
Ри=(2,08-1,92)-(2,08-1,93)=0,01
Рщ=(1,14-1,08)-(1,14-1,08)=0
Задание на модули шихты в соответствии с выражениями (5, 6) будут следующими:
1. А=20%; Qм=1 т/час; Мишз =2,08+0,01=2,09 ед.; Мщшз=1,14 ед.;
2. А=25,5%; Qм=1 т/час; Ми шз=2,14+0,01=2,15 ед.; Мщшр=1,16 ед.;
3. А=25,5%; Qм=2 т/час; Ми шз=2,12+0,01=2,13 ед.; Мщшз=1,15 ед.
При работе на постоянных модулях шихты, например при Ми=2,09 ед. и Мщ=1,14 ед., без учета изменения зольности угольного топлива и расхода мазута известняковый модуль спека во втором случае снизился бы до 1,87 ед. за счет расшихтовки спека с увеличением присадки золы топлива, щелочной модуль до 1,06 ед., что значительно отличается от заданных значений известнякового и щелочного модулей спека 1,93 ед. и 1,08 ед. соответственно. Отклонение величины модулей спека от оптимальных заданных значений повлекло бы за собой снижение химического и товарного выхода глинозема в пределах 1,0-1,5%.
Результаты испытаний предлагаемого способа управления приготовлением шихты при переработке нефелинового сырья с использованием угольного топлива различного качества подтверждают возможность управления модульными характеристиками шихты с получением качественного спека и повышенного товарного выхода глинозема по сравнению с управлением модулями без учета зольности топлива и доли мазута в топливе (таблица 1). Увеличение товарного выхода глинозема при переработке нефелинового сырья по предлагаемому способу составляет не менее 0,5% по сравнению со способом, принятым за прототип.
Формула изобретения
Способ управления приготовлением шихты при переработке нефелинового сырья с получением глинозема и содопродуктов, включающий изменение расхода нефелиновой руды, известняка и оборотного карбонатного раствора для получения шихты, отличающийся тем, что известняковый и щелочной модули шихты рассчитывают, исходя из заданных значений известнякового и щелочного модулей спека и с учетом изменения зольности угля и доли мазута в топливе по следующим выражениям:
Мишр=Мисз +(0,000165 A2+0,00479 A)·(1-Q/Qmax ), ед.,
Мщшр=Мщ сз+(0,00006 А2+0,00183 A)·(1-Q/Qmax ), ед.,
и поправок на величину модулей шихты Р и и Рщ, учитывающих изменение удельного расхода топлива и теплотворную способность угля:
Ри=(М ишф-Мисф)-(М ишр-Мисз), ед.,
Рщ=(Мщшф-Мщ сф)-(Мщшр-Мщсз ), ед.,
величину известнякового и щелочного модулей шихты получают суммированием расчетного модуля с поправкой, учитывающей изменение удельного расхода топлива и теплотворную способность угля:
Мишз=Мишр +Ри,
Мщшз=М щшр+Рщ,
где Мисз, Мщсз - заданные значения известнякового и щелочного модулей спека, ед.;
А - содержание золы в пылеугольном топливе, %;
Q - средний рабочий расход мазута на одну печь, т/ч;
Qmax - расход мазута на печь при работе на одном мазуте при средней производительности по спеку, т/ч;
Мишф, Мщшр - фактические значения известнякового и щелочного модулей шихты, ед.;
Мисф, М щсф - фактические значения известнякового и щелочного модулей спека, ед;
0,000165; 0,00479; 0,00006 и 0,00183 - поправочные коэффициенты, учитывающие содержание золы топлива.
PD4A - Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
(73) Новое наименование патентообладателя:
Открытое акционерное общество «РУСАЛ Ачинский Глиноземный Комбинат» (RU)
Адрес для переписки:
662150, Красноярский край, г. Ачинск, Южная Промзона, квартал XII, стр. 1, ОАО «РУСАЛ Ачинск»
Извещение опубликовано: 10.07.2007 БИ: 19/2007
MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.01.2008
Извещение опубликовано: 20.11.2009 БИ: 32/2009
