АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРОКАЛКИ КОКСА ВО ВРАЩАЮЩИХСЯ ПЕЧАХ Краткое описание технологического процесса прокаливания кокса
Прокаленный кокс используется для изготовления электродов, применяемых в электролизерах для электролиза алюминия. Кокс прокаливается с целью удаления влаги и летучих компонентов для улучшения качественных показателей углеродистого сырья (нефтяных и пековых коксов): повышения плотности (di) и увеличения механической прочности. Технологическим агрегатом для прокаливания служит трубчатая вращающаяся печь, установленная с уклоном в сторону горячей головки.
В качестве топлива используется мазут.
Загружается сырой кокс в печь через холодную головку из расходного бункера ленточным весоизмерителем. Процесс прокаливания проходит по принципу противотока. Кокс по мере прохождения печи нагревается. При этом из него вначале удаляется влага, а затем при температуре 300-700 0С – большая часть летучих. Качество прокаленного кокса зависит от температурного режима в печи и времени нахождения материала в ней. Для коксов, используемых для анодов в производстве алюминия, наилучшей контрольной величиной является действительная плотность. Действительная плотность прокаленного кокса тем выше, чем ниже его удельное электрическое сопротивление. Динамика изменения действительной плотности нефтяного кокса приведена на графике (рисунок 2).
Рисунок 2 – Динамика изменения действительной плотности
нефтяного кокса
Нагретый до 1200-1450 0С кокс поступает в водоохлаждаемый холодильник, установленный под печью, где охлаждается до температуры 70-100 0С.
Процесс прокалки кокса во вращающейся печи
как объект автоматизации
На основании опыта эксплуатации и экспериментальных данных систематизируем основные параметры прокалочной печи по признаку: входные, режимные, выходные.
К входным параметрам процесса можно отнести качественные показатели (влажность – Wk, крупность – δk, содержание летучих – Cлk), загружаемого сырого кокса и его количество – Gk, расход вторичного воздуха – Gв, а также действующие на печь возмущения (рисунок 3).
Рисунок 3 – Процесс прокалки кокса во вращающейся печи как объект управления
Основными возмущениями являются: изменение расхода (давления) мазута – Gм(Рм), геометрические размеры топливного факела, которые зависят от расхода пара Gп, изменение положения печи (L), а также изменения Wk, δk, Cлk.
Второстепенные параметры (изменение толщины футеровки, изменение теплотворной способности мазута, изменение температуры вторичного воздуха и т.д.) из рассмотрения были исключены.
Режимными параметрами можно считать: разрежение в холодной головке печи – Рх.г.; содержание кислорода в отходящих газах – СО2; температуру отходящих газов – То.г.; разность температур в газоходе - ΔТг; температуру прокаленного кокса на выходе из печи – Ткп и нагрузку электродвигателя главного привода печи – Qэ.
Выходными параметрами процесса прокалки являются: количество прокаленного кокса на выходе их печи – Gkп, истинная плотность прокаленного кокса – di и удельное электросопротивление кокса в порошке. ............
