Спосіб автоматичного управління процесом флокуляції

Изобретение относится к угольной пром-сти и м б. применено при автоматизации процесса флокуляции на угольных обогатительных фабриках. Цель изобретения повышение точности управления процесса флокуляции, например, илистых шламов за счет учета соотношения между расходом поверхностей угольных частиц и частиц мине Изобретение относится к угольной промышленности и может быть применено при автоматизации процесса флокуляции на угольных обогатительных фабриках. Целью изобретения является повышение точности управления процессом флокуляции за счет учета соотношения между расходом поверхностей угольных частиц и частиц минеральных примесей. На чертеже представлена схема устройства, реализующая способ автоматического управления процессом флокуляции. 40-91 рзльных примесей. В процессе управления предварительно определяют в оптическом диапазоне альбедо частиц минеральных примесей Oh и альбедо частиц угляftjy(характеристики сырья). Измеряют объемный расход Qn исходных пульпы, усредненное альбедо всех частиц Oh твердой фазы пульпы и показатель экстинкции света «частицами твердой фазы пульпы в оптическом диапазоне. Управление процессом флокулчции осуществляется подачей флокулянта Количество подаваемого флокулянта Оф определяется в зависимости от величины поверхности частиц твердой фазы исходной пульпы с учетом фактического соотношения между поверхностями угольных частиц и частиц минеральных примесей, которое определяется по формуле: Оф=2 a CW( ам-ty) [оь (h-P}+ +P ом -h coy], где Р, h - коэффициенты, определяющие оптимальное количество флокулянта на единицу поверхности угольных частиц и соответственно частиц минеральных примесей. 1 ил. Известные способы управления не обуздают необходимой точностью, так как коррекция по гранулометрическому составу в этом случае недостаточно эффективна, поскольку определение суммарной поверхности твердой фазы предполагает наличие , информации как о размерах частиц, так и об объемной концентрации твердой фазы пульпы. Объемную концентрацию твердой фазы пульпы питания вычисляют по результатам з 1688493 измерения плотности пульпы питания по формуле Рт-Р* . 5 где рп - плотность пульпы питания; рж~ плотность жидкой фазы пульпы питания; рт - плотность твердой фазы пульпы питания. 10 Плотность твердой фазы пульпы питания зависит от зольности шлама, которая изменяется в диапазоне 50-80%, поэтому погрешность измерения объемной концентрации твердой фазы пульпы через плот- 15 ность достигает 50-75% относительных. Кроме того, точность измерения гранулометрического состава также низка, особенно при изменении в шламе содержания частиц породы и глины коллоидной крупно- 20 сти. Несмотря на то, что в рассматриваемом способе измеряется целый ряд параметров пульпы как цепи питания, так и в самом радиальном сгустителе, точность управления процессом сгущения низка, так как из- 25 меняемые параметры лишь корреляционно связаны с суммарной поверхностью частиц твердой фазы пульпы питания. Для более точного автоматического управления процессом сгущения необходимо непосредственные измерения поверхности всех частиц 3 0 (суммарной поверхности), поступающих в сгуститель, так как устойчивая флокула образуется при условии, что флокулянт закрепляется на всей поверхности частицы. В то же время при флокуляции глинистых шламов точное и непосредственное измерение поверхности всех частиц (суммарной поверхности), поступающих в сгуститель, не обеспечивает точного 40 управления процессом флокуляции, так как дозирование флокулянта осуществляется пропорционально суммарной поверхности как угольных частиц, так и минеральных примесей, хотя в шламах обогатительных 45 фабрик соотношение угольных частиц и минеральных примесей постоянно меняется. Действие флокулянта на угольные частицы и частицы минеральных примесей неодинаково. При добавлении в сгусти- 50 тельный аппарат флокулянта скорбеть осаждения частиц минеральных примесей возрастает более чем в десять раз, а скорость осаждения угольных частиц - всего в два раза. В связи с этим нецелесообразно рас- 55 ходовать на угольные частицы такое же количество флокулянта, как и на золообразующие элементы (минеральные примеси), поскольку скорость осаждения угольных частиц при этом существенно не повышается. Кроме того, угольные частицы способны к самопроизвольной коагуляции. Вследствие этого угольные частицы требуют меньшего количества флокулянта для осаждения, чем золообразующие. В то же время увеличение доли золообразующих в шламе требует увеличения расхода флокулянта для обеспечения эффективного их осаждения в сгустительных аппаратах. Сущность способа заключается в том, что в процессе управления предварительно определяют в оптическом диапазоне альбедо частиц минеральных примесей ом и альбедо частиц угля О)у , измеряют объемный расход Qn исходной пульпы, усредненное альбедо всех частиц ftfe твердой фазы пульпы и показатель экстинкции света а частицами твердой фазы пульпы в оптическом диапазоне. Управление процессом флокуляции осуществляется подачей флокулянта. Количество подаваемого флокулянта Оф определяется в зависимости от величины поверхности частиц твердой фазы исходной пульпы с учетом фактического соотношения между поверхностями угольных частиц и частиц минеральных примесей, которое определяется по формуле О ^ ^ [ ( P ) P 0) где Р и h - коэффициенты, определяющие оптимальное количество флокулянта на единицу поверхности угольных частиц и соответственно частиц минеральных примесей. Значение светового потока оптического диапазона, прошедшего сквозь слой пульпы, определяется выражением Ф = Ф> - ё х р [-ах], где ч% - величина исходного светового потока; Ф - величина светового потока, прошедшего сквозь слой пульпы; х - толщина слоя пульпы; а - показатель экстинкции света частицами твердой фазы пульпы. Для частиц одинаковой формы и размера, величина которых больше длины волны облучающего электромагнитного излучения, где N - количество частиц в единице объема; G - площадь поперечного сечения частицы. 1688493 Для частиц различных фор*.- *i размеров показатель экстинкции описывается следующим выражением 9 Р. ї> - коэффициенты, определяющие оптимальнее количество флокулянта нэ единицу поверхности угля и минеральных прииосей (норму расхода флокулянта). (2) a Частицы угля и золы существенно различаются в своих оптических свойствах: где V - единица объема пульпы; первые сильно поглощают c s e i , вторые о\ - площадь поперечного сечения І-той практически его не поглощают, а только рзсчастицы; сеивэют. Освещаемая пучком света частица п - число частиц в единице объема. 10 изымает из исходного пучка часть энергию, В пульпг твердые частицы имеют разкоторая расходуется на рассеяние и поглоличную ориентацию. В одном кубическом щение. Отношение рассеянной энергии ко миллиметре пульпы содержится от нескольпсей энергии, которую часг^цз изымает из ких сот до нескольких тысяч частиц. Для пучка исходного излучения (вследствие растакого множества случайно ориентирован15 сеяния и поглощения), называется альбедо ных частиц справедпиеы статистические частицы. Поскол tKy частицы минеральных закономерности. Среднее поперечное сечепримесей (состоящие, в основном из окисей ние выпуклой частицы в четыре раза менькремний и «ілюминия) практически непоглоше величины площади ее поверхности. щэют сает w.< альбедо близко к единице. С учетом этого выражения формула (2) Частицы угля, напротив, сильно поглощают примет вид электромагнитное излучение оптического a=S/(2V), (3) диапазона, они рассеивают свет почти искгде S - суммарная поверхность частиц, солючительно за счет дифракции на частице, держащаяся в единице объема пульпы. поэтому ик альбедо близка к 0,5. Из формулы (3) следует, что по существу Усредненное апьбедо час т иц твердой 25 показатель экстинкции равен поверхности фазы пульпы равно частиц твердой фазы в единице объема пульпы, уменьшенной вдвое. Если умноft) =Z. - а . жить показатель экстиькции на удвоенный (5) объемный расход пульпы, получим величину суммарной поверхности твердой фазы, прогде Ґ% , со» ~ альбедо частиц угля и золообходящей в единицу времени через сгустиразующих частиц; тельный аппарат. Ыу, f\!M - количество частиц угля и минеДействие флокулянта из угольные часральных примесей Е единице объема. тицы и частицы минеральных примесей 35 Умножая числитель выражения (5) на венеодинаково. При добавлении в сгустительличику внешней поверхности одной частиный аппарзт флокулянта скорость осаждецы, получим ния ч а с т и ц м и н е р а л ь н ы х п р и м е с е й возрастает более чем в десять раз, а скорость осаждения угольных частиц - всего в два ft) = (6) раза. Поэтому расходовать на угольные часгде Sy, SM - суммарные поверхности частиц тицы такое же количество флокулянта, как и угля и золы, а на золообразующие частицы нецелесообразно, поскольку скорость осаждения угольИз выражений (3), (4) и (Є) следует ных частиц при этом существенно не повышается. Кроме того, угольные частицы способны к саомпроизвольной коагуляции. Вследствие этого уголькче частицы требуют меньшего количества флокулянта для -чО полностью соответствует выражению оезждения, чем золообразующие. В связи с этим можно записать зависимость, связывающую расход флокулянта с расходом поверхностей частиц угля и минеральных примесей в виде: Q=PQy+hG3. (4) где Оф - расход флокулянта; Qy. О з - эасхед поверхности частицуг^я и золы соответственно; Таким образом, предложенный способ позволяет озгулировать расход флокулянта пропорционально поверхности частиц гверь дой фазы с учетом постоянно меняющегося в процессе эксплуатации соотношений между расходом поверхности угольных частиц и расходом роаерхности частиц мичеозльных примесей, что позволяет повысить точность 1688493 управления процессом флокуляции, дает на 10-15% экономию флокулянта. Устройство содержит регулятор 1 дозирования флокулянта, датчик 2 контроля объемного расхода пульпы, установленный в 5 линии подачи питания сгустительного аппарата 3 и соединенный с первым входом первого блока умножения 4, задатчик 5 нормы расхода флокулянта на единицу частиц минеральных примесей, соединенный с пер- 10 вым входом первого блока вычитания б и первым входом второго блока умножения 7, задатчик 8 нормы расхода флокулянта на единицу поверхности частиц угля, соединенный с вторым входом первого блока вы- 15 читання 6 и первым входом третьего блока умножения 9, задатчик 10 альбедо частиц минеральных примесей, соединенный с вторым входом третьего блока умножения 9 и первым входом второго блока вычитания 11, 20 задатчик 12 альбедо частиц угля, соединенный с вторым входом второго блока умножения 7 и вторым входом второго блока вычитания 11. 8 минеральных примесей h; нз выходе задатчика 8 - сигнал, пропорциональней нормо расхода флокулянта на единицу поверхности частиц угля Р; на выходе задатчика 12 сигнал, пропорциональный альбедо частиц угля о\ ; на выходе задатчика -10 - сигнал, пропорциональный альбедо частиц минеральных ПрИМесеЙ (DM , Выходные сигналы блоков 5, 8 поступают на первый и второй выходы первого блока вычитания б, с выход которого сигнал, пропорциональный разности (h-P) поступает на второй вход четвертого блока умножения 16, на первый вход которого поступает сигнал с выхода устройства 15 для определения альбедо частиц. В результате на выходе блока 16 появляется сигнал, пропорциональный выражению (h-P) Oh , и поступает на первый вход блока суммирования 14. Кроме того, на первый и второй входы третьего блока умножения 9 поступают сигналы с выходов блоков 8 и 10 со значениями Р и Ш , а на первый и второй входы м второго блока умножения 7-сигналы ознаВыходы соответственно второго и 25 чениях h и ffly с выходов блоков 5 и 12. третьего блоков умножения 7, 9 соединены Вследствие чего с выхода блоков 9 и 7 на с первым и вторым входами третьего блока первый и второй входы блока вычитания 13 вычитания 13, выход которого соединен с поступают сигналы, пропорциональные первым входом блока суммирования 14. ВыПрОИЗВеДенИЯМ Р (DM И h UJy . ход первого блока вычитания 6 соединен с 30 В результате на выходе блока 13 появпервым, а выход устройства 15 для определяется сигнал пропорциональный выражеления альбедо частиц - с вторым входами нию (Р сОьл -И о>/ ). который поступает на четвертого блока умножения 16, выход котовторсм вход блока суммирования 14, в рерого соединен с вторым входом блока сумзультате чего выходной сигнал блока 14 промирования 14, выход которого соединен с 35 порционален выражению [