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氧化铝焙烧炉主炉温度
控制回路设计
成员:
设计类型: 过程控制工程课程设计
二〇一五年十二月六日
摘要
氧化铝焙烧炉主炉温度是氧化铝焙烧过程中非常重要的一
个控制点,影响温度的主要因素是燃料流量,燃料流量的大小通
过阀门开度进行控制,为了达到控制目的,需要设计合适的控制
回路,实现焙烧炉温度的稳定控制。,所以稳定控制氧化铝灼烧温度是保证氧化铝生产质量的主要途径。本文以氧化铝焙烧生产过程控制系统为背景,开展了氧化铝焙烧生产过程控制策略的研究和控制系统的设计以及器件的选型。
关键词:氧化铝焙烧;器件选型;串级控制系统;PID 参数整定
组员分工:
蓝冠萍:仿真与控制回路设计、论文的撰写与排版
段秀花:仿真与控制回路设计、论文排版
蔡惠菁:论文资料汇总、论文的图片文字检查
一、氧化铝生产工艺
生产氧化铝的方法大致可分为四类:碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前工业上几乎全部是采用碱法生产。碱法有拜耳法、烧结法及拜耳烧结联合法等多种流程。
目前,我国氧化铝工业采用的生产方法有烧结法,混联法和拜耳法三种,其中烧结法占
%,混联法占 %,拜耳法占 %
虽然烧结法的装备水平和技术水平在今年来有所提高,但是我国的烧结技术仍处于较低水平。而由于拜耳法和烧结混合法组成的混联法,不仅由于增加了烧结系统而使整个流程复杂,投资增大,更由于烧结法系统装备水平和技术水平不高,使得氧化铝生产的能耗增大,成本增高,降低我国氧化铝产品在世界市场上的竞争力。拜耳法比较简单,能耗小,产品质量好,处理高品位铝土矿石,产品成品也低。目前全世界 90%的氧化铝是用拜耳法生产的。拜耳法的原理是基于氧化铝在苛性碱溶液中溶解度的变化以及过氧化钠浓度和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态,而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀,拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。
下面两项主要反映是这一方法的基础:
Al2 O3 xH 2 O + 2 NaOH + (3 - x) H 2 O = 2 NaAl (OH ) 4
NaAl (OH )4 = Al (OH )3 + NaOH
前一反映是在用循环的铝酸钠碱溶液溶出铝土矿时进行的。铝土矿中所含的一水
和三水氧化铝在一定条件下以铝酸钠形态进入溶液。后一反映是在另一条件下发生的析出氢氧化铝沉淀的水解反应。铝酸钠溶液在 95-100 度不致水解的稳定性可以用来从其中分离赤泥,然后使溶液冷却,转变为不稳定状态,以析出氢氧化铝。
拜耳法生产过程简介:原矿经选矿、原矿浆磨制、溶出与脱硅、赤泥分离与精制、晶种分解、氢氧化铝焙烧成为氧化铝产品。破碎后进厂的碎高矿经均化场均化后,用斗轮取料机取料入输送机进入铝矿仓, 石灰石经煅烧后输送到石灰仓,然后与循环母液经调配后按比例进入棒磨机、球磨机的两段磨和旋流器组成的磨矿分级闭路循环系统。分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽,用高压泥浆泵输送矿浆进入多级预热和溶出系统,加热介质可用溶盐也可用高压新蒸气,各级矿浆自蒸发器排出的乏气分别用来预热各级预
热器中的矿浆。溶出设备可用套管加热与高压釜组成溶出器组。溶出后的矿浆经多级降压自蒸发器降压后,与赤泥一