ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Автоматизация процесса очистки никелевого электролита от меди в цементаторах с кипящим слоем из "Автоматическое управление процессами в кипящем слое " Эта реакция идет на границе раздела фаз электролит — зерно никелевого порошка. При взаимодействии поверхность зерна никеля покрывается пленкой цементной меди. Ионы диффундируют к поверхности никеля через ламинарный подслой электролита и через поверхностную пленку цементной меди. В результате скорость процесса цементации складывается из скорости реакции на поверхности взаимодействия и скорости диффузии ионов меди к поверхности никеля. Кинетика этого процесса во многом аналогична кинетике процесса обжига гранулированной шихты в кипящем слое. [c.410] В связи с тем, что максимум очистки приходится на долю хвостового цементатора, при определении динамических и статических свойств процесса можно пользоваться описанием одной стадии очистки, полагая, что на вход хвостового цементатора поступает электролит с исходным содержанием меди. [c.410] Вывод уравнений для двухстадийной цементации аналогичен приведенному ниже. Естественно, что для головного цементатора, в котором очистка осуществляется не чистым никелевым порошком, а цементной медью, должна быть принята иная толщина пленки меди на грануле никелевого порошка и иная величина подачи никеля в цементатор, равная, очевидно, разности между количеством никелевого порошка, поданного в хвостовой цементатор, и количеством никеля, израсходованного на цементацию. [c.410] При составлении системы уравнений материального баланса пренебрегаем двумя последними членами в уравнении (УП-85), так как они примерно равны по величине и входят в уравнение с разными знаками. [c.411] Структурная схема модели приведена на рис. 104. [c.412] Сказанное выще характеризует цементатор как объект, в котором достичь улучшения качества очистки можно практически только увеличением объема цементатора. [c.414] На модели было показано также, что в опытном цементаторе малых размеров (его параметры приняты за номинальные при выборе числовых значений коэффициентов) обеспечивается требуемая степень очистки электролита лишь в узких пределах, что подтверждается практикой работы этого цементатора и т. д. [c.415] Выше указывалось, что необходимое качество очистки можно обеспечить лишь при правильном выборе объема аппарата. Однако и в последнем случае возможен брак по качеству очистки, если допущена выработка никеля из кипящего слоя. Причем достаточно сравнительно небольшого уменьшения величины за некоторое предельное значение, как качество очистки резко нарушается. Из этого следует, что схема регулирования процесса очистки электролита от меди должна обеспечивать поддержание необходимого количества никеля в кипящем слое путем воздействия на подачу никелевого порошка в цементатор по импульсу содержания меди в электролите после очистки или по импульсу количества никеля в кипящем слое. [c.415] Обе схемы были опробованы на модели. В контуре регулирования использовали ПИ-регулятор. Определяли переходные режимы при возмущениях по содержанию меди в исходном электролите, расходу электролита и выгрузке цементной меди. Записи переходных процессов приведены на рис. 106. [c.415] Первая схема при отклонениях режима, лежащих в границах, при которых качественная очистка осуществима, возвращает качество очистки к заданному значению (рис. 106, а). При этом время переходного процесса значительно. [c.415] Вторая схема, хотя и не обеспечивает поддержание постоянного качества очистки (которое в этом случае будет соответствовать статической характеристике процесса), но, как это видно из рис. 106, б, дает возможность поддержать минимальное содержание меди в электролите на выходе из процесса, возможное при существующей подаче электролита и содержании в нем меди. [c.415] Таким образом, обе схемы практически равнозначны. [c.415] Регулирование производительности (согласование подачи электролита на очистку с производительностью предыдущего и последующего переделов) достигается поддержанием уровня в емкости II (см. рис. 103) с помощью П-регулятора, воздействующего на регулирующий клапан, и воздействием на регулирующий клапан перед фильтрами медеочистки. [c.416] При подаче меньшего расхода электролита в цементаторы возможна посадка кипящего слоя. Так как производительность предыдущего и последующего переделов может в реальных условиях уменьшаться более указанной величины, схема регулирования предусматривает автоматическое включение резервного насоса для подачи электролита, концентрация которого меньше минимально допустимой, и рециркуляцию некоторого количества электролита с хвоста в голову процесса. Последнее обеспечивается контуром регулирования уровня в емкости II. При этом сигнал от датчика, установленного в этой емкости, воздействует уже на ПИ-регулятор, который управляет регулирующим клапаном 2, установленным в линии рециркуляции. [c.416] Чтобы достигнуть необходимой последовательности работы обоих контуров регулирования уровня, используют уставку различных заданий (по уровню) упомянутых выше П- и ПИ-регу-ляторов. [c.416] Заданное качество очистки никелевого электролита от меди достигается регулированием соотношения подача меди в процесс — подача никелевого порошка с корректировкой этого соотношения (вручную по сигналу от концентратомера на медь типа КУК поз. 1, рис. 103) и регулированием количества твердой фазы в цементаторах. Чтобы подсчитать величину подачи меди в процесс, умножают величину расхода электролита на концентрацию в нем меди. Последнюю определяют потенциометрическим методом, используя электродную пару, состоящую из медного индикаторного элемента и сравнительного хлоросеребряного электрода. [c.416] Расход никелевого порошка определяют по положению тубуса тарельчатого питателя как показали опыты, изменение положения тубуса и расход связаны линейной зависимостью. Точная установка тубуса в зависимости от командного сигнала регулятора соотношения достигается при помощи позиционера на приводе тубуса. [c.416] Для регулирования количества твердой фазы в цементаторах используют специальные перепускные устройства, опущенные через верх цементатора в кипящий слой. Импульсо.м для регулирования количества твердой фазы служит сигнал от датчика усредненной плотности (поз. 2, рис. 103) в кипящем слое. При этом цементационная медь из хвостового цементатора непрерывно поступает в головной цементатор, а из него — на вакуумный ленточный фильтр. [c.417] Для уменьшения растворения цементной меди схема автоматизации процесса очистки от меди снабжена контуром регулирования уровня в сливных карманах цементаторов. [c.417] Необходимость регулирования pH электролита объясняется существенным влиянием этой величины на скорость цементации при ее отклонении за пределы оптимальной зоны pH = 3,3 3,5. [c.417] Вернуться к основной статье