Расчет процесса и печи для обжига цинкового концентрата в кипящем слое

 

      4) Ручное управление терморегуляторами по сети оператором, а также выбор программы технолога для выполнения. Включается и выбирается на компьютере АСУ.

 

      5) Контроль состояния терморегуляторов печей (выполнение программы, ожидание включения, авария, потеря связи и т.д.).

Типы автоматических регуляторов: термопара хромель-алюмель ТХА-ХШ (2 шт.); нормирующий преобразователь  НП-Т (2 шт.); прибор РП1-УП (2 шт); дистанционный  задатчик ЗД-1000 (2 шт.); реостат с моторным приводом ПКМ (2 шт.)

 

      6) Контроль мощности работающих печей. Ведется подсчет потребляемой нагревателями печей мощности. Это происходит на уровне контроллера вне зависимости от работы системы.

 

      7) Составление отчетов о времени работы печи. Отчеты в, которых указывается время работы печей и производятся расчеты затрат электроэнергии, составляются автоматически.

 

      8) Ведение журнала работы терморегуляторов печей, в который записываются произошедшие  событие и время, ведется компьютером АСУ SIMATIC S5-150.

 

      9) Регулирование уровня кипящего слоя. Несоответствие загрузки и выгрузки материала может с течением времени привести либо к потери кипящего слоя, либо к завалу печи. Отсюда следует, что нужна система регулирования, которая следила бы за положением верхней границы слоя и приводила в соответствие загрузку и выгрузку. Эту задачу и выполняет регулятор уровня слоя, высоту которого определяют по перепаду давления в нем. Перепад давления измеряют дифманометром, к которому подводят импульсы давления под и над слоем. Разность этих давлений преобразуется в соответствующий сигнал уровня, по которому регулятор меняет скорость дозатора выгрузки.

Типы автоматических регуляторов: дифманометр мембранный ДМ-3564; нормирующий преобразователь НП-П; регулирующий прибор РШ-УП; задатчик ЗД-1000  реостат с моторным приводом ПКМ.

 

     10) Подсчет часов работы печи с выдачей предупреждающего сообщения при достижении установленного значения.

 

            Для оперативного контроля и  управления процессом все вторичные  приборы контроля и датчики  всех регуляторов размещают на  щите оператора в изолированном  от атмосферы цеха помещении.

            Система имеет гибкую программу настройки режимов работы оборудования по заданным технологическим параметрам (при этом не прекращается технологический процесс), с его использованием появляется возможность диагностировать неисправности и нарушения режимов эксплуатации привода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Техника  безопасности и охрана окружающей  среды

 

       Большое внимание следует уделять обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок для создания нормальных санитарно- гигиенических условий труда. В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий концентрация в воздухе пыли не должна превышать 0,04 мг/м3. Содержание в воздухе СО не допускается более 0,03, сероводорода — более 0,02 мг/м3. В воздухе, выбрасываемом в атмосферу, концентрация пыли не должна быть более 0,06 г/м3. При нормальной эксплуатации пылеочистных систем содержание пыли в выбрасываемом воздухе составляет 0,04— 0,06 г/м3.

Для создания нормальных условий труда все  помещения заводов надо обеспечивать системами искусственной и естественной вентиляции. Этому в большой мере способствует герметизация тех мест, где происходит пылевыделение, а  также отсос воздуха из бункеров, печек, дробильно - помольных механизмов, элеваторов и т.п.Отходящие газы печей необходимо очищать для  предотвращения загрязнения окружающей среды. Для этого устанавливают  электрофильтры. Если же отходящие  газы содержат значительное количество пыли (более 25—30 г/м3), то их сначала  пропускают через батарею циклонов.

Мероприятия по охране окружающей среды одновременно с обеспеченном чистоты и охраны здоровья людей и животных должны быть выполнены с минимальными затратами.

Очистка газов от аэрозолей. Методы очистки  по их основному принципу можно разделить  на механическую очистку, электростатическую очистку и очистку с помощью  звуковой и ультразвуковой коагуляции.

1. Механическая очистка газов включает сухие и мокрые методы. К сухим методам относятся:

• гравитационное осаждение;

• инерционное и центробежное пылеулавливание;
• фильтрация.

   В  большинстве промышленных газоочистительных  установок комбинируется несколько  приемов очистки от аэрозолей,  причем конструкции очистных  аппаратов весьма многочисленны.

   Инерционное  осаждение основано на стремлении  взвешенных частиц сохранять  первоначальное направление движения  при изменении направления газового  потока. Среди инерционных аппаратов  наиболее часто 

применяют жалюзийные пылеуловители с большим числом щелей (жалюзи). Газы обеспыливаются, выходя через щели и меняя при этом направление движения, скорость газа на входе в аппарат составляет 10-15 м/с. Гидравлическое сопротивление  аппарата 100 - 400 Па (10 - 40 мм вод. ст.). Частицы  пыли с d < 20 мкм в жалюзийных аппаратах не улавливаются. Степень очистки в зависимости от дисперсности частиц составляет 20-70%. Инерционный метод можно применять лишь для грубой очистки газа. Помимо малой эффективности недостаток этого метода – быстрое истирание или забивание щелей.

Центробежные  методы очистки газов основаны на действии центробежной силы, возникающей  при вращении очищаемого газового потока в очистном аппарате или при вращении частей самого аппарата. В качестве центробежных аппаратов пылеочистки  применяют циклоны различных  типов: батарейные циклоны, вращающиеся  пылеуловители (ротоклоны) и др. Циклоны  наиболее часто применяют в промышленности для осаждения твердых аэрозолей. Газовый поток подается в цилиндрическую часть циклона тангенциально, описывает  спираль по направлению к дну  конической части и затем устремляется вверх через турбулизованное  ядро потока у оси циклона на выход. Циклоны характеризуются высокой  производительностью по газу, простотой  устройства, надежностью в работе. Степень очистки от пыли зависит  от размеров частиц. Циклоны широко применяют при грубой и средней  очистке газа от аэрозолей. Другим типом  центробежного пылеуловителя служит ротоклон, состоящий из ротора и  вентилятора, помещенного в осадительный кожух.                           

Лопасти вентилятора, вращаясь, направляют пыль в канал, который ведет в приемник пыли.

Фильтрация  основана на прохождении очищаемого газа через различные фильтрующие  ткани (хлопок, шерсть, химические волокна, стекловолокно и др.) или через  другие фильтрующие материалы (керамика, металлокерамика, пористые перегородки  из пластмассы и др.). Наиболее часто  для фильтрации применяют специально изготовленные волокнистые материалы  — стекловолокно, шерсть или хлопок с асбестом, асбоцеллюлозу. В зависимости  от фильтрующего материала различают  тканевые фильтры (в том числе  рукавные), волокнистые, из зернистых  материалов (керамика, металлокерамика, пористые пластмассы).

Гидравлическое  сопротивление фильтра (Р около 1000 Па; расход энергии ~ 1 кВт*ч на 1000 м3 очищаемого газа. Для непрерывной очистки  ткани продувают воздушными струями, которые создаются различными устройствами – соплами, расположенными против каждого рукава, движущимися наружными продувочными кольцами и др. Сейчас применяют автоматическое управление рукавными фильтрами с продувкой их импульсами сжатого воздуха.

Фильтрация  – весьма распространенный прием  тонкой очистки газов. Ее преимущества – сравнительная низкая стоимость  оборудования (за исключением металлокерамических  фильтров) и высокая эффективность  тонкой очистки.Недостатки фильтрации высокое гидравлическое сопротивление  и быстрое забивание фильтрующего материала пылью.

Мокрая  очистка газов от аэрозолей основана на промывке газа жидкостью(обычной  водой) при возможно более развитой поверхности контакта жидкости с  частицами аэрозоля и возможно более  интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Этот универсальный  метод очистки газов от частиц пыли, дыма и тумана любых размеров является наиболее распространенным приемом  заключительной стадии механической очистки, в особенности для газов, подлежащих охлаждению. В аппаратах мокрой очистки  применяют различные приемы развития поверхности соприкосновения жидкости и газа.

2. Электростатическая очистка газов служит универсальным средством, пригодным для любых аэрозолей, включая туманы кислот, и при любых размерах частиц. Метод основан на ионизации и зарядке частиц аэрозоля при прохождении газа через электрическое поле высокого напряжения, создаваемое коронирующими электродами. Осаждение частиц происходит на заземленных осадительных электродах. Промышленные электрофильтры состоят из ряда заземленных пластин или труб, через которые пропускается очищаемый газ.

Очистка газов от парообразных и газообразных примесей. Газы в промышленности обычно загрязнены вредными примесями, поэтому  очистка широко применяется на заводах  и предприятиях для технологических  и санитарных(экологических) целей. Промышленные способы очистки газовых  выбросов от газо- и парообразных токсичных  примесей можно разделить на три  основные группы:

• абсорбция жидкостями;
• адсорбция твердыми поглотителями;
• каталитическая очистка.

В меньших  масштабах применяются термические  методы сжигания (или дожигания) горючих  загрязнений, способ химического взаимодействия примесей с сухими поглотителями  и окисление примесей озоном.

Наиболее  надежным и самым экономичным  способом охраны биосферы от вредных  газовых выбросов является переход  к безотходному производству, или  к безотходным технологиям. Под  ним подразумевается создание оптимальных  технологических систем с замкнутыми материальными и энергетическими  потоками. Такое производство не должно иметь сточных вод, вредных выбросов в атмосферу и твердых отходов  и не должно потреблять воду из природных  водоемов.

Конечно же, понятие «безотходное производство»  имеет несколько условный характер - это идеальная модель производства, так как в реальных условиях нельзя полностью ликвидировать отходы и избавиться от влияния производства на окружающую среду. Точнее следует  называть такие системы малоотходными, дающими минимальные выбросы, при  которых ущерб природным экосистемам  будет минимален.

В настоящее  время определилось несколько основных направлений охраны биосферы, которые  в конечном счете ведут к созданию безотходных технологий:

• разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов;
• создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе наиболее эффективных методов очистки сточных вод;
• переработка отходов производства и потребления в качестве вторичного сырья;
• создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой материльных потоков сырья и отходов внутри комплекса.

Разработка  и внедрение принципиально новых  технологических процессов и  систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование  основного количества отходов, является основным направлением технического прогресса.

   Техника  безопасности :

• Требования безопасности при обжиге шихты и концентратов.
• Конструкции корпусов печей для обжига шихтовых материалов и концентратов (далее - материалы), газоходов, утилизационных котлов и другого технологического оборудования, а также места их соединения между собой или с другим оборудованием должны быть герметизированы.
• Узлы загрузки в печь и выгрузки из печи обожженных материалов, из которых возможно выделение газов и пыли в воздух рабочей зоны, должны оснащаться встроенными укрытиями и средствами аспирации, сблокированными с техническими устройствами.
• Рабочие и смотровые окна, а также другие технологические отверстия в печи должны плотно закрываться дверцами (крышками) или заделываться теплостойкими материалами.
• Конструкция гляделок-крышек должна исключать их самопроизвольное открывание и выбрасывание горячих газов и пыли.
• Конструкция горелок и форсунок, используемых для разогрева печи, должна обеспечивать быстрое и безопасное удаление их от печи после ее пуска.
• В случае если, пространство, образованное сводом печи обжига материалов в кипящем слое и горизонтальной плоскостью, проходящей через верхнюю кромку газоходного окна после его футеровки, составляет более 10% объема печи, на своде должны быть установлены взрывные клапаны.
• Конструкция устройства, подающего материалы в печь, должна обеспечивать дозированную непрерывную или периодическую подачу с автоматическим регулированием расхода материала.
• Выгрузка обожженного материала из бункера должна быть механизирована.
• Очистка течек для выпуска обожженного материала и пыли, а также боровов и газоходов должна быть механизирована. При забивании течек шуровка снизу запрещается.
• Транспортирование выгруженного обожженного материала и его охлаждение должны производиться в устройствах, исключающих выделение пыли и газа.
• Конструкция участка газохода от печи до аппарата охлаждения и самого аппарата должна исключать осаждение пыли и предусматривать окна и площадки для осмотра и очистки борова и газохода.
• Сборники пыли должны быть оборудованы затворами или другими устройствами, исключающими выделение пыли при выгрузке.
• Система управления должна обеспечивать работу печи как в ручном, так и в автоматическом режиме.
• Контрольно-измерительные приборы, по показаниям которых производится автоматическое или ручное управление работой печи, должны быть вынесены на общий пульт управления, расположенный в отдельном помещении.
• В системе управления печи должны быть предусмотрены световая и звуковая сигнализация, предупреждающая об аварийной остановке печи, и блокировки, исключающие работу печи при остановке технологического оборудования или нагнетателей сернокислотного цеха.
• Для отсоса газов из печей должен быть предусмотрен резервный эксгаустер (газодувка).
• Для осмотра подины, узлов загрузки и выгрузки, борова, газоходов и пылеулавливающих устройств, а также для их освещения при ремонте печи должна быть предусмотрена электрическая сеть напряжением 12 В с розетками для подключения переносных светильников.
• Пуск и остановка печей для обжига материалов должны производиться в соответствии с требованиями технологической инструкции.
• Запрещается эксплуатация печей при остаточном разрежении ниже величины, указанной в технологической инструкции.
• В производственных помещениях разрешается иметь запас мазута для розжига печей в количестве не более суточной потребности. Место хранения мазута для указанных целей должно быть согласовано с органами пожарного надзора.