[发明专利]铜冶炼阳极炉氧化还原智能终点判断系统

说明书

本发明公开了铜冶炼阳极炉氧化还原智能终点判断系统，涉及有色金属冶炼技术领域，该系统包括信号采集模块、无线采集模块、终点分析单元；通过信号采集模块采集DCS信号以及烟气分析仪检测到的烟气浓度值，DCS信号包括炉膛内负压、天然气流量、中心氧流量、Nsubgt;2/subgt;流量等；无线采集模块用于采集阳极炉原料进料吨数；终点分析单元包括终点判断模型，终点判断模型包括氧化终点SOsubgt;2/subgt;浓度判断模型、还原终点SOsubgt;2/subgt;浓度判断模型，分析计算得到模拟氧化、还原终点SOsubgt;2/subgt;的浓度值；当模拟氧化、还原终点SOsubgt;2/subgt;与烟气分析仪测得的SOsubgt;2/subgt;的浓度值相等时，则判定达到氧化、还原终点。本发明的有益效果是可以准确判断氧化、还原终点，减少人工判断误差。

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼技术领域，具体涉及铜冶炼阳极炉氧化还原智能终点判断系统。

背景技术

目前，铜冶炼厂的粗铜火法精炼都是采用氧化还原工艺，在阳极炉中进行；阳极炉氧化还原是一个涉及化学反应、传热、传质、流体流动的复杂过程。其生产具有多变量、非线性、强耦合、非定常、大惯性和不确定性，熔炼机理复杂、氧化来料过程中物料品位范围大、影响因素多，因此给氧化还原终点预报带来了极大的困难。

目前，国内外阳极炉的氧化还原终点的判断仍然以人工经验判断为主，如观察火焰与钢钎取样等，这种方法依靠人工在恶劣环境下取样来判断氧化还原终点，但这也是目前在各企业被广泛的不得不采取的方式，这种凭人工经验法判断的方式仅大大增加了操作人员的工作强度，也使得吹炼终点的判断严重依赖操作人员的经验和工作态度，在终点判断时会出现由于判断不准导致的欠氧化、过氧化或欠还原等现象，影响正常生产，环保压力大，能源利用率低、成铜品质不合格。人工经验判断的手法受操作个体、取样手法、取样时间等限制，致使判断结果有偏差，产品合格率参差不齐，且不能使能源利用率最大化，加大了冶炼成本。

现有技术中，还有采用一次性铜水氧浓枪检测法的，但是基于其一次性的检测，长期成本高昂，且在实际检测中，经常遇到人工操作不合规造成检测结果不准确的情况。

中国专利CN103667741A中提到通过检测单元分析烟气中的SO2、O2等浓度，并以此判断氧化终点，但该专利中并未公开烟气成分浓度与DCS炉膛送风量、炉膛负压、送风压力、烟气温度、天然气流量、中心氧流量、压缩空气流量的数模关系，无法准确判断终点。中国专利CN 109884246A公开了测定阳极炉内SO₂、CO含量的装置及冶炼控制方法，该专利是先人工取样判定氧化、还原终点，并记录该时刻气体分析仪检测到的SO₂含量A、CO含量B；在阳极炉粗铜氧化还原阶段，当气体分析仪实时测定阳极炉内SO₂、CO含量与目标值A、B相等时，则认为达到氧化还原终点，停止反应。该专利一方面需要先借助人工取样判定氧化、还原终点得到目标值，人工判定本身就存在误差；另一方面阳极炉中的氧化还原反应会受外界的温度、湿度等的影响，因此根据测定阳极炉内SO₂、CO含量与目标值A、B相等时，则认为达到氧化还原终点是存在误差的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种铜冶炼阳极炉氧化还原智能终点判断系统。

本发明的技术解决方案如下：

该终点判断系统用于与烟气分析仪、用户DCS系统通信连接，所述终点判断系统包括信号采集模块、无线采集模块、终点分析单元；

通过所述信号采集模块采集DCS信号以及烟气分析仪实时检测到的阳极炉内SO₂、O₂、CO和CO₂的浓度值，DCS信号包括炉膛内负压、天然气流量、中心氧流量、压缩空气流量和N₂流量；

所述无线采集模块与阳极炉原料称重系统连接，用于采集阳极炉原料进料吨数；