АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ В МАССООБМЕННОМ АППАРАТЕ ПРИ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКЕ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

РЕФЕРАТ 3
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Особенности технологического процесса в массообменном аппарате при сорбционной очистке газовых выбросов 11
1.1 Назначение, общие сведения об абсорбционных аппаратах, конструктивные особенности насадочного абсорбера 11
1.2 Гидродинамические режимы в противоточных насадочных колоннах 17
1.3 Обзор адаптивных систем управления 21
1.4 Обзор научной литературы по применению адаптивного, усовершенствованного и интеллектуального управления технологическими процессами в промышленности 27
1.5 Выводы к главе 1 34
2 Моделирование процесса управления в массообменном аппарате при сорбционной очистке газовых выбросов 36
2.1 Особенности массообменных сорбционных процессов и объекта управления 36
2.2 Анализ объекта управления и определение его параметров 38
2.3 Построение математической модели процесса 41
2.4 Выводы к главе 2 50
3 Реализация адаптивного управления процессом в массообменном аппарате при абсорбционной очистке газовых выбросов 53
3.1 Система автоматизированной идентификации математической модели управления процессом абсорбции в насадочной колонне 53
3.2 Обоснование выбора технических средств контроля и регулирования 68
3.3 Обоснование выбора контроллера и программных средств 77
3.4 Выводы к главе 3 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 88

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность исследования. Для эффективной фильтрации выбросов в атмосферу на промышленных предприятиях применяется адсорбционная и абсорбционная очистка газов. Абсорбционный метод очистки воздуха заключается в улавливании загрязняющих веществ всем объемом абсорбента. Самыми распространенными аппаратами абсорбционного метода очистки газов являются скрубберы, в которых для улавливания вредных компонентов отходящего потока используются жидкие химические растворы или вода. Суть сорбционных методов очистки газов заключается в избирательном извлечении одного или нескольких вредных компонентов из загрязненного потока с помощью твердых поглотителей (сорбентов).
Оснащение абсорбционных аппаратов очистки газовых выбросов системами автоматического управления является наиболее эффективным и перспективным способом улучшения качества их работы и повышения энергоэффективности. Однако известные на сегодняшний день системы автоматического управления массообменными аппаратами не обладают способностью удержания крайне неустойчивого гидродинамического режима эмульгирования, при этом обладающего наивысшей эффективностью.
Объектом управления системы сорбционной очистки газовых выбросов промышленных предприятий является массообменный аппарат, в котором происходит контакт очищаемого потока газовой фазы с жидким абсорбентом.
Поэтому предлагается интенсификация процессов массообмена при абсорбционной очистке газовых выбросов в условиях возмущающих воздействий и программное распознавание искомых гидродинамических режимов работы массообменных аппаратов по фактическим значениям, измеряемым в ходе процесса технологических характеристик.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Особенности технологического процесса в массообменном аппарате при сорбционной очистке газовых выбросов

1.1 Назначение, общие сведения об абсорбционных аппаратах, конструктивные особенности насадочного абсорбера

Насадочные массообменные аппараты различных назначений и конструктивных исполнений получили широкое промышленное применение в технологических линиях химической, нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей, энергетической и смежных отраслях [1-7]. Массообменные аппараты абсорбционной селективной очистки газов играют важную роль как в основных технологиях, так и в экологических процессах очистки газовых выбросов промышленных предприятий [8-15].
Однако, существующие системы автоматического управления насадочными массообменными аппаратами не позволяют осуществлять стабильную работу массообменных систем в гидродинамических режимах работы, обладающих наивысшей эффективностью, в силу их крайней неустойчивости. Основная причина этого - отсутствие методов мгновенной количественной оценки гидродинамического режима, в котором массообменный аппарат работает в данный момент. Речь идет о гидродинамическом режиме эмульгирования, проявляющемся за точкой инверсии фаз [8-13].
Данный режим обладает существенными преимуществами и недостатками. К преимуществам можно отнести наивысшие показатели интенсивности протекающих массообменных процессов, что сопровождается активной турбулентной диффузией вихрей потока газовой фазы в поток жидкого абсорбента.
Режим эмульгирования также характерен активным развитием и обновлением поверхности контакта фаз, и наивысшими показателями удерживающей способности насадочных блоков массообменных аппаратов по жидкой и газовой фазам [10, 14, 15].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Тимонин А.С., Божко Г.В., Борщев В.Я., Гусев Ю.И. Оборудование нефтегазопереработки, химических и нефтехимических производств. Книга 2. Под общей ред. А.С. Тимонина. М., Инфра-Инженерия; 2019.
2 Сокол Б.А. и др. Насадки массообменных колонн. Под ред. Д. А. Баранова. М.: Инфохим; 2009.
3 Каган А.М. и др. Контактные насадки промышленных тепломассообменных аппаратов. Под ред. Лаптева. Казань: Отечество; 2013.
4 Голованчиков А.Б., Черикова К.В., Прохоренко Н.А. Математическое моделирование колпачковой тарелки в процессах ректификации. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2021;9(1).
5 Носырев М.A, Комляшев Р.Б., Ильина С.И., Кабанов О.В. Очистка газовых выбросов от диоксида серы на промышленных предприятиях. Экология и промышленность России. 2018;22(8):24–27.
6 Дмитриев А.В, Мадышев И.Н, Дмитриева О.С, Николаев А.Н. Исследования диспергирования жидкости и газа в контактных устройствах с увеличенным диапазоном устойчивой работы. Экология и промышленность России. 2017;21(3):12–15.
7 Носырев М.А., Комляшев Р.Б., Ильина С.И. Расчет гидравлического сопротивления и удерживающей способности в абсорберах с псевдосжиженной насадкой. Экология и промышленность России. 2013;7:37–41.
8 Голованчиков А.Б., Прохоренко Н.А., Фоменков С.А. Разработка и численное моделирование конструкции колонны для контактирования газа с жидкостью. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2020;8(4).
9 Мадышев И., Дмитриева О., Дмитриев А. Перспективы использования струйно-барботажных контактных устройств для повышения энергоэффективности массообменных аппаратов. Экология и промышленность России. 2015;19(7):36–39.
10 Дмитриев А.В., Макушева О.С., Калимуллин И.Р., Николаев А.Н. Вихревые аппараты для очистки крупнотоннажных газовых выбросов промышленных предприятий. Экология и промышленность России. 2012;(1):4–7.

Весь текст будет доступен после покупки