В статье рассмотрена роль футеровки в работе трубчатых вращающихся печей, применяемых для проведения процессов термообработки сырья в металлургической, химической и других отраслях промышленности. Предложена методика выбора новой конструкции теплоизолирующих элементов, обеспечивающих снижение тепловых потерь в окружающую среду, способной более точно выдерживать заданный тепловой режим обработки путем моделирования в программном пакете Ansys Fluent. Предложена система мониторинга состояния футеровки с помощью тепловизора и система управления, обеспечивающая целостность футеровки без остановки печи. На основании проводимого мониторинга температуры наружной поверхности предложена система управления потоком вводимой пыли, обеспечивающей восстановление необходимой толщины гарнисажа. Это позволяет продлить сроки эксплуатации печи без остановки ее для ремонта футеровки внутренней поверхности и сократить эксплуатационные затраты.
В работе представлены результаты разработки математической модели процесса выщелачивания золота, полученной на основе анализа химизма протекающих реакций с учетом массообменных процессов. На основе созданной кинетической модели экстракции и гидродинамической модели полного смешения была создана математическая модель процесса тиосульфатного выщелачивания в реакторах различного типа периодического действия, проточного аппарата полного смешения, каскада реакторов полного смешения с различным числом аппаратов в каскаде. Исследовано влияние числа реакторов в каскаде и выбрана оптимальная степень секционирования. На основании исследования процесса с использованием его математической модели разработана структура системы управления, обеспечивающая максимальную конверсию на выходе из каскада реакторов.
Рассмотрены основные особенности очистки оборотных вод промышленных предприятий, содержащих растворенные соли металлов. Показано, что применение мембранных методов очистки позволяет удалить растворенные металлы из оборотных вод, довести содержание солей до нормированных показателей. Применение этого метода не требует таких больших затрат энергии, как использование выпаривания. Проведен анализ процесса мембранной очистки, получена математическая модель процесса очистки, предложен алгоритм ее решения и приведены результаты расчета поля концентраций и давлений в мембранном элементе.
Представлена кинетическая модель выщелачивания золота, основанная на методе сокращающегося ядра. Описанная модель учитывает эффект внутренней диффузии, поверхностной реакции и количество непрореагировавшего золота в ходе периодического процесса. Параметры модели рассчитаны путем минимизации рассогласования между экспериментальными данными и результатами численного расчета полученной кинетической модели с использованием программного комплекса ReactOp.
Рассматривается математическая модель для оценки теплофизических характеристик изоляции трубопроводов и разработка нового типа теплоизоляционного материала. Предлагается использовать ячеистую структуру теплоизоляционного материала, заполненную воздухом, для теплоизоляции тепловых сетей. Ее эффективность подтверждена расчетами, выполненными с помощью математической модели.
Рассмотрен способ вскрытия упорных сульфидных руд путем автоклавного окисления золотосодержащего сырья. Исследованы основные окислительные процессы, предложено математическое описание процесса окисления сульфидов в гетерогенной системе жидкое – твердое, с использованием программы ReactOp решена обратная задача – определение кинетических параметров (E = 112 кДж/моль, ln(K) = 20 м/с) по экспериментальным данным. На основе определенных параметров составлена и исследована модель каскада аппаратов идеального перемешивания.
В последние годы во всех сферах промышленности резко возросла потребность в новых автоматизированных системах управления. Новые АСУ необходимы в производстве благородных металлов из отходов электротехнических производств. В данной статье приведены основные принципы проектирования автоматизированной системы процесса электролиза при переработке радиоэлектронного лома.
Данная статья посвящена исследованию кинетики и разработке кинетической модели химических превращений минералов, происходящих при спекании глиноземной шихты в трубчатых вращающихся печах. Для исследования кинетики был использован дифференциальный сканирующий калориметр фирмы NETSCH. Определение кинетических констант и тепловых эффектов отдельных стадий было выполнено путем решения обратной задачи в среде программного комплекса ReaсtOp. В качестве экспериментальных откликов были использованы изменения массы навески во времени и скорости теловыделения (теплопоглощения).
Рассмотрен способ очистки оборотных вод металлургического производства с повышенным содержанием фосфатов, включающий предварительную очистку реагентным осаждением с подщелачиванием и добавлением флокулянта, фильтрацию осадка на фильтр-прессах, дальнейшую очистку воды от взвешенных частиц на фильтре с зернистой загрузкой, очистку от остаточного кальция на ионообменном фильтре, нейтрализацию осветленной воды и обессоливание на установке обратного осмоса.
Рассмотрены возможные причины разгерметизации и разрушения хранилищ и аппаратов для обработки и хранения потенциально опасных материалов. Отмечено, что тепловой взрыв является одной из основных причин разрушения хранилищ и реакторов для обработки таких продуктов. Приведены основные уравнения для описания таких процессов для различной формы аппаратов и различных условий теплообмена на их внешней поверхности; предложена и опробована численная процедура для решения уравнений на основе программного комплекса ThermEx. Изучены также процессы движения и эволюции облаков опасных веществ, образовавшихся при внезапной разгерметизации хранилищ и реакторов. Приведены основные уравнения для математического описания рассмотренных процессов. Предложена и опробована процедура численного моделирования процесса рассеяния веществ из облака на основе программного пакета ReactOp.
Система «Рудоподготовка» предназначена для автоматизации процесса обогащения фабрики по добыче алмазов. Кратко описана работа участка рудоподготовки и его оборудование, основные цели и задачи внедрения АСУТП «Рудоподготовка», а также основные контуры управления, посредством введения которых достигается стабилизация и оптимизация соответствующих технологических параметров.
Предложено кинетическое уравнение, описывающее закономерности кинетики процесса окислительного обжига сульфидного никелевого концентрата. Рассматриваемый метод позволяет объективно определять предельное время завершения исследуемого процесса. Уравнение может быть использовано для описания закономерностей различных гетерогенных процессов.
На основании ранее полученной модели процесса декомпозиции в аппарате периодического действия составлена математическая модель процесса декомпозиции в проточном реакторе полного перемешивания с учетом ввода затравки в питание. На основе полученной модели процесса декомпозиции в проточном реакторе составлена модель процесса декомпозиции в каскаде из 14 реакторов проточного типа. Модели составлены в среде программного комплекса ReactOp. Решение уравнения модели выполнялось методом стационирования с использованием метода LSODA для решения обыкновенных дифференциальных уравнений.
Составлено математическое описание печи в программном комплексе моделирования процессов в реакторах ReactOp. Получена модель объекта управления, на основе которого разработана модель процесса плавки в жидкой ванне и устройство управления им в пакете MatLab c использованием инструмента визуального моделирования Simulink. Исследование позволяет получить представление о параметрах процесса, изменении переменных состояния печи относительно номинальных значений при изменении подачи кислорода, о влиянии колебаний температуры на количество шлака, штейна и газов. Разработка системы управления на основе проделанной работы позволит создать систему, обеспечивающую более стабильное и экономичное протекание процессов в печи, и повысить качество получаемого продукта.
Рассмотрена сущность процесса обжига шихты на клинкер. Построена модель вращающейся печи в программном пакете ReactOp. Найдены зависимости основных компонентов перерабатываемой шихты по длине печи спекания и общее изменение основных массовых потоков.
Исследованы закономерности распределения времени пребывания частиц в опытно-промышленной печи кипящего слоя с циклонами возврата. Определены параметры кривых функций распределения времени пребывания частиц на выходе из печи для огарка и пыли и на выходе из циклона возврата: среднее время пребывания, дисперсия и число ячеек в ячеечной модели. Установлено, что структура потока в исследуемой печи кипящего слоя близка к модели идеального перемешивания.
Описаны исследования, направленные на повышение энергетического совершенствования топливосжигающих устройств, работающих на газообразном энергоносителе, с целью обеспечения объемного горения за счет предварительного смешения энергоносителя с воздухом и удержания горючих фракций на поверхности минеральных добавок за счет адгезии, что способствует повышению экономичности устройств и снижению вредных выбросов.
