Дослідження відділення абсорбції та дистиляції виробництва кальцинованої соди аміачним способом як об'єкта керування

Abstract

Кальцинована сода є одним із найбільш великотоннажних хімічних продуктів та найважливішим сировинним компонентом в різних галузях промисловості. Об’єм виробництва кальцинованої соди в значній мірі впливає на розвиток ряду іншихгалузей промисловості, до яких відносяться виробництво скла, чорної та кольорової металургії. Високим ступенем концентрації характеризується не тільки сфера виробництва, а і сфера споживання кальцинованої соди. Світове споживання кальцинованої соди за 2012 рік склало, за оцінками експертів, 54,7 млн. т / рік, його зріст становить 1 % на рік. Як технологічний об’єкт виробництва кальцинованої соди відрізняє складна схема матеріальних потоків, що протікають в основному через апарати колонного типу, багатостадійність неперервних хіміко-технологічних процесів, багатомірність, інерційність, складними залежностями між вхідними та вихідними параметрами технологічних режимів тощо, тобто володіє всіма характерними рисами складних систем. До складу виробництва кальцинованої соди входять 8 основних та 3 допоміжних відділень (під відділенням мають на увазі групу апаратів, які пов’язані спільністю процесів, що відбуваються в них через наявність провідних потоків та відповідних збірників для зберігання сировини). У статті аналізується можливість і необхідність декомпозиції загальної задачі керування виробництва кальцинованої соди на підзадачі керування відділеннями абсорбції та дистиляції; карбонізації, фільтрування та кальцинації та іншими виробничими відділеннями. Така декомпозиція є природною технологічно, оскільки відділення абсорбції та дистиляції не мають збірників для збирання парогазової суміші та дає можливість розроблювати та впроваджувати системи керування такими відділеннями та виробництвом кальцинованої соди в цілому за стадіями при умові узгодженні продуктивності відповідних відділень. Також у статті проводиться дослідження відділення абсорбції та дистиляції як об’єкту керування та ставиться загальна задача керування цим відділенням.

Soda soda is one of the largest volume chemical products and the most important raw material component in various industries. The volume of soda ash production significantly affects the development of a number of other industries, including the production of glass, ferrous and non-ferrous metallurgy. Not only the sphere of production, but also the sphere of consumption of soda ash is characterized by a high degree of concentration. The global consumption of soda ash in 2012 was, according to experts, 54.7 million tons / year, its growth is 1% per year. As a technological facility for the production of soda ash, it is distinguished by a complex scheme of material flows flowing mainly through column-type devices, multi-stage continuous chemical-technological processes, multidimensionality, inertia, complex dependencies between input and output parameters of technological modes, etc., i.e. it has all the characteristic features complex systems. The production of soda ash includes 8 main and 3 auxiliary departments (a department means a group of devices that are connected by the commonality of processes occurring in them due to the presence of leading flows and appropriate collectors for storing raw materials). The article analyzes the possibility and necessity of decomposition of the general task of control soda ash production into the subtask of managing absorption and distillation departments; carbonation, filtering and calcination and other production departments. Such a decomposition is technologically natural, since the absorption and distillation departments do not have headers for collecting the steam-gas mixture and makes it possible to develop and implement control systems for such departments and the production of soda ash as a whole by stages, provided that the productivity of the relevant departments is coordinated. The article also conducts a study of the absorption and distillation department as an object of control and sets the general task of control this department.