Control of mass transfer processes in sorption gas emissions cleaning
Authors: Меренцов Н.А. , Персидский А.В. , Голованчиков А.Б. 
Published: July 2024

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. Цель управления – 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. Построенная математическая модель основана на аппроксимации точек смежных фильтрационных кривых, на которых выявлен диапазон гидродинамического режима эмульгирования. Признаком зарождения искомого режима эмульгирования является появление «всплесков» значения индекса турбулизации по мере увеличения расхода газовой фазы. При использовании предлагаемой математической модели в реальных САУ, определяемые в ходе опытных исследований коэффициенты могут быть идентифицированы в автоматическом режиме и в последующем использоваться при расчете управляющих воздействий. Идентификацию математической модели управления на реальном массообменном аппарате предлагается производить в автоматическом режиме в ходе автокалибровки технологических параметров.

Equipping absorption devices for cleaning gas emissions with automatic control systems is the most effective and promising way to improve the quality of their operation and increase energy efficiency. However, the systems for automatic control of mass transfer apparatuses, known today, do not have the ability to maintain an extremely unstable hydrodynamic emulsification mode while it has the highest efficiency. The object of industrial gas emission sorption purification control system is a mass transfer apparatus where the gas phase flow being purified contacts with a liquid absorbent. The purpose of the control is to intensify the processes of mass transfer during absorption refining of gas emissions under disturbing influences and program recognition of the desired hydrodynamic modes of the mass transfer apparatus operation according to the actual values measured during the process of technological characteristics. The constructed mathematical model is based on the approximation of the points of adjacent filtration curves on which the range of the hydrodynamic emulsification mode is isolated. An indicator of the desired emulsification mode emergence is the appearance of "bursts" in the value of the turbulence index as the flow rate of the gas phase increases. When using the proposed mathematical model in real ACS, the coefficients determined during experimental studies can be identified automatically and used subsequently in the calculation of control actions. Identification of the mathematical control model on a real mass transfer apparatus is advised to be carried out automatically during auto-calibration of technological parameters.