МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ ГАЗОПОВІТРЯНОГО ПОТОКУ ВІД ДІОКСИДУ СІРКИ У ВИРОБНИЦТВІ ПАР
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2024.2.03Ключові слова:
поверхнево-активна речовина, математична модель, газоповітряний потік, двооксид сірки, процес очищення, насадковий абсорберАнотація
Наведено стадії виробництва поверхнево-активних речовин: отримання сульфатуючого агенту, сульфатування, нейтралізація, очищення газоповітряного потоку.
Показано отримання сульфатуючого агенту шляхом каталітичного окислення двооксиду сірки. Ступінь окислення 98–99 %. Непрореагований SO2 необхідно подати на стадію очищення.
Наведено дані найбільшого забруднювача атмосферного повітря, це двооксид сірки. Показано використання газорідинних операцій в різних галузях промисловості.
Серед найбільш важливих газорідинних систем є абсорбція, яка визначається як операція масообміну, під час якої один із компонентів, що міститься в газоповітряній суміші розчиняється в рідинному розчиннику.
Показано базування науково-технічного прогресу на тісному взаємозв’язку теорії й експерименту. Основою для проведення наукових досліджень є процес моделювання. Процес моделювання створює передумови для найбільш доцільного поєднання теорії й експерименту в наукових дослідженнях.
Наведено опис даних з літератури з математичним моделюванням насадкових абсорберів для різних систем газ – рідина.
Показано важливість математичного моделювання та його використання в комп’ютерному моделюванні.
Наведено данні про більшість реакцій в хімічній промисловості містять речовини, які існують в різних фазах.
Показано про відповідальність двооксиду сірки за утворення кислотних дощів, які є однією з поширених форм забруднення в усьому світі, що завдає шкоди людині та навколишньому середовищу.
Наведено, що підхід до проектування насадкового абсорберу зазвичай включає визначення геометричних параметрів, таких як діаметр абсорберу, висота насадки, а також коефіцієнт масообміну для газу і потоку рідини, сухі і загальні перепади тиску, загальний коефіцієнт масопередачі.
Показано, що використання методів імітації та математичного моделювання для проектування або оптимізації абсорберів постійно розвивається. Найбільш розроблених і поширених комп’ютерних програм є програмне забезпечення MATLAB.
Наведено опис типового насадкового абсорберу, який складається з вертикальної циліндричної оболонки, що містить опорну пластину для насадкового матеріалу, пристрій для розподілу рідини. Рідина подається у верхній частині абсорберу та стікає через насадку. Газоповітряний потік подається в нижній частині абсорберу.
Приведена принципова схема насадкового абсорберу.
Наведена математична модель процесу очищення газоповітряного потоку від SO2 в насадковому абсорбері.
Приведені рівняння матеріального балансу, розрахунку швидкості газоповітряного потоку та діаметру абсорбера, розрахунку висоти насадки, рівняння розрахунку коефіцієнтів масовіддачі та масопередачі, рівняння гідравлічного опору сухої насадки та загального опору зрошуваної насадки.
Посилання
Dzevochko O.M., Podustov M.O., Dzevochko A.I. Systemnyi analiz protsesu sulfatuvannia u vyrobnytstvi poverkhnevo-aktyvnykh rechovyn. Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. Kh. 2022. № 4. P. 23–38.
Dzevochko O.M., Podustov M.O. Novi hofrovani nasadkovi elementy dlia vykorystannia v absorbtsiinykh systemakh. Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. Kh. NTU «KhPI». 2018. № 3. P. 8–17.
Dzevochko O.M., Podustov M.O. Doslidzhennia hofrovanykh nasadochnykh elementiv v protsesakh absorbtsii vidkhidnykh haziv vyrobnytstva PAR. Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. Kh. NTU «KhPI». 2019. № 1. P. 33–41.
Podustov M.A., Toshynskyi V.Y. Ochystka hazovozdushnoho potoka ot dyoksyda serы v proyzvodstve poverkhnostno-aktyvnыkh veshchestv. Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. Kh. NTU «KhPI». 2006. № 4. P. 64–68.
Buchynskyi A.K., Kovalenko V.S. Osnovy tekhnolohii ta tekhniky absorbtsiinykh protsesiv : Navch. posibn. Dnipropetrovsk. UDKhTU. 2004. 155 p.
Topylnytskyi P.I., Hrynyshyn O.B. Kolonni aparaty v naftopererobtsi ta naftokhimii : Navch. posibn. Lviv : NU «LP». 2004. 144 p.
Misiura T.H., Popova N.V. Matematychne modeliuvannia ta optymizatsiia obiektiv khimichnoi tekhnolohii [Elektronnyi resurs] : Kurs lektsii. K. : NUKhT. 2020. 234 p.
Kvietnyi R.N, Bohach I.V., Boiko O.R., Sofyna O.Iu., Shushura O.M. Kompiuterne modeliuvannia system ta protsesiv : Navch.posibn. Vinnytsia : VNTU. 2013. 191 p.
M.A. Olutoye and A. Mohammed. (2006). Modelling of a gas absotption packed column for carbon Dioxide-Sodium Hydroxide system. AU J.T.10(2): 132–140.
Priya V., Maheswari C., Krishnaḿyrthy K., Parameshwaran R. (2012). Modelling And Simulation of Gas Liquid Absorption Column for SO2 Emission Control. Proceedings of National Conference on Frantiers in Applied Sciences and Computer Technology. Vol.2. PP. 10–15.
Maheswari C., Vinoth R., Kanimozhi I., Meenakshipriya B. (2015). Mathematical Modeling of Packed Column for NOX Gas Removal using Hydrogen Peroxide Solution. Inter- national Sciense Prese. 8(3). PP. 915–921.
Perez Sanches A., Perez Sanches E., Segura Silva R. (2016). Design of a Packed- Bed Absorption Column Considering four Packing Types and Applying Matlab. Nexo Revista Cientifica. Vol. 29. No 2. PP. 83–104.
Tovazhnyanskyy L.L., Hotlinska O.P., Leshchenko V.O. Protsesy i aparaty khimichnoi tekhnolohii : Navch. posibnyk. Kh. : NTU «KhPI». 2007. 540 p.
Boiko V.S., Samoichuk K.O., Tarasenko V.H., Lomeiko O.P, Oleksiienko V.O., Petrychenko S.V., Pupynin A.A., Havdyda H.I.. Konstruktsii i rozrakhunky mashyn ta aparativ pererobnykh vyrobnytstv: Pidruchnyk. Melitopol. 2021. 308 p.
