Введение
1. Литературный обзор и постановка задачи исследования 11
1.1. Описание технологической схемы и основных аппаратов установки МИДАС-250 для получения активированного угля из отходов переработки древесины 12
1.1.1. Общие сведения об установке 12
1.1.2. Технологическая схема установки 13
1.1.3. Основные аппараты установки 17
1.2. Литературный обзор научных работ, посвященных процессам, протекающим в основных аппаратах установки МИДАС-250 для получения активированного угля 24
1.2.1. Высокотемпературное разложение углеродсодержащих веществ 25
1.2.2. Тепло- массоперенос в псевдоожиженном слое 29
1.2.3. Влияние на теплофизические свойства древесины температуры, влажности и других параметров 33
1.2.4. Итоги литературного обзора 40
1.3. Анализ установки МИДАС-250 для получения активированного угля как объекта оптимизации 41
1.3.1. Словесная формулировка задач оптимизации технологических режимов установки 42
1.3.2. Особенности установки с точки зрения задач оптимизации ее режимов 43
1.3.3. Установка как объект оптимизации 45
1.4. Цели и задачи исследования 53
1.4.1. Цель исследования 53
1.4.2. Предварительная формализованная постановка задачи оптимизации технологических режимов установки 54
1.4.3. Основные задачи исследования 57
2. Разработка математических моделей технологических процессов, протекающих в основных аппаратах установки МИДАС-250 для получения активированного угля 58
2.1. Математическое описание процессов в пиролизере 59
2.1.1. Основные положения и допущения 61
2.1.2. Механизм и кинетика химических реакций. 62
2.1.3. Процессы в пиролизере на интервале работы 66
2.1.4. Процессы в пиролизере на интервале выгрузки- 77
2.2. Математическое описание процессов в активаторе с перегревателем пара 80
2.2.1. Основные положения и допущения 81
2.2.2. Механизм и кинетика химических реакций 85
2.2.3. Процессы в активаторе на интервале работы 86
2.2.4. Процессы в активаторе на интервале выгрузки 96
2.2.5. Процессы в перегревателе пара на интервале работы 99
2.3. Математическое описание процессов в парогенераторе 104
2.3.1. Основные положения и допущения 106
2.3.2. Процессы втопке на интервале работы 108
2.3.3. Процессы в котле на интервале работы 110
2.4. Алгоритмы решения уравнений математических описаний процессов, протекающих в основных аппаратах установки 116
2.4.1. Краткий анализ математических описаний процессов, протекающих в основных аппаратах 117
2.4.2. Выбор методов решения систем дифференциальных уравнений с частными производными, обыкновенных дифференциальных уравнений и смешанных систем 119
3. Идентификация математической модели установки МИДАС-250 для производства активированного угля по экспериментальным данным 132
3.1. Математическая модель установки 132
3.2. Методика идентификации математической модели установки 135
3.3. Анализ математических моделей отдельных аппаратов установки как объектов идентификации 138
3.3.1. Модель «Работа пиролизера» 140
3.3.2. Модель «Работа перегревателя пара» 144
3.3.3. Модель «Работа активатора» 147
3.3.4. Модель «Работа топки парогенератора» 149
3.3.5. Модель «Работа котла парогенератора» 152
3.4. Идентификация математической модели установки 154
3.5. Результаты проверки математической модели установки на адекватность 158
4. Исследование и оптимизация технологических режимов работы установки МИДАС-250 для производства активированного угля, функционирующей при различном исходном сырье 161
4.1. Исследование технологических режимов работы основных аппаратов установки 162
4.1.1. Свойства технологических режимов пиролизера 164
4.1.2. Свойства технологических режимов активатора 166
4.1.3. Выбор эффективных управляющих воздействий 176
4.2. Построение областей допустимых значений для расходов агентов в пиролизерах и активаторах 178
4.2.1. Формулы для расчета 179
4.2.2. Области допустимых значений 181
4.3. Уточненная формализованная постановка задачи оптимизации технологических режимов установки, функционирующей при различном исходном сырье 185
4.4. Алгоритм решения задачи оптимизации технологических режимов установки, функционирующей при различном исходном сырье... 187
4.4.1. Замечания о методах решения задач оптимизации 188
4.4.2. Описание алгоритма решения задачи оптимизации технологических режимов установки 191
4.5. Результаты решения задачи оптимизации технологических режимов установки при различном качестве исходного сырья 196
Выводы 204
Список использованных источников 205
