Керування адсорбційним відновленням відпрацьованих олив і мастил в умовах нестаціонарностей
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2023.288251Ключові слова:
олива, мастило, сировина, очищення, регенерування, адсорбція, керування, нестаціонарність, адаптуванняАнотація
У різних галузях виробництва та транспорту постійно зростає попит на оливи та мастильні матеріали, які є шкідливими для довкілля складними речовинами, їх виготовлення вимагає суттєвих фінансових витрат.
Актуальною задачею є створення систем керування адсорбційним очищенням відпрацьованих олив і мастил, які зможуть забезпечити вимоги до якості їх регенерування в умовах недостатнього інформаційного забезпечення та нестаціонарності значної кількості характеристик технологічної системи.
Виконано аналіз властивостей сировини, адсорбенту та адсорбера з точки зору необхідного і потенційно можливого інформаційного забезпечення.
Виокремлено три основні джерела нестаціонарностей: періодичне надходження нової за властивостями сировини; випадкові зміни властивостей поточної сировини та адсорбенту; поступові зміни робочих поверхонь адсорбера від взаємодії з адсорбентом та адсорбатом. Перше джерело визнано найбільш суттєвим, тому для загального алгоритму керування передбачено дві складові – керування в режимах змінної та сталої сировини (суттєві та не суттєві зміни властивостей сировини відповідно).
Для кожного джерела нестаціонарності запропоновано відповідний блок адаптування для систем керування тиском і температурою в адсорбері з ПІ-регуляторами. Визначено властивості речовин, які будуть використані для корегування завдань регуляторам і параметрів їх налаштування. Створено систему взаємодії окремих блоків адаптування в обох режимах загального алгоритму керування.
Для режиму сталої сировини наведено загальний вид передавальних функцій для каналів керування та запропоновано структуру системи адаптивного керування з виконанням поточної ідентифікації моделі каналу керування та перерахунку параметрів налаштування відповідних ПІ-регуляторів.
Отримані результати дозволять зменшити тривалість та амплітуди відхилень показників якості регенерованих речовин від заданих значень, що підвищить ефективність роботи системи керування в цілому. Запропоновані методи можна застосувати для тих технологій, де існує проблема стабілізації властивостей вхідних матеріальних потоків, зокрема в технологіях з використанням вторинної сировини.
Посилання
Сабадаш В. В. Теоретичні основи сорбційних процесів на природних та синтетичних сорбентах: дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук: 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології / Віра Василівна Сабадаш; Міністерство освіти і науки України, Національний університет «Львівська політехніка». Львів, 2019. 474 с.
Wu X., Ma H., Zhang L. and Wang F. Adsorption properties and mechanism of mesoporous adsorbents prepared with fly ash for removal of Cu (II) in aqueous solution // Applied Surface Science. 2012. Vol. 261. P. 902-907. DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.08.122.
Корж Є. О. Сорбція та біосорбція фармацевтичних речовин на активованому вугіллі для ефективного їх вилучення з води: дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук: 21.06.01 – екологічна безпека / Корж Євген Олександрович; НАН України, Ін-т колоїд. хімії та хімії води ім. А. В. Думанського. Київ, 2017. 147 с.
Alagappan B. Assessing Different Zeolitic Adsorbents for their Potential Use in Kr and Xe Separation. Master of Science Thesis // UNLV Theses, Dissertations, Professional Papers, and Capstones, 1967. 2013. DOI: 10.34917/5363849.
Wanigarathna, J. A. D. K. Adsorption-based fluorocarbon separation in zeolites and metal organic frameworks. Doctoral thesis, Nanyang Technological University, Singapore. 2018. doi: 10.32657/10356/75807, URL: http://hdl.handle.net/10356/75807.
Іваненко І. М., Донцова Т. А., Феденко Ю. М. Адсорбція, адсорбенти і каталізатори на їх основі : підручник для студ. спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія» спеціалізації «Хімічні технології неорганічних речовин та водоочищення». Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. 232 с.
Матвейкин В. Г., Ишин А. А., Скворцов С. А., Дворецкий С. И. Автоматизация процесса адсорбционного разделения газовых смесей и получение водорода // Вестник ТГТУ. 2017. Том 23, вып. 4. С. 548 – 556. doi: 10.17277/vestnik.2017.04.pp.548-556.
Бутенко О. В. Автоматизована система керування установкою піролізу на основі ідентифікації складу твердих побутових відходів: дис. на здобуття наук. ступеня доктора філософії: 151. Одеса, 2021. 161 с.
Жученко О. А. Автоматизація процесів керування екструзією полімерних матеріалів в умовах зміни режимів функціонування: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.13.07. Київ, 2013. 20 с.
Ярощук Л. Д., Тюріна Є. О., Моделювання та керування адсорбційним очищенням олив та мастил у режимі зміни сировини // Вісник НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. 2022. Вип. 3. С. 56 – 68, 2022. doi: 10.20535/2617-9741.3.2022.265361.
Паливо-мастильні матеріали, технічні рідини та системи їх забезпечення. Книга 2. Системи забезпечення якості паливо-мастильних матеріалів / Чабанний В. Я. та ін.; під редакцією Чабанного В. Я. Кіровоград: Кіровоградський національний технічний університет, 2008. 500 с.
Schönbucher A. Thermische Verfahrenstechnik: Grundlagen und Berechnungsmethoden für Ausrüstungen und Prozesse. Berlin: Springer, 2002. P. 1030.
Мовчан А. П., Степанець О. В. Адаптивні та параметрично-оптимальні системи управління: навч. посіб. Київ: НТУУ «КПІ», 2011. 108 с.
Попович М. Г., Ковальчук О. В. Теорія автоматичного керування: підручник, 2-ге вид., перероб. і доп. Київ: Либідь, 2007. 656 с.
Yaroshchuk L., Tiurina Y. Simulation of the Industrial Oil Adsorption Purification Process for Automation Tasks // Modelling and Simulation in Engineering, 2022. Vol. 2022. Article ID 2738654, 13 pages. doi: 10.1155/2022/2738654.
Бильфельд Н. В. Пассивная идентификация объектов управления средствами TOOLBOX IDENT // Juvenis scientia. 2016. № 3. С. 4 – 7. URL: https://docs.wixstatic.com/ugd/1b55c8_acffc56071e74fbaa4f67ee440d7892d.pdf.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Людмила Дем’янівна Ярощук, Євгенія Олександрівна Тюріна
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).