Усовершенствование оптического метода контроля концентрации капельной фазы серной кислоты на основе применения сепаратора

• Автор: Давыдов, Юрий Федорович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ,

СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Обзор исследований и методов контроля концентрации аэрозольных смесей

1.1 Современные технологии производства цинка и сопутствующих элементов

1.2 Анализ основных экологически опасных источников выбросов паров серной кислоты, серного и сернистого ангидрида при производстве цветных металлов и их влияние на окружающую среду человека

1.3 Современные промышленные технологии получения серной кислоты

1.4 Основные пути повышения технологической эффективности и экологической безопасности производства серной кислоты
1.5 Регулирование и контроль основных процессов металлургических производств
1.5.1 Современное состояние металлургических производств
1.5.2 Структура и задачи систем регулирования металлургических предприятий
1.5.3 Автоматизированные системы управления технологическими процессами
1.6 Применяемые методы и технические средства контроля параметров газовых потоков металлургических производств, содержащих
пары серной кислоты
1.6.1 Измерение концентрации кислоты в газовых потоках
1.6.2 Измерение температуры газовых потоков
1.6.3 Измерение давления и скоростей газовых потоков
1.6.4 Анализ и обработка результатов
1.7 Изучение взаимосвязи концентрации паров серной кислоты на выходе из промывного отделения с условиями и параметрами технологического процесса ее получения
1.8. Изучение фазового состояния капельных паров серной кислоты
в турбулентном потоке газохода
1.9 Изучение возможности использования оптического пылемера
для концентрации паров серной кислоты
Выводы
2 Теоретические исследования характеристик двухфазных потоков

2.1 Закрученные потоки
2.1.1 Основные параметры, распределение скоростей в потоке
2.1.2 Потери энергии в закрученном потоке
2.2 Трубопроводы с переменной раздачей массы
2.2.1 Основные закономерности. Распределение скоростей в потоке
2.2.2 Потери напора, коэффициент сопротивления, изменение энергии в потоках с переменной раздачей массы
Выводы
3 Разработка аэродинамического стенда и экспериментальное исследование
3.1 Аэродинамический стенд и исследуемые модели
3.2 Измерение сопротивления
3.3 Измерение давления и скоростей в потоке
3.4 Изучение параметров движения потока
3.4.1 Движение потока без предварительной закрутки
3.4.2 Аксиально-лопаточные завихрители
3.4.3 Закрутка потока в пристеночной зоне
3.5 Формирование структуры потока
3.5.1 Условия на входе в модель
3.5.2 Распределение скоростей и давления в потоке
3.5.3 Определение эффективности разработанных конструкций
3 .6 Моделирование движения двухфазных газожидкостных потоков
в сепараторах двухфазных потоков
Выводы
4 Совершенствование оптического метода контроля концентрации серной кислоты путем видения сепаратора и практическая реализация автоматизированной непрерывной системы в технологический процесс
4.1 Объединение оптического пылемера и сепаратора-аккумулятора
в единую измерительную систему
4.2 Внедрение измерительной системы «сепаратор-аккумулятор-оп-тический пылемер» в условиях действующего металлургического
производства
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение
Приложение
Приложение

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ,
ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ
С - г/м3 (н у.) - концентрация при нормальных условиях;
<Зо - диаметр внутреннего тела завихрителя, мм; с! - диаметр завихрителя вместе с лопатками, мм;
Д1 - диаметр перфорированной трубы сепаратора-аккумулятора, мм;
Д - диаметр внутренней трубы сепаратора-аккумулятора, мм;
5, А - толщина или линейный размер кольцевого зазора между трубопроводами, мм;
г, с, Я, Р, И, Д - осредненные безразмерные величины соответствующих параметров, полученные соотношения текущей величины к средней или постоянной для данного процесса;
<р - угол закрутки потока, град;
печи КС - печи с кипящим слоем для обжига цинкового концентрата;
Тдис - время затухания нестационарных возмущений за счет вязкой диссипации,

Ттепл - характерное время выравнивания температуры внутри капли за счет теплопроводности, с;
1§ф локальный параметр интенсивности закрутки потока, град;
Ф - интегральный параметр интенсивности закрутки потока;
Ь* - геометрический параметр закрутки потока;
ДЕ - потери энергии в закрученном потоке;
- коэффициент сопротивления сепаратора-аккумулятора;
X - степень неравномерности раздачи массы по длине сепаратора-аккумулятора.

Одновременно может заканчиваться не более т процессов. Это ограничение связано с конечным числом оборудования и обслуживающего персонала:
Ц(2)- /2),j+k, к = (15)
Общая длительность всех процессов на одном аппарате не должна превышать величины планируемого периода
£гу<Т (16)

при этом Tv = var е Тч, Тч = const е Ту
Можно переформулировать первую задачу несколько иначе. Будем называть оптимальным решением первой задачи такое, которое минимизирует суммарную величину использования материальных ресурсов с учетом ограничений (14) - (15) и при этом Ту = var [в противном случае задача сводится к минимизации критерия (13)]. Определим суммарную величину использования материальных ресурсов как отношение полученной за планируемый период продукции на всех аппаратах к затраченному на ее получение числу материальных потоков энергии, т.е.
‘ = (к ,п}

J2 = min — j = {1

1,7 ,10 к
к z}
где Z&!/" количество продукции, получаемой по всем аппаратам i=l,.. ,п,
ГС2)

на которых проводили / типов процессов j = J ckubi(t)dt - затраты
f(D к
материальных ресурсов и энергии на j - тый технологический процесс, про-водимый на / - том аппарате, за время х(2)1} - ху(,) = Т„; ск - коэффициент приведения (по массе).
Очевидно, что в общем случае 12 будет определяться коэффициентами использования для каждого технологического процесса /у, каждый из которых при оптимальном управлении отдельным аппаратом (предполагается, что вторая задача имеет решение в некотором замкнутом множестве значений Ту е Ту и
gij е gif) , будет зависеть от продолжительности процесса Ту и величины gy при известном оптимальном управлении и*щ(т), т.е.
hj f (Ту, gij)
(18)