Оптимизация процессов кристаллизации

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ [c.329]

С самого начала стадии заполнения формы начинается также и процесс охлаждения готового изделия. Для расчета продолжительности процесса охлаждения изделия необходимо располагать значениями начальной температуры, конечной температуры, за которую обычно принимают температуру теплостойкости, и температуры формы (выбирается из соображений оптимизации процесса кристаллизации). [c.443]

Полученные уравнения регрессии для - уц были использованы для решения задачи оптимизации процесса кристаллизации полугидрата сульфата кальция. Анализ параметрической чувствительности процесса показал (рис. 45—51), что характер влияния регулируемых факторов (концентрации 802 , 2 5 и температуры) существенно различен. Как уже отмечалось (с. 205), одним из наиболее удачных способов решения задачи оптимизации процессов с большим количеством откликов, лишенным вычислительных трудностей, является использование предложенной Харрингтоном так называемой обобщенной функции желательности О в качестве обобщенного критерия оптимизации. Для построения обобщенной функции желательности О необходимо преобразовать измеренные значения откликов в безразмерную шкалу желательности /. Построение шкалы желательности устанавливает соотношение между значением отклика и соответствующим ему значением (частной функцией желательности). [c.216]

Результаты оптимизации процесса кристаллизации вещества с малой растворимостью и с малой скоростью роста кристаллов в циркуляционном кристаллизаторе, проведенные на основании разработанной выше математической модели позволяют сделать вывод, что в режиме работы аппарата с циклической выгрузкой возможно достижение сравнительно высокой удельной производительности. В продукте при этом содержится более 90 % кристаллов крупнее 500 мкм. Для реализации таки.х режимов необходимо поддерживать отношение периодов накопления и выгрузки в пределах 4 12. Увеличение этого отношения ведет к повышению производительности. Однако, как показывают расчеты, при Т /Тв > 12 есть опасность завала аппарата. С целью сокращения времени выхода установки на стационарный режим необходимо в течение первых 6—8 ч не выгружать суспензию из аппарата. [c.209]

Представляемая читателю монография — результат многолетней работы авторов над проблемами системного анализа процессов химической технологии является, по существу, первым в отечественной и зарубежной литературе трудом, где дано решение широкого круга проблем в области моделирования, проектирования и оптимизации процессов массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы на основе комплексного системного подхода. [c.6]

Книга рассчитана на специалистов, работающих в области теории и практики процессов кристаллизации, теоретических основ химической технологии, теории управления и оптимизации химикотехнологических процессов, физико-химической гидромеханики, механики неоднородных сред. Она может использоваться также в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов химических и химико-технологических специальностей вузов и университетов. [c.6]

Наиболее общей постановкой первой задачи оптимизации служит выражение критерия оптимальности в виде экономической оценки. Это связано с эксплуатацией реального процесса кристаллизации, для чего необходимы материальные затраты, от которых ожидается определенный экономический эффект, исчисляемый в зависимости от количественных и качественных характеристик выпускаемой продукции. [c.359]

Задача оптимизации сводится к решению задачи нелинейного математического программирования для непрерывно изменяющихся параметров процесса кристаллизации ( (Xo), Т хо), Vi Xo) и мо-. жет быть эффективно реализована на ЭВМ. [c.360]

Разработаны две модификации этого метода. В первой весовая ячейка соединена с растущим монокристаллом, во второй модификации с весовой ячейкой соединен тигель с расплавом. Оба способа успешно используются, поскольку весовой способ практически не зависит от теплофизических свойств кристаллизуемого вещества. При этом задача существенно упрощается, и более того, возникает возможность использования надежной теплоизоляции и различных средств измерительной техники для оптимизации процесса, без нарушения условий кристаллизации. Получил развитие и телевизионный метод контроля диаметра растущего монокристалла, основанный на учете свечения мениска. Он базируется на изучении зависимости амплитуды и длительности видеосигнала от яркости и размеров наблюдаемого объекта (рис. 103 б). Передающая камера устанавливается перед окном кристаллизационного аппарата так, чтобы в поле зрения постоянно находились мениск и часть кристалла вблизи фронта роста. С помощью маркера на экране монитора оператор выбирает для измерения определенную строку изображения, то есть задает ординату контролируемого сечения монокристалла и мениска. Для контроля сечения, отличного от кругового, используется угловой датчик. В этом случае проекция сечения синхронизируется с определенным угловым положением. Точность измерения диаметра растущего монокристалла телевизионным методом 3% и зависит от линейности развертки и точности измерения длительности видеосигнала. [c.145]

Осаждение и растворение фосфатов кальция составляют важную проблему в биологии, океанологии, при очистке сточных вод и производстве удобрений из фосфорсодержащих минералов [1—3]. До сих пор нет единой точки зрения относительно механизма осаждения фосфатов кальция. Значительное внимание уделяли в основном изучению самопроизвольного-осаждения [4], но такие процессы редко удается воспроизвести количественно. Для инициирования самопроизвольного осаждения в достаточно короткое время в лабораторных условиях часто процесс проводят при таких высоких концентрациях ионов и значениях pH, которые для природных процессов не харак терны. Однако в таких условиях трудно разделить процессы-образования и созревания центров кристаллизации и роста уже существующих центров. Поэтому разработка промышленных методов осаждения редко базируется на лабораторных методах. Для этого обычно требуется дорогостоящая исследовательская работа в условиях, приближенных к производственным. Совершенно очевидно, что для оптимизации процессов осаждения желательны лабораторные методы испытания, которые давали бы воспроизводимые результаты в условиях, близких к условиям в натуре . [c.17]

Для оптимизации процесса ЗКЖ может быть использована методика Пфанна [2], обеспечивающая достижение заданной степени очистки за минимальное время. С этой целью выбирается оптимальное значение скорости кристаллизации, например, по способу [3]. [c.58]

При наладке технологического процесса производства листа из стали 20 процесс кристаллизации оптимизируется путем выбора расхода воды для охлаждения на разных участках кристаллизатора и трубы вторичного охлаждения для повышения механических характеристик и уменьшения их рассеивания. Эта оптимизация должна проводиться в рамках математической теории планирования эксперимента. [c.61]

Предлагаемая читателю монография представляет восьмую книгу в единой серии работ авторов под общим названием Системный анализ процессов химической технологии , выпускаемых издательством Наука с 1976 г. Семь предыдущих монографий 1. Основы стратегии, 1976 г. 2. Топологический принцип формализации, 1979 г. 3. Статистические методы идентификации объектов химической технологии, 1982 г. 4. Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы, 1983 г. 5. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов, 1985 г. 6. Применение метода нечетких множеств, 1986 г. 7. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах анализа химических и биохимических систем, 1987 г.) посвящены отдельным вопросам теории системного анализа химико-технологических процессов и его практического применения для решения конкретных задач моделирования, расчета, проектирования и оптимизации технологических процессов, протекающих в гетерогенных средах в условиях сложной неоднородной гидродинамической обстановки. [c.3]

На рис. 2.2 показана зависимость выхода суммы прямогонных светлых нефтепродуктов по отношению к потенциальному содержанию фракций 28—350 °С [51,4% (масс.) на нефть — ноль на оси ординат] от отбора топлива ТС-1 (фракция 115—230°С с температурой начала кристаллизации минус 60 °С) и изменения требований к качеству дизельного топлива. Для оценки эффективности предлагаемых вариантов оптимизации качества дизельного топлива выполнены технико-экономические расчеты, в которых уменьшение выработки прямогонного дизельного топлива по ГОСТ 305—82 за счет большего отбора реактивного топлива компенсировалось производством дизельного топлива за счет внедрения процесса гидрокрекинга. Результаты приведены ниже (в расчете на 100 млн. т перерабатываемой нефти) [c.46]

Предлагаемая читателю монография представляет шестую книгу в единой серии работ авторов под общим названием Системный анализ процессов химической технологии , выпускаемых издательством Наука с 1976 г. Три первые монографии (Основы стратегии. М. Наука, 1976 Топологический принцип формализации. М. Наука, 1979 Статистические методы идентификации объектов химической технологии. М. Наука, 1982) посвящены общим вопросам теории системного анализа в химии и химической технологии. В четвертой и пятой монографиях (Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. М. Наука, 1983 Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов. М. Наука, 1985) рассмотрены вопросы применения стратегии системного анализа для решения практических задач расчета и оптимизации конкретных процессов химической технологии, отличающихся повышенной сложностью внутренней структуры. [c.3]

Дальнейшие шаги в развитии промышленного синтеза кристаллов кварца были сделаны на пути реорганизации аппаратурной базы производства и оптимизации физико-химических параметров процесса синтеза. В этот период по инициативе И. И. Воробьева в качестве кристаллизаторов были предложены серийные крупногабаритные автоклавы, использовавшиеся ранее в химической промышленности для синтеза аммиака и рассчитанные на средние и высокие давления (20—100 МПа). Институтом от различных организаций были получены колонны аммиачного синтеза рабочим объемом от 200 л до нескольких кубических метров с различным удлинением корпуса на рабочее давление 20—40 МПа с допустимой рабочей температурой стенки 400°С и установлены на опытном производстве. Первые пробные циклы кристаллизации кварца на крупногабаритных автоклавах показали, что новая аппаратура обладает рядом преимуществ по сравнению с ранее применяемой. Существенно снизились удельные энерго- и трудозатраты. Появилась возможность получения больших партий кристаллов практически в идентичных термобарических условиях. Это дало возможность в каждом кристаллизационном цикле производить продукцию, однородную по качеству в объеме всей партии. Значительная толщина стенок и большая масса крупногабаритного сосуда высокого давления обеспечивали большую тепловую инерционность, позволяющую управлять процессом стабилизации температуры в автоклаве. Указанные преимущества обеспечили и лучшие экономические показатели эксплуатации данного оборудования. [c.10]

Имеющийся экспериментальный материал показывает, что кинетика процесса синтеза алмаза и свойства образующихся кристаллов находятся в определенной зависимости от характера поля температур в камере. Кроме того, оценки параметров теплового поля необходимы для оптимизации работы камеры и задания закона регулирования теплового режима кристаллизации. [c.331]

Согласно современным представлениям, нефть — дисперсная система, т е раствор высокомолекулярных соединений в низкомолекулярных [403] Основу существующих технологий переработки нефти составляют процессы фазообразования (кипения, кристаллизации, стеклования и т д ), а формирование новой фазы в исходной (например, переход из жидкого состояния в твердое — образование парафина, кокса) осуществляется через дисперсное состояние Технология переработки нефти как дисперсной системы требует учета всех стадий образования фаз, возможности влияния внешних воздействий (температуры, давления, скорости нагрева и тд ) на кинетику и степень превращения исходных веществ в новые продукты Характер фазовых переходов в процессах технологической переработки предопределен составом исходной нефти и нефтепродуктов Для оптимизации качества продуктов необходимо знать взаимосвязи состава, ресурсов (выход на нефть) с основными показателями качества фракционным составом, температурой кристаллизации и застывания итд Сведений в литературе о таких зависимостях недостаточно Успешное решение этой проблемы возможно только на основе глубокого понимания взаимосвязи между свойствами нефтепродуктов, их составом и строением на молекулярном уровне, что требует привлечения спектроскопии ЯМР [c.249]

Настояш,ая глава посвящена исследованию влияния некоторых постоянных компонентов сточной воды на реакции осаждения, которые обычно происходят при обработке известью. Показано, что действие некоторых ионов на процесс образования карбоната кальция может быть выражено как функция их концентрации при анализе используется простая модель изотермы адсорбции Ленгмюра. Эта зависимость может быть использована для оптимизации действия извести, если присутствуют ионы, ингибирующие кристаллизацию. [c.27]

Четвертый выпуск сборника содержит краткие сообщения о научно-исследовательских работах, выполненных в СССР в 1967 г. в области массообменных процессов химической технологии. Эти работы посвящены общим вопросам теории массопередачи, кинетике массообмена отдельных технологических процессов в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, жидкостная экстракция), газ — твердая фаза и жидкость — твердая фаза (сушка, адсорбция, ионообмен, экстрагирование, кристаллизация), а также кинетике процессов, осложненных химическими реакциями. В отдельной главе рассмотрены методы расчета оптимизации и моделирования массообменных процессов. [c.2]

Сборник состоит из шести глав. В первые четыре главы вошли сообщения о работах по общей теории массопередачи и кинетике массообмена отдельных технологических процессов (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, жидкостная экстракция, сушка, адсорбция, ионообмен, кристаллизация, хемосорбция, катализ и др.). Пятая и шестая главы сборника посвящены исследованиям массообменной аппаратуры и методам расчета, оптимизации и моделирования процессов. [c.3]

Рассмотрены два перспективных варианта процесса низкотемпературной направленной кристаллизации зонная кристаллизация жидкостей (ЗКЖ), заключающаяся в продвижении твердых зон по жидкой загрузке, и многократная направленная кристаллизация (МНК), состоящая из ряда последовательных операций кристаллизации жидкой загрузки с удалением загрязненных фракций. Показано, что ЗКЖ и МНК по своей эффективности не уступают обычной зонной перекристаллизации намечены пути оптимизации рассмотренных процессов. Рис. 2, библ. 7 назв. [c.230]

Тенденции развития в рамках традиционных процессов разделения углеводородов следующие а) усовершенствование существующего процесса разделения путем оптимизации условий его проведения б) усовершенствование процесса введением селективного разделяющего агента (разделение смесей посредством абсорбции, азеотропной и экстрактивной ректификации, жидкостной экстракции и экстрактивной кристаллизации) в) расширение области параметров процесса, пригодной для разделения, благо- [c.6]

С целью оптимизации кристаллизационного концентрирования примесей из расплавов КГ была изучена [82] зависимость сегрегации микрокомпонентов от ряда регулируемых параметров процесса. Уже отмечалось, что некоторые КГ вблизи температуры плавления подвергаются частичному термическому разложению. Это явление, которому способствует испарение воды из кристаллизуемого расплава, может усиливать захват примесей твердой фазой в процессе направленной кристаллизации. Появление тугоплавких продуктов разложения КГ перед фронтом кристаллизации вызывает отставание отдельных участков растущей поверхности, так как мешает притоку к ним свежих порций расплава. Б результате вступает в силу своеобразный механизм концентрационного переохлаждения, описанный в монографии [7, с. 94]. [c.113]

Методы расчета статистических характеристик процессов с сегрегацией, их экспериментального исследования, оценки динамики, оптимизации нуждаются в дальнейшем развитии. В книге сделана попытка решения этих задач, доведения методов расчета до инженерных формул и прикладных программ. В первой главе приведены модели процессов с сегрегацией безотносительно к их технологическому назначению. Во второй главе описана методика построения моделей конкретных технологических процессов (растворения, сушки, грануляции, кристаллизации, гетерогенных химических процессов, процессов микробиологического синтеза), которые могут быть рассмотрены как процессы с сегрегацией. Третья глава посвящена структурному анализу гидродинамических характеристик, необходимых при расчете времени пребывания агрегатов в системе. В четвертой и пятой главах рассмотрены некоторые задачи экспериментального исследования, анализа з стойчивости и оптимизации сегрегированных процессов. [c.6]

Максимальная продолжительность кристаллизации полугидрата сульфата кальция составляет 20—25 мин, при этом достигается интенсивность кристаллизации 800 кг/(мЗ-ч). Для сравнения интенсивность кристаллизации в промышленных условиях для полугидратного и дигидратного процессов составляет 100 и 80 кг/(м -ч) соответственно. Полученные данные о высокой скорости кристаллизации сульфата кальция открывают новые возможности для интенсификации производств экстракционной фосфорной кислоты. Для реализации возможностей интенсификации кристаллизации сульфата кальция в промышленных условиях, в первую очередь, необходима оптимизация концентрации серной кислоты на различных стадиях процесса растворения фосфата и кристаллизации сульфата кальция. Вторым весьма важным фактором интенсификации является снижение вероятности высоких локальных пересыщений в объеме реактора. [c.59]

Кристаллизационные установки обь чно входят в технологический цикл как составной элемент, пoэтo лy при решении задачи оптимизации процесса кристаллизации долкен быть выбран такой критерий, который бы не сводил на нет эконшичность работн остальных установок технологического цикла. Таким критерием является максимальная производительность установки по исходному раствору (кристаллам) при заданном среднем размере продукционных кристаллов. [c.82]

В зависимости от требований, предъявляемых технологией, суще-ствз ет два способа постановки задачи оптимизации процесса кристаллизации ссшей [c.82]

В зависимости от требований, предъяаяяемых технологией, существует два способа постановки задачи оптимизации процесса кристаллизации солей [c.82]

Для выращивания высокосовершенных монокристаллов требуется постоянство основных условий. Нарушение стабильности (как отмечалось в гл. 2 и 3) приводит к возникновению в монокристаллах всевозможных дефектов. Степень стабильности процесса во многом определяется тремя факторами способом нагрева, конструктивным решением кристаллизационной установки и надежным контролем основных характеристик процесса. В настоящее время развитие средств контроля процесса кристаллизации обусловлено стремлением к увеличению объема информации о результатах воздействия на процесс, необходимого для установления однозначных связей между условиями роста и реальными свойствами растущего монокристалла. Такие данные крайне необходимы для оптимизации характеристик управляемых процессов и ограничения или компенсации неуправляемых. По характеру получаемой информации контроль процесса кристаллизации можно разделить на следующие четыре группы [c.141]

В настоящей работе исследовано соосаждение примесей на стадии кристаллизации и оптимизации процесса термической дегидратации при получении Ва(РОз)г методом высокотемпературной дегидратации Ва(Н2Р04)г- Предложен метод получения Ва(РОз)2 спеканием при 600—700° С стехиометри-ческой смеси Ва(КЮз)г или ВаСОз с NH4H2PO4. [c.108]

Способы оптимизации процесса зонной плавки рассмотрены Вигдо-ровичем и Селиным [103]. Конечной целью оптимизации аналитического зонного концентрирования является достижение заданного отнощения Ск/С() и К = 0,9 с минимальными затратами времени. При расчете оптимального режима этого процесса приходится считаться с тем, что по мере увеличения скорости кристаллизации уменьшается его длительность при данном числе проходов и вместе с тем, приближается к единице коэффициент распределения, что вынуждает увеличивать м. Очевидно, зависимость I от / проходит через минимум. С целью получения этой зависимости (рис. 37) предложено [104, 124] рассчитывать к для разных / по уравнению (36), использовать найденные оценки к для расчета и по уравнению (126), а затем находить г из очевидного соотношения [c.72]

В последние годы из поливинилтриметилсилана (ПВМС) получают пленки, которые имеют высокую избирательную газопроницаемость и нашли применение в процессах разделения газовых смесей [1]. В опытном производстве такой пленки переработка полимера проводится через его растворы в смесях хлорбензола (ХБ) и хлористого метилена (ХМ) при добавлении изобутанола (ИБ) на первой стадии осаждения. Для усовершенствования технологии осаждения полимера и формования пленки с целью оптимизации ее свойств нужны точные данные о взаимной растворимости ПВМС, ХМ и ХБ и влиянии изобутанола на эту растворимость, иначе говоря, — о составе фаз в двойных, тройных и четырехкомпонентных смесях указанных веществ, а также данные о процессах кристаллизации и стеклования в этих системах в зависимости от соотношения компонентов и температуры. Исследования двух- и трехкомпонентных смесей указанных веществ выполнены авторами ранее [2—4]. [c.73]

Авторы надеются, что материалы, приведенные в книге, найдут практическое применение при оптимизации и разработке аппаратуры для химических реакторов, теплообменников с непосредственным контактом фаз и для ряда технологических процессов разделения (абсорбция, экстракция, ректификация, кристаллизация и т. д.). Гл. 3—8 и разделы 1.1 —1.3 написаны Б. И. Броунштейном, гл. 2 и разделы 1.4 и 1.5. - В. В. Щеголевым. Раздел 5.5 написан Б. И. Броунштейном совместно с О, Л. Поляковым и Ю. А. Хватовым. [c.4]

Конечная цель системного анализа на уровне отдельного химико-технологического процесса — построение функционального оператора (модуля химико-технологического процесса), который используется в дальнейшем для решения задач оптимизации, управления, проектирования процессов, а также для решения задач выс-щих ступеней иерархии химического производства. Необходимость применения системного подхода особенно остро стоит при анализе сложных ФХС, т. е. систем, для которых характерны многообразие явлений, совмещенность и взаимодействие явлений различной физико-химической природы. К таким системам можно отнести процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. [c.3]

В связи со сложностью математических моделей процессов массовой кристаллизации в аппаратах данного типа (описываемых системой уравнений в частных производных) методы оптимизации, примененные к кристаллизаторам типа MSMPR, очень трудоемки в применении к рассматриваемым аппаратам. [c.359]

Научные исследования охватывают важнейщие проблемы общей и неорганической химии и технологии неорганических материалов. В своих первых работах изучил (1930—1932) процесс абсорбции окиси углерода растворами медноаммиачных солей, выяснил механизм образования и разрушения комплексных соединений окиси углерода с карбонатами и формиатами аммиакатов меди. Предложил (1940-е) способы оптимизации подготовительных процессов синтеза аммиака н азотной кислоты усовершенствовал методы получения и очистки водорода и азотоводородных смесей изучил механизм абсорбции окислов азота. Исследовал (1950—1960-е) гидродинамику, массо- и теплопередачу в насадочных и пленочных колонных аппаратах вывел уравнения для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления при ламинарном и турбулентном течении газа в насадочных колоннах. Совместно с сотрудниками выполнил (1950—1970-е) работы, направленные на развитие теоретических основ химической технологии и интенсификацию технологических процессов разработал и усовершенствовал многоступенчатые методы разделения посредством абсорбции, хроматографии, ионного обмена, кристаллизации и сублимации, молекулярной дисти.ч-ляции. Разработал метод расчета активной поверхности контакта фаз. Создал и реализовал в промышленности (1960—1972) методы [c.187]

Рассмотрена динамикй физических и химических явлений, происходящих при геологических процессах,— теплопроводности, плавления, кристаллизации, растворения, гетерогенных химических реакций. Даны математические модели природных (метасоматического, магматического, гидротермального и экзогенного ин-фильтрационного рудообразующих, гипергенных) и искусственных (подземного выщелачивания руд, генерирования пара в подземных пластах-коллекторах) геохимических процессов. Модели сопоставлены с результатами экспериментальных исследований и с конкретными геологическими данными. Освещены теоретические основы количественных методов оптимизации подземного выщелачивания руд. [c.2]

Анализ теории глубокой очистки веществ низкотемпера-тур1юй направленной кристаллизацией в пфанновском приближении позволяет установить высокие потенциальные возможности процесса и наметить пути его оптимизации. [c.61]

Ниже приведены результаты исследований по оптимизации основных стадий процесса спекание каолина с H2SO4, водное выщелачивание спека, выпарка сернокислых растворов и Кристаллизация А1,(304)з. [c.88]