ATREX.RU
Пресс релизы коммерческих компаний и общественных организаций

» Архив пресс-релизов

» Авторам от редакции

» Добавить пресс-релиз

IT технологии «

Антивирусы «

Промышленность и производство «

Банки «

Культура, искусство «

Образование, учеба «

Природа, окружающая среда «

Наука «

Медицина «

Фармацевтика «

Спорт «

Реклама, PR «

Договора, соглашения «

Логистика, транспорт «

Благотворительность «

Скидки «

Прочие события «

Другие статьи «

Комментарии специалистов «

Недвижимость «

Аналитика «

Самое-самое //

Пресс-релизы //

» Добавить пресс-релиз

Ученые Пермского Политеха разработали схему автоматизации экологичного производства сажи

Сажу используют в производстве резины, шин, печатных красок и лакокрасочных изделий. Но при ее изготовлении выделяется большое количество соединений, вредящих экологии. Этот процесс также необходимо автоматизировать для большей эффективности. Ученые Пермского Политеха разработали схему автоматизации безопасного для природы производства сажи.
Сажу (в науке – технический углерод) используют в изготовлении резины и шин, а также как цветовой пигмент в печатных красках и лакокрасочных изделиях. Ее мировое производство превышает 11 миллионов тонн в год. При этом в процессе ее получения выделяется большое количество вредных соединений окислов углерода и азота, которые образуют «парниковый эффект» и, как следствие, повышение температуры поверхности Земли. Важным вопросом производства сажи является не только ее экологичность, но и автоматизация: этому требованию в полной мере не соответствует ни одно из 10-ти российских химических предприятий, которые изготавливают технический углерод. Ученые Пермского Политеха разработали схему автоматизации эффективного и безопасного для природы производства сажи.

Статья опубликована в журнале «Инженерный вестник Дона», №7, 2024. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Технический углерод производится с помощью специальной установки – печного реактора. В нем исходное сырье (парафин) распадается на составляющие химические соединения под действием высоких температур (от 1400 до 1700 С), источником которых служит природный газ с высоким содержанием метана.
Печной способ получения сажи теряет в своей эффективности, если технология недостаточно автоматизирована. В настоящее время процесс производства в камере перемешивания контролируется специальным температурным датчиком. Также в камеру горения реактора подается азот, который, смешиваясь с кислородом, образует вредные соединения окиси азота и углерода. Все эти вещества, попадая в атмосферу, снижают ее прозрачность, увеличивают «парниковый эффект» и разрушают озоновый слой Земли.

Ученые Пермского Политеха разработали схему автоматизации печного реактора. Помимо увеличения эффективности и скорости производства, она позволит сократить вероятность ошибок из-за человеческого фактора, которые снижают качество продукции и безопасность технологического процесса. Настройка оборудования по предложенной схеме автоматизирует основные этапы производства сажи – подачу топлива, воздуха для проведения реакции окисления и нейтрализацию вредных соединений.

– В условиях реального производства невозможно заранее точно определить значения всех переменных, задействованных в предстоящих химических реакциях: температуру, скорость перемещения и концентрацию сырья, конкретное содержание метана в природном газе, влаги в воздухе, примесей в сырье и т.д., хотя это позволило бы лучше регулировать и контролировать получение сажи. Наша схема учитывает эти условия неопределенности. Управление подачей топлива, окислителя и других веществ будут выполнять специальные датчики – ПИ-регуляторы нечеткой логики. Они способны работать с переменными коэффициентами, которые не заданы заранее, и принимают значения на основе входных данных, которые получают здесь и сейчас, – рассказывает Юрий Хижняков, профессор кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ, доктор технических наук.

У нечетких ПИ-регуляторов есть несколько задач. Во-первых, они управляют расходом топлива на основе измерений содержания метана природного газа. Во-вторых, контролируют подачу воздуха. Для этого регулятор сравнивает заданную температуру с той, что в камере горения, чтобы определить, насколько хорошо перемешивается природный газ с кислородом. Если процесс нарушен, то регулятор добавляет воздух. Еще одна функция – автоматическая подача, например, аммиака, который нейтрализует вредные соединения (окислы азота), образующиеся в процессе производства.

– На финальных этапах нужно остановить химическую реакцию восстановления. Она происходит при высокой температуре. Для ее снижения впрыскивают воду в камеру закалки печного реактора. Наша схема предполагает, что в этой зоне можно, как вариант, расположить лазерный измеритель мелких частиц аэрозоли углерода. Когда луч проходит через него, мелкие компоненты рассеивают свет, измеритель фиксирует это и определяет концентрацию частиц. Информация подается на устройство, которое впрыскивает воду под давлением 2 МПа. Температура в камере закалки снижается и активность химической реакции восстановления прекращается. В итоге в процессе гранулирования получается твердый углерод с требуемыми физико-химическими свойствами, – дополняет Павел Ефимов, ассистент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ.

Ученые Пермского Политеха разработали схему автоматизации экологически чистого производства сажи с применением ПИ-регуляторов нечеткой логики. Она универсальна и не зависит от структуры реактора. Разработка поддерживает экологичность производства и эффективную охрану окружающей среды, что крайне важно для предотвращения глобального потепления.

Контактное лицо: Лидия Попова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 03:20, 19.12.2024
Количество просмотров: 421
Страна: Россия

Студенты АГАУ в День полного освобождения Ленинграда от фашистской блокады познакомились с документами и фактами о Великой Отечественной войне, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 03:28, 29.01.2025, Россия

27 января, в памятный День полного освобождения Ленинграда от фашистской блокады, студенты Экономического факультета Алтайского государственного аграрного университета посетили с интерактивной экскурсией Музей истории вуза.

Ученые Пермского Политеха исследовали инновационный вариант переработки продуктовых картонных упаковок Тетра-Пак, ПНИПУ, 05:27, 28.01.2025, Россия

Продуктовые упаковки Тетра-Пак в своем составе, помимо целлюлозы, также содержат полиэтилен и алюминий, из-за чего сдавать их в макулатуру с обычной бумагой и газетами нельзя. Ученые ПНИПУ нашли оптимальный способ переработки картонной части такой упаковки с получением из нее порошковой целлюлозы.

Ученые Пермского Политеха выяснили, как получать более «мелкий» хлорид калия для минеральных удобрений, кожзаменителей и пищевых добавок, ПНИПУ, 05:37, 27.01.2025, Россия

При производстве различных химических продуктов, удобрений, стекла, нефтяных растворов в качестве сырья применяют хлорид калия. От содержания в нем частиц (кристаллов) определенного размера зависит область его реализации. Многие предприятия заинтересованы в получении кристаллов меньшего размера. Ученые ПНИПУ выяснили, как с помощью ультразвука можно влиять на размеры хлорида калия.

Ученые Пермского Политеха изучили, как получать керамические кирпичи с помощью отходов лесной промышленности, ПНИПУ, 04:47, 27.01.2025, Россия

Для получения эффективных строительных материалов из керамики помимо глины в составе также используют различные выгорающие добавки. Ученые ПНИПУ изучили возможность применения для этого техногенного сырья из промышленных отходов от переработки бумаги и дерева.

Разработка ученых Пермского Политеха повысит срок службы оборудования по выкачке нефти, ПНИПУ, 20:37, 25.01.2025, Россия

162

Перспективным видом оборудования для добычи нефти являются насосные установки с канатными штангами. Их располагают в месте интенсивного набора кривизны. Из-за недопустимого изгиба при провисании установка может выйти из строя. Ученые ПНИПУ предложили способ крепления штанги в искривленном участке скважины, который увеличит их работоспособность.

Методика ученых Пермского Политеха ускорит испытания материалов для аэрокосмической отрасли, ПНИПУ, 04:55, 17.01.2025, Россия

771

При серийном изготовлении деталей из полимерных композитов, необходимо проводить испытания материала, которые занимают технологическое время. Ученые ПНИПУ разработали методику для ускоренного определения одного из ключевых параметров, влияющих на качество и характеристики будущего композитного изделия. Ее применение в 2 раза сокращает время на производственные испытания.

Студент АлтГУ разрабатывает нейросеть для обнаружения беспилотников, Алтайский государственный университет, 04:55, 17.01.2025, Россия

765

Бакалаврская работа магистранта института цифровых технологий, электроники и физики АлтГУ Владислава Цвенгера «Разработка сверточной нейронной сети для обнаружения беспилотных летательных аппаратов» победила во Всероссийском конкурсе на лучшую работу студентов вузов, реализующих подготовку в области информационной безопасности, по Сибирскому и Дальневосточному федеральным округам

Разработка ученых Пермского Политеха упростит создание линейных двигателей для конвейеров и роботов-манипуляторов, ПНИПУ, 04:53, 17.01.2025, Россия

467

Линейные двигатели приводят в движение станки, электрический транспорт и даже бионические протезы. Для перемещения по прямой линии им не нужны дополнительные механизмы, но иногда необходимо движение по кривой. Ученые ПНИПУ проанализировали три вида моделей линейного двигателя и выяснили, какой из них лучше справляется с поставленной задачей.

Ученые Пермского Политеха выяснили, как переработка отходов содового производства влияет на окружающую среду, ПНИПУ, 04:39, 17.01.2025, Россия

Производство кальцинированной соды сопровождается образованием большого количества отходов - шламов. Их складирование на открытых полигонах ухудшает экологическую обстановку. Избежать этого помогает использование шламов как вторичного сырья для производства бетона, кирпича и других стройматериалов. Ученые Пермского Политеха рассчитали, что такой метод снижает экологический вред в 2 раза.

Ученые Пермского Политеха исследовали особенности разрушения конструкции скважин, ПНИПУ, 04:15, 17.01.2025, Россия

Ученые ПНИПУ впервые смоделировали крепь скважины, учитывая все необходимые факторы, влияющие на итог перфорации. Полученные результаты позволят избежать разрушения конструкции скважин и больших издержек на восстановление ее целостности.