ЖУРНАЛ СТА 4/2013

му на основе специально разработанно- го автоматизированного научно-иссле- довательского стенда (АНИС). Разработка новых химических техно- логий, как правило, начинается с из- учения равновесных зависимостей и кинетики процесса. На этом этапе ис- следований трудно осуществить непре- рывный процесс, а без него нельзя по- лучить достоверную информацию о ре- жимных параметрах, которые являются основополагающими для промышлен- ных процессов. АНИС позволяет устра- нить эту проблему благодаря возмож- ности проводить эксперименты в не- прерывном режиме на реальных физи- ко-химических системах. Располагая опытом по разработке ав- томатизированной системы сбора и об- работки экспериментальных дан- ных [1], в 1988 году на базе информа- ционно-вычислительного комплекса ИВК-3 в Институте химии и техноло- гии редких элементов и минерального сырья (ИХТРЭМС) им. И.В. Тананаева (рис. 1) Кольского научного центра РАН коллектив специалистов создал ав- томатизированную систему управления гидрометаллургическими процессами. Затем в 2006 году при поддержке Рос- сийского фонда фундаментальных ис- следований перешли к разработке АНИС. Успешное решение поставлен- ной задачи стало возможным благодаря появлению на российском рынке высо- коточных измерительных преобразова- телей и соответствующих технических средств создания локальных сетей. Ба- зой для создания АНИС служила пи- лотная экстракционная установка [2]. К сожалению, кризис 2008 года не позво- лил в полной мере реализовать планы, однако удалось сохранить материаль- ную часть установки, благодаря чему работа продолжается. С ОСТАВ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АНИС В состав исследовательского стенда входят следующие приборы и оборудо- вание: ● программируемый логический конт- роллер ADAM-5510EWK/TP с набо- ром различных модулей серий ADAM- 5000 и ADAM-4000 фирмы Advantech; ● 4 массообменных вибрационных ап- парата колонного типа (рис. 2) высо- той от 1,5 до 5 м и диаметром от 55 до 150 мм (каждая колонна является многофункциональным аппаратом, что позволяет использовать один и тот же аппарат в различных химико- технологических процессах, напри- мер, в любом из них можно прово- дить эксперименты по абсорбции, экстракции, выщелачиванию и т.п.); ● 2 каскада экстракторов типа смеси- тель-отстойник для экстракционных процессов; ● оригинальные датчики и устройства для гидродинамических исследова- ний; ● стандартные контрольно-измери- тельные приборы и преобразователи сигналов преимущественно отече- ственного производства; ● шестерённые и погружные насосы; ● насосы-дозаторы типа DLS-F и DLX- CC/M; ● регулирующие пневмо- и электрокла- паны. Все колонные аппараты изготовлены из стеклянных царг, что даёт возмож- ность визуально наблюдать за процес- сом, происходящим внутри аппарата. Поскольку аппараты многофункцио- нальны, появляется возможность соз- давать новые технологические схемы, в которых одновременно используются различные массообменные процессы. При этом отпадает необходимость в из- готовлении новых аппаратов. Три колонны оснащены электромеха- ническими виброприводами, одна – гидравлическим приводом. С помощью этих устройств подводится дополни- тельная энергия в аппараты с целью ин- тенсификации процесса массопереда- чи. На рис. 3 показан автоматизирован- ный гидравлический вибропривод, представляющий собой генератор низ- кочастотных колебаний. В его состав входит активный элемент – гидроци- линдр, который является высокопотен- циальным устройством. Это означает, что при небольших габаритах он может функционировать как на небольших аппаратах, так и на крупнотоннажных. Благодаря этому гидравлический виб- ропривод становится унифицирован- ным звеном, способным без конструк- тивных изменений применяться на промышленных аппаратах различного масштаба. Ц ЕЛИ И ЗАДАЧИ АНИС Автоматизированный стенд создан с целью получения исходных данных для проектирования химических про- изводств и разработки АСУ ТП на це- ховом уровне. Для достижения по- ставленной цели решаются следую- щие задачи: ● создание действующей физической модели технологического процесса; ● запуск и отладка всех каналов конт- роля и управления массообменными и гидродинамическими процессами; ● сбор и обработка данных о ходе тех- нологического процесса в реальном времени; ● проведение научных исследований по гидродинамике и массообмену хими- ко-технологических процессов, раз- рабатываемых в ИХТРЭМС; ● отработка аварийных ситуаций; ● контроль состояния исполнительных механизмов; РАЗ РА БОТ КИ / НАУ ЧНЫЕ ИССЛ Е ДОВ АНИЯ 69 СТА 4/2013 www.cta.ru Рис. 2. Вибрационная колонна высотой 5 м и диаметром 110 мм Рис. 3. Гидравлический вибропривод