Математична модель процесу кальцинаціїї в виробництві соди

Abstract

Одним із основних промислових методів виробництва кальцинованої соди є метод кальцинації (прожарювання) бікарбонату натрію. В зв’язку з цим дослідження процесу термічного розкладання бікарбонату натрію має велике практичного значення. Одним з ключових конструктивних елементів такої технології є содова барабанна піч, що обертається. Термічна дисоціація бікарбонату натрію є достатньо складним процесом, і тому, незважаючи на значну кількість робіт [1-3], досі немає надійної математичної моделі, що описують його, яка б була придатною для цілей управління. По-перше, різні джерела мають суперечливий характер, по-друге, реальний експеримент пов'язаний з високою складністю його виконання. Виходячи з цього, є виправданим використання теоретичних методів математичного моделювання [4], які дозволяють на якісному рівні достовірно описувати реальні процеси, що відбуваються в барабанній печі, що обертається. Створювана модель може бути використана для виявлення факторів, що істотно впливають на процес кальцинації, спростити математичний опис для можливості його використання в задачах синтезу систем управління. Зважаючи на велику складність математично точного опису всіх процесів, що протікають у содовій печі, неможливо отримати повний кількісний розрахунок. Найбільша складність при створенні математичної моделі полягає в тому, щоб правильно вибрати припущення, що дозволяють, з одного боку, отримати замкнуту систему рівнянь, що описують роботу апарату, а з іншого боку – побудована модель повинна достатньо адекватно відображати основні фізико-хімічні процеси, що протікають у печі. Ця робота присвячена опису варіанту створення математичної моделі содової печі. Постановка задачі полягає в тому, щоб вибрати обґрунтовані припущення, які не спотворюють основний зміст реального процесу, і водночас дозволяють подати у вигляді математичних співвідношень ключові явища.