О критериях оптимизации технологических схем

Под оптимизацией понимают деятельность научных, проектных и производственных коллективов, направленную на создание производства, дающего наилучшие результаты в принятых условиях.

При выборе метода оптимизации необходимо учитывать критерий оптимизации, который является количественной мерой, позволяющей сравнивать все технологически осуществимые процессы и определять оптимальный вариант работы объекта.

Критерии оптимизации выбираются для всего производства, т.е. для всей системы. Однако чаще всего приходится сталкиваться с оптимизацией части технологического процесса (аппарат, комплекс аппаратов, цех или завод, входящий в комбинат). Следовательно, решаются частные задачи оптимизации.

В частных задачах оптимизации, когда требуется получить экстремальное значение какого-либо параметра работы отдельного аппарата, речь идет о некоторых экстремальных свойствах самого объекта оптимизации, которые обусловлены химическими или физико-химическими свойствами проходящего в данном объекте процесса.

Следовательно, в таких случаях критерием оптимальности служат технологические характеристики, которые косвенно оценивают экономичность работы агрегата (время пребывания реакционной смеси, выход продукта, конечная концентрация, температура и т.д.). В качестве критериев оптимизации могут быть использованы различные экономические (себестоимость продукции, приведенные затраты, средняя прибыль и т.п.) и технологические (качество продуктов, разделительный потенциал и т.п.) критерии. Тот или иной критерий выбирают исходя из поставленной задачи. Выбранный критерий должен соответствовать некоторым требованиям [11]:

1. он должен характеризовать эффективность процесса с точки зрения конечной схемы производства;

2. должен быть количественным и однозначным;

3. должен иметь физический смысл, чтобы можно было найти его значение для модельного процесса;

4. должен обладать простой и лёгкостью вычисления.

Ни один из существующих критериев не может отвечать всем требованиям. Наибольшему числу соответствует экономический критерий, но его расчет весьма трудоемок. Поэтому, для предварительных оценок часто используют другие критерии. В данной работе представлен один из таких критериев – энергозатраты, которые, для большого числа смесей изменяются пропорционально приведённым затратам. Для процесса ректификации энергозатраты определяются количеством тепла, подведенного в куб колонны, и могут быть определены по формуле:

Qi =

r

i

Di (R

i

+1)

для i

- ой колонны

для j

- ой схемы

где: F– функция для определения оптимальной схемы

ri – мольная теплота испарения жидкости, кипящей в кубе;

Di – поток дистиллята;

R – флегмовое число для i - ой колонны;

z – число возможных схем разделения;

n – число ректификационных колонн.

Таким образом, расчет критерия энергозатрат сводится к расчету флегмового числа.

Таким образом, сама постановка задачи оптимизации предполагает наличие:

- объекта и выявление цели оптимизации. При этом устанавливается экстремальное значение только одной величины;

-возможности выбора значений некоторых параметров оптимизируемого объекта. При этом объект должен обладать определенными степенями свободы, т.е. при воздействии внешних факторов на систему изменять ее первоначальное состояние в соответствии с заданными требованиями;

- количественной оценки оптимизируемой величины, позволяющей выявить влияние управляющих воздействий.

Смотрите также

Интересные и опасные свойства ртути
...

Металлы побочной подгруппы I группы
Мета́лл (название происходит от лат. metallum — шахта) — группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокая тепло- и электропроводность, положитель ...

Круговорот золота в природе
...