Применение интеллектуальных генераторов пены в специальном технологическом оборудовании для очистки и регенерации воды, работающем без применения химических реагентов
Особенности очистки воды без применения химических реагентов. Эффективность применения интеллектуальных генераторов пены в специальном технологическом оборудовании. Возможность использования искусственных нейронных сетей для управления устройством.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.02.2021 |
| Размер файла | 547,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
ООО Opex Analytics, г. Чикаго, Соединенные Штаты Америки, магистр компьютерных наук,
Корнелльский университет, г. Нью Йорк, Соединенные Штаты Америки, бакалавр мехатроники и робототехники,
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, г. Москва
Применение интеллектуальных генераторов пены в специальном технологическом оборудовании для очистки и регенерации воды, работающем без применения химических реагентов
Попов Виктор Владимирович - специалист по данным,
Аннотация
интеллектуальный генератор пена очистка
в данной статье рассматривается применение интеллектуальных генераторов пены в специальном технологическом оборудовании для очистки и регенерации воды. Такой подход имеет целый ряд преимуществ, в число которых входят высокая энергоэффективность, достигаемая за счет низкого энергопотребления составных компонентов, компактность предлагаемого решения, позволяющая беспроблемно осуществлять его интеграцию в существующие производственные и технологические процессы, а также возможность использования искусственных нейронных сетей для управления устройством, позволяющая повысить робастность и гибкость всей системы, а также точность отработки поставленной задачи.
Ключевые слова: интеллектуальный генератор пены, робототехника, регенерация неорганической жидкости, искусственный интеллект.
Введение
Генераторы пены, использующиеся для очистки и регенерации воды, играют в структуре этой и подобных линий исключительно важную роль. Одной из задач, решаемых при помощи генераторов пены являются задачи комплексной подготовки поверхности плат тонкоплёночных микросборок для соответствия требованиям всех процессов фотолитографии, включая отмывку и химическую обработку. Также другой задачей является применение генераторов пены для комплексной очистки и регенерации технологической воды, в том числе и де-ионизованной воды. Как показала практика, особенно эффективным является отделение органических загрязнений от технологической воды путём перевода их в пену с последующим механическим удалением. Отсутствие в этих процессах химических реагентов как раз и обеспечивает тот необходимый уровень качества.
Рис. 1 Автоматическая линия для фотолитографии на платах тонкоплёночных микросборок, состоящая из самостоятельных автоматических модулей в инфраструктуре которых интегрированы генераторы пены
Структура установки для очистки воды
Рис. 2 Общая схема и компоновка установки для очистки воды от загрязнений в основном нефтяного происхождения
Процесс очистки в ней идёт без применения химических реагентов, а только за счёт применения аэродинамического генератора пены, при помощи которого загрязнения превращаются в пену или (в зависимости от вида загрязнения) в микро - пену, после чего удаляются и вода или другая жидкость регенерируются и используются повторно.
Цифрами на рисунке обозначены: 1) танк (колонна) для очищаемого раствора; 2) танк (колонна) для сбора пены; 3) лоток для перетока пены из ёмкости 1 в ёмкость 2; 4) несущая конструкция системы для очистки без применения химических реагентов, а только при применении аэродинамического генератора пены; 5) опорные и регулировочные винты системы; 6) элементы каркаса системы, в том числе и несущие; 7) регулировочный вентиль для выпуска очищенной воды, после того, как пена по лотку 3 по уровню стекает в сборник пены 2; 8) регулировочный вентиль, для регулировки объёмов подачи сжатого воздуха на аэродинамический генератор пены; 9) вентиль для периодического выпуска частиц нефтепродуктов, опавших на дно ёмкости 1 в процессе формирования пены из более лёгких фракций; 10) вентиль для периодического выпуска пены из ёмкости 2 в утилизационный автомобиль - цистерну или любой другой эквивалентный объект; 11) электромагнитный и резонансный сенсор, предназначенный для онлайн контроля концентрации загрязнений в регенерированной воде или любом другом растворе; 12) сенсор для определения остаточной концентрации углеводородов в регенерированной жидкости; 13) система контроля и управления компрессором, включая контроль давления в потоке сжатого воздуха, подаваемого на аэродинамический генератор пены; 14) компрессор; 15) аэродинамический генератор пены, имеющий несколько вариантов регулировки выходных параметров: размеры капсул пены, диаметр пузырьков воздуха в капсулах; 16) датчик уровня жидкости в танке или колонне номер 1.
Принципиальная схема автономной комплексной системы для регенерации воды
Рис. 3 Принципиальная рабочая схема всех взаимосвязей элементов и компонентов автономной комплексной системы для регенерации воды или других неорганических растворов, загрязнённых отходами нефтепродуктов, без применения каких-либо химических реагентов, только с применением техники и технологии аэродинамической генерации пены
Рис. 4 Принципиальная схема применения аэродинамического генератора пены в технологии онлайн очистки воды от нефти или топливных органических загрязнений
Как видно из рисунка оборудование полностью автоматизированное и представляет собой сквозной модуль в котором извлечение нефтепродуктов и другой органики из воды производится путём превращения их в пену с последующим отделением этой пены от потока воды. Предложенная схема отличается низким энергопотреблением, так как всё, что необходимо для работы системы - это затраты энергии на компрессор. Кроме энергетического преимущества, эта схема исключительно проста и компактна, что позволяет её встраивание в любой технологический процесс без необходимости что либо изменять.
Заключение
Таким образом можно сделать обоснованный вывод о том, что локальная техническая система - аэродинамический генератор пены - с учётом всех его отличительных признаков и необычных технических эффектов может быть использован в многих производственных и технологических процессах, как эффективное дополнение к применяемому технологическому оборудованию и оснастке, причём параллельно с комплексной оптимизацией системы в комплексы с цифровым программным управлением и автоматическим контролем с применением элементов искусственного интеллекта и искусственных нейронных сетей.
Список литературы
1. Soylu Mustafa. “Water-soluble regenerated fiber production from calluna vulgaris plant species” U.S. Patent 20190024307, issued January 24, 2019.
2. MonzykBruce F. etal. “Water purification” U.S. Patent 20170210639, issued July 27, 2017.
3. Popov V. “Transformation of Aerodynamic Capture Principle to Dynamic Activation of Fuel Mixture principle, Program and Associated Method of Preliminary Tests“, "Intellectual Archive" journal, Vol. 8. № 3, 2019. doi: 10.32370/IAJ.2157.
4. Lai Tsai-Ta Christopher et al. “Media, systems, and methods for wastewater regeneration” U.S. Patent 20170291829, issued October 12, 2017.
5. Singh Surinder Prabhjot et al. “Method and system for treatment of a gas stream that contains carbon dioxide” U.S. Patent 20180001259, issued January 4, 2018.
6. Qin Henry Z. et al. “Water treatment and steam generation system for enhanced oil recovery and a method using same” U.S. Patent 20180023804, issued January 25, 2018.
7. Попов В. “Edge AI: контроль производственных установок”, журнал “Открытые системы. СУБД”,. 2019. № 4. С. 24-25. [Электронный ресурс]. Режим доступа:www.osp.ru/os/2019/04/13055229/. ISSN 1028-7493.
8. LU James Cheng-Shyong. “Process and equipment for high-speed recycling and treatment of organic wastes and generation of organic fertilizer thereby” U.S. Patent 20180370867, issued December 27, 2018
9. O'Rear; Dennis John et al. “Compositions and methods for removing heavy metals from fluids” U.S. Patent 20170158976, issued June 8, 2017.
10. Cioanta Iulian et al. “Systems and methods for separating heavy water from normal water using acoustic pressure shock waves” U.S. Patent 20170066663, issued March 9, 2017.
11. Needham Riley B. et al. “Surfactant removal from produced waters” U.S. Patent 20160368786, issued December 22, 2016.
12. Popov V. “Application of vortical foam generators in automatic photolithography lines with control systems including elements of artificial intelligence and artificial neural networks“, Vestnik Nauki I Obrazovaniya №21 (75). 2019.
13. De Souza Guillaume. “Water pretreatment unit using a fluorinated liquid” U.S. Patent 20160318771, issued November 3, 2016.
14. Kaplan Allen et al. “New and improved system for processing various chemicals and materials” U.S. Patent 20160045841, issued February 18, 2016.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Технологический процесс очистки воды, автоматизация определения качества поступившей воды и расчета необходимых химических веществ для ее обеззараживания поэтапно на примере работы предприятия ГУП "ПО Горводоканал". Контроль ввода реагентов в смеситель.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 25.05.2012Сущность коагуляции, адсорбции и селективного растворения как физико-химических методов очистки и регенерации отработанных масел. Опыт применения технологии холодной регенерации дорожных покрытий в США. Вяжущие и технологии для холодного ресайклинга.
реферат [30,1 K], добавлен 14.10.2009Мембранная технология очистки воды. Классификация мембранных процессов. Преимущества использования мембранной фильтрации. Универсальные мембранные системы очистки питьевой воды. Сменные компоненты системы очистки питьевой воды. Процесс изготовления ПКП.
реферат [23,1 K], добавлен 10.02.2011Обоснование необходимости очистки сточных вод от остаточных нефтепродуктов и механических примесей. Три типоразмера автоматизированных блочных установок для очистки. Качество обработки воды флотационным методом. Схема очистки вод на УПН "Черновское".
курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.04.2015Изучение основных функций активации (пороговой, линейный, сигмоидный) элементов нейронных сетей и правил их обучения (Больцман, Хебб) сетей с целью разработки метода автоматизации процесса металлизации на базе адаптивного нейросетевого подхода.
дипломная работа [305,8 K], добавлен 31.05.2010Проблемы воды и общий фон развития мембранных технологий. Химический состав воды и золы ячменя. Технологическая сущность фильтрования воды. Описание работы фильтр-пресса и его расчет. Сравнительный анализ основных видов фильтров для очистки воды.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 08.05.2010Классификация сточных вод и методы их очистки. Основные направления деятельности предприятия "Мосводоканал". Технологическая схема автомойки и процесс фильтрации воды. Структурная схема управления системой очистки воды, операторы программы CoDeSys.
отчет по практике [5,4 M], добавлен 03.06.2014Характеристика и условия применения реагентных и безреагентных методов обезжелезивания воды. Технологические схемы установок обезжелезивания воды и очистки подземных вод в пласте. Сущность и особенность методов "сухой фильтрации", аэрации и флотации.
реферат [2,0 M], добавлен 09.03.2011Рассмотрение основных методов промышленной очистки воды. Очищение от загрязнений методом электрокоагуляции. Изучение технологических процессов и конструкции электрокоагуляторов. Расчет производительности устройства и показателей его эксплуатации.
курсовая работа [704,3 K], добавлен 30.06.2014Нормативные документы, регламентирующие производство и контроль качества воды. Типы воды, ее загрязнение и схемы очистки. Системы распределения воды очищенной и воды для инъекций. Контроль систем получения, хранения и распределения, валидация системы.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 12.03.2010Оценка качества воды в источнике. Обоснование принципиальной технологической схемы процесса очистки воды. Технологические и гидравлические расчеты сооружений проектируемой станции водоподготовки. Пути обеззараживания воды. Зоны санитарной охраны.
курсовая работа [532,4 K], добавлен 02.10.2012Основные стадии односкважинного опыта "Push-Pull" для определения скоростей реакций в процессе очистки пластов от нефтяного загрязнения. Концентрации основных компонентов (трассер и реагент). Возможность практического применения опыта "Push-Pull".
реферат [1,2 M], добавлен 05.07.2011Задачи обработки воды и типология примесей. Методы, технологические процессы и сооружения для очистки воды, классификация основных технологических схем. Основные критерии для выбора технологической схемы и состава сооружений для подготовки питьевой воды.
реферат [1,2 M], добавлен 09.03.2011Характеристика и типы отстойников. Горизонтальные отстойники с рассредоточенным по площади сбором осветленной воды. Особенности конструкции и применение радиальных и вертикальных отстойников. Осветление воды в отстойниках с малой глубиной осаждения.
реферат [1,8 M], добавлен 09.03.2011Вредное влияние воздуха при производстве бумаги. Фрагмент сферической и многогранной пены. Стабилизаторы пены и методы борьбы с воздухом в бумажной массе. Снижение скорости обезвоживания. Методы контроля эффективности и механизм работы пеногасителей.
презентация [27,2 M], добавлен 23.10.2013Расчет затрат на комплектующие изделия и полуфабрикаты при разработке программируемого термостабилизатора, предназначение измерений и регулирования температуры теплоносителей в холодильной технике, сушильных шкафах и другом технологическом оборудовании.
дипломная работа [862,6 K], добавлен 23.06.2011Механический способ фильтрации. Использование пористого полипропиленового волокна в виде блока-картриджа, который подлежит замене по истечении его ресурса. Недостатки механической очистки. Развитие механического способа очистки с помощью нанотехнологий.
реферат [19,6 K], добавлен 08.03.2011Анализ качества исходной воды. Определение расчетной производительности очистной станции. Описание и расчет оборудования и его элементов для обеззараживания воды. Реагентное хозяйство, расчетные дозы и приготовление реагентов. Зоны санитарной охраны.
контрольная работа [25,4 K], добавлен 10.03.2013Физико-химические свойства этаноламинов и их водных растворов. Технология и изучение процесса очистки углеводородного газа на опытной установке ГПЗ Учкыр. Коррозионные свойства алканоаминов. Расчет основных узлов и параметров установок очистки газа.
диссертация [5,3 M], добавлен 24.06.2015Реконструкция градирен водооборотного цикла Турбинного цеха ООО "ЛУКОЙЛ-Волгоградэнерго" Волжской ТЭЦ. Классификация и область применения градирен, принципы охлаждения. Тепловой и аэродинамический расчеты, потери воды, экономическая эффективность проекта.
дипломная работа [785,6 K], добавлен 11.06.2015
