Автоматизация и управление технологическим процессом экстракционной очистки актиноидов

DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-3-66-72

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Рассмотрены основные задачи автоматизации и управления технологическим процессом экстракционной очистки актиноидов, а также представлен подход к моделированию экстракционной колонны в формате метода блочно-компонентных цепей (МБКЦ) в среде моделирования МАРС (моделирование и автоматический расчет систем) и автоматизации экстракционного процесса с учетом различных воздействий. При моделировании колонного аппа-рата для описания экстракционного процесса за основу была взята диффузионная модель, позволяющая учиты-вать условия массопереноса. Полученные результаты подтверждают возможность использования метода блочно-компонентных цепей для моделирования сложных химико-технологических систем и аппаратов с последующей интеграцией модели в автоматизированную систему управления (АСУ) для оптимизации и повышения эффектив-ности технологических процессов.

Ключевые слова: анализ, моделирование, автоматизация, метод блочно-компонентных цепей, экстракционная колонна, массоперенос

Библиография статьи:
Дмитриев В. М. Автоматизация и управление технологическим процессом экстракционной очистки актиноидов / В. М. Дмитриев [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2025. – Т. 28, № 3. – С. 66–72. DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-3-66-72

Авторы и правообладатели:

  • Дмитриев В. М. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Ганджа Т. В. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Шурыгин Ю. А. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Ушаков А. О. , Томский политехнический университет (Томск, Россия), Северский технологический университет Национального ядерного университета «МИФИ» (Северск, Россия)

  • 1. Дмитриев В.М. Автоматизация моделирования промышленных роботов / В.М. Дмитриев, Л.А. Арайс, А.В. Шутенков. – М.: Машиностроение, 1995. – 304 с.
  • 2. Кафаров В.В. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств: Методология проектирования и теория разработки оптимальных технологических схем / В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин, В.Л. Перов. – М.: Химия, 1979. – 320 с.
  • 3. Garcia H. Modeling, analysis, and optimization of complex nuclear processes and facilities via computational methods: The HALEU process case study / H. Garcia, M. Patterson, R. Carlson // Progress in Nuclear Energy, 2023. – Vol. 167. – P. 104993. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2023.104993.
  • 4. Ганюков A.A. Математическое моделирование процесса диффузии и кинетики массопереноса веществ в различных средах / A.A. Ганюков, И.A. Кадырова, A.С. Кадыров, Д.Д. Маратов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2021. – № 4. – С. 86–91.
  • 5. Vanel V. Predictive functional control for separation processes by liquid-liquid extraction / V. Vanel, J. Mallet, B. Dinh, S. Michaud, M. Montuir, F. Vilpini // Frontiers in Chemical Engineering. – 2024. – Vol. 5. – P. 1294784. DOI: 10.3389/fceng.2023.1294784
  • 6. Дмитриев В.М. Метод блочно-компонентных цепей и его перспективы в компьютерном моделировании химико-технологических систем / В.М. Дмитриев, Т.В. Ганджа, А.О. Ушаков // Доклады ТУСУР. – 2024. – Т. 27, № 4. – С. 116–121. DOI: 10.21293/1818-0442-2024-27-4-116-121.
  • 7. Дмитриев В.М. Принципы построения моделей сложных технологических объектов с неоднородными векторными связями / В.М. Дмитриев, Т.В. Ганджа, С.К. Важенин // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2014. – Т. 41, № 1. – С. 104–111.
  • 8. Зайченко Т.Н. Схемотехническое моделирование электротехнических устройств в задачах исследования и обучения // Известия вузов. Физика. – 2006. – Т. 49, № S9. – С. 196–201.
  • 9. Дмитриев В.М. Архитектура универсального вычислительного ядра для реализации виртуальных лабораторий / В.М. Дмитриев, А.В. Шутенков, Т.В. Ганджа // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2004. – № 2. – С. 24–28.
  • 10. Дмитриев В.М. Среда многоуровневого компьютерного моделирования химико-технологических систем / В.М. Дмитриев, Т.В. Ганджа. ‒ Томск: Изд-во Том. ун-та, 2017. – 332 с.
  • 11. Носков М.Д. Физико-математическая модель экстракционной переработки концентрата урана в каскаде противоточных колонн / М.Д. Носков, А.Д. Истомин, А.С. Козырев // Известия Том. политехн. ун-та. Химия. – 2007. – Т. 311, № 3. – С. 10–14.
  • 12. Ушаков А.О. Исследование влияния расхода питающего раствора на аффинаж урана в каскаде экстракционных колонн / А.О. Ушаков, И.И. Жерин, А.В. Мулимова, М.Д. Носков // Атомная энергия. – 2023. – Т. 135, № 1–2. – С. 31–35.
  • 13. Горюнов А.Г. Динамическая модель многокомпонентного неравновесного экстракционного процесса в пульсационной колонне / А.Г. Горюнов, С.Н. Ливенцов // Радиохимия. – 2011. – Т. 53, № 3. – С. 237–241.
  • 14. Giusti F. Solvent extraction of uranium from an acidic medium for the front-end of nuclear fuel cycle: from mechanisms understanding to innovative process design / F. Giusti, E. Guerinoni, D. Lemire, M. Thimotée, G. Arrachart, S. Dourdain, S. Pellet-Rostaing // Comptes Rendus. Chimie. – 2024. – Vol. 27. – Spec. Iss. S4. – P. 153–183.
  • 15. Chen H. Distribution coefficient model for zirconium and technetium extraction from nitric acid solution / H. Chen, M. Jobson, R.J. Taylor, D.A. Woodhead, A.J. Masters, C.A. Sharrad // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2021. – Vol. 61, No. 1. – P. 786–804.
  • 16. Srivastava V. Design of Multi-Stage Solvent Extraction Process for Separation of Rare Earth Elements / V. Srivastava, J. Werner, R. Honaker // Mining. – 2023. – Vol. 3, No. 3. – P. 552–578.
  • 17. Turgeon K., Boulanger, J., Bazin C. Simulation of Solvent Extraction Circuits for the Separation of Rare Earth Elements // Minerals. – 2023. – Vol. 13, No. 714. – P. 1–24.
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru