АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ О2 : научное издание | Научно-инновационный портал СФУ

АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ О2 : научное издание

Перевод названия: AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF O2

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2018

Идентификатор DOI: 10.31772/2587-6066-2018-19-4-691-697

Ключевые слова: замкнутые системы жизнеобеспечения, круговорот, "мокрое" сжигание, автоматизация, переработка отходов, анализ газа, контроль состава атмосферы, Closed life support systems, turnover, wet combustion automation, waste treatment, gas analyses, atmos- phere composition control

Аннотация: В Институте биофизики СО РАН разрабатывается физическая экспериментальная модель замкнутой экосистемы (ЭМЗЭ), моделирующей массообменные потоки в присутствии расчетной доли метаболизма че- ловека. Модель создана с целью проверки совместимости звена высших растений с разрабатываемыми биоло- гическим и физико-химическим звеньями переработки органических отходов. В этой связи ЭМЗЭ не содержит в себе ряд вспомогательных реакторов (разложения мочевины, нитрификации аммиака и синтеза перекиси водорода), непосредственное взаимодействие которых с растительным звеном либо исключено, либо не несет негативного воздействия на культивируемые растения. Отсутствие перечисленных реакторов ведет к дисба- лансу потоков веществ в системе, в частности, образуется избыточный кислород в результате процесса «мокрого» сжигания органических отходов в перекиси водорода. Для компенсации модельного газового баланса разрабатывается специальный газовый контур, в котором кислород удаляется путем связывания с водородом, получаемым электролизом внесистемной воды. Для управления данным процессом разработана система автоматического контроля концентрации газов, позволяющая без присутствия оператора поддерживать концентрацию водорода в безопасном диапазоне, останавливать процесс при достижении заданной концен- трации кислорода, а также записывать показания датчиков в базу данных для дальнейшей обработки. Поми- мо предложенного методологического подхода в работе с ЭМЗЭ разработанная система управления может быть использована в полномасштабных биотехнических системах жизнеобеспечения для контроля состава кислород/водородсодержащей газовой среды в газовых контурах других физико-химических технологических процессах, например, при синтезе перекиси водорода и нитрификации аммиака. The Institute of Biophysics SB RAS is developing a physical experimental model of a closed ecosystem (EMCS) simulating mass-exchange flows in the presence of a calculated proportion of human metabolism. The model is de- signed to check the compatibility of the higher plant link with the biological and physicochemical links in the process- ing of organic wastes that are being developed. In this connection, the EMCS does not contain a number of auxiliary reactors (decomposition of urea, nitrification of ammonia and synthesis of hydrogen peroxide), the direct interaction of which with the plant link is either excluded, or do not have a negative impact on cultivated plants. The absence of these reactors leads to an imbalance in the flow of substances in the system; in particular, excess oxygen is formed as a result of the process of “wet combustion” of organic wastes in hydrogen peroxide. To compensate for the model gas balance, a special gas circuit is developed in which oxygen is removed by binding to hydrogen obtained by electrolysis of off- system water. To control this process, an automatic gas concentration monitoring system has been developed that allows maintaining the concentration of hydrogen in a safe range without an operator's presence, stopping the process by achieving the required oxygen concentration, and also recording the sensor readings into the database for further processing. In addition to the proposed methodological approach, the developed control system can be used in full- scale biotechnical life-support systems to monitor the oxygen / hydrogen composition of a gas medium in a gas circuit of other physicochemical processes, for example, in the synthesis of hydrogen peroxide and ammonia nitrification.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Сибирский журнал науки и технологий

Выпуск журнала: Т. 19, 4

Номера страниц: 691-697

ISSN журнала: 25876066

Место издания: Красноярск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

Авторы

  • Морозов Е.А. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
  • Трифонов С.В. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
  • Мурыгин А.В. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
  • Тихомиров А.А. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.