The object of research, development or design (in Russian) : Процесс декарбонизации

The object of research, development or design (in Kazakh) : Декарбонизация процесі

Aim of work (in Russian) : Создание цифрового двойника процесса декарбонизации на основе мультимодульных систем улавливания, сбора и утилизации СО2 из выбросов тепловых устройств, использующих ископаемое топливо с параллельным конструированием самих мультимодульных систем с принципиальной возможностью получения товарных продуктов.

Aim of work (in Kazakh) : Тауарлық өнімдерді алудың принципті мүмкіндігі бар мультимодульдік жүйелердің параллельді конструкциясы бар қазба отындарын пайдаланатын жылу құрылғыларының шығарындыларынан СО2 алу, жинау және жоюдың мультимодульдік жүйелеріне негізделген декарбонизация процесінің цифрлық егізін жасау.

Методы исследования (на русском) : Методы исследования проекта включают использование газовой хроматографии и газоанализаторов для анализа состава дымовых газов, электронную микроскопию для изучения структуры и элементного состава катализаторов, рентгеновскую дифрактометрию для анализа фазового состава материалов, ИК-спектроскопию и химический анализ для мониторинга реакций в скрубберах, мессбауэровскую спектроскопию для определения фазового состава шлаков, метод БЭТ для оценки пористости катализаторов, а также программные пакеты для оптимизации цифрового двойника системы.

Методы исследования (на казахском) : Жобаны зерттеу әдістеріне түтін газының құрамын талдау үшін газ хроматографиясы мен газ анализаторларын пайдалану, катализаторлардың құрылымы мен элементтік құрамын зерттеу үшін электронды микроскопия, материалдардың фазалық құрамын талдау үшін рентгендік дифрактометрия, СКРУББЕРЛЕРДЕГІ реакцияларды бақылау үшін ИҚ спектроскопиясы және химиялық талдау, шлактардың фазалық құрамын анықтау үшін Мессбауэр спектроскопиясы, катализаторлардың кеуектілігін бағалау үшін БЭТ әдісі, сондай-ақ сандық модельдеу әдістері жүйенің цифрлық егізін құру және оңтайландыру үшін.

Obtained results and novelty (in Russian) : Разработан и внедрён цифровой двойник модуля удаления кислых газов и каталитической нейтрализации, объединяющий численные методы расчёта гидродинамики, массопереноса и кинетики реакций с визуализацией в реальном времени. В системе моделируются процессы абсорбции (SO₂, H₂S, HCl, HF) и термокаталитического окисления (CO, углеводородов, NOₓ, ЛОС) с учётом коэффициентов массопереноса, числа Рейнольдса, расхода реагентов и межфазных взаимодействий. В Unity реализована интерактивная среда, позволяющая изменять температуру, скорость потока и концентрации газов без перезапуска симуляции. Использованы системы частиц и шейдеры для отображения потоков, температурных полей и степени конверсии. Цифровой двойник связан с операторским интерфейсом, обеспечивающим мониторинг и управление процессами в реальном времени. Модель масштабируется по числу каталитических блоков и типу катализатора («с драгметаллами» / «без драгметаллов»), корректно воспроизводит промышленные конфигурации и доказывает устойчивость при работе с разными сценариями. Разработанный цифровой двойник служит инструментом анализа, обучения и оптимизации промышленных схем очистки и декарбонизации. Создан модуль для удаления кислых газов на основе жидкостных скруберов. Создан модуль нейтрализации на основе термоустойчивых гетерогенных каталитических систем.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Қышқыл газдарды жою және каталитикалық бейтараптандыру модулінің сандық егізі әзірленіп, енгізілді. Ол гидродинамика, массаалмасу және реакция кинетикасын есептеудің сандық әдістерін нақты уақыт режиміндегі визуализациямен біріктіреді. Жүйеде абсорбция (SO₂, H₂S, HCl, HF) және термокаталитикалық тотығу (CO, көмірсутектер, NOₓ, ұшпа органикалық қосылыстар) үдерістері массаалмасу коэффициенттерін, Рейнольдс санын, реагенттер шығынын және фазалар арасындағы өзара әрекеттесуді ескере отырып модельденеді. Unity ортасында температураны, ағын жылдамдығын және газдардың концентрациясын симуляцияны қайта іске қоспай өзгертуге мүмкіндік беретін интерактивті орта жүзеге асырылды. Ағындарды, температура өрістерін және конверсия дәрежесін көрсету үшін бөлшектер жүйесі мен шейдерлер пайдаланылды. Сандық егіз оператор интерфейсімен біріктірілген, ол нақты уақыт режимінде үдерістерді бақылау мен басқаруды қамтамасыз етеді. Модель каталитикалық блоктар саны мен катализатор түрі бойынша («қымбат металдармен» / «қымбат металдарсыз») масштабталады, өндірістік конфигурацияларды дәл бейнелейді және түрлі сценарийлерде тұрақтылығын дәлелдеді. Әзірленген сандық егіз талдау, оқыту және өнеркәсіптік тазалау мен декарбонизация схемаларын оңтайландыру құралы ретінде қызмет етеді. Сұйықтық скрубберлеріне негізделген қышқыл газдарды жою модулі жасалды. Термотұрақты гетерогенді каталитикалық жүйелерге негізделген бейтараптандыру модулі құрылды

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Предлагаемая технология обеспечивает предварительную очистку дымовых газов от твердых частиц, пыли и сажи для последующей декарбонизации.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Ұсынылып отырған технология түтін газдарын көмірқышқылсыздандыру кезеңіне дейін қатты бөлшектерден, шаңнан және күйеден алдын ала тазалауды қамтамасыз етеді.

Level of implementation (in Russian) : Технология опробирована в лабораторных условиях.

Level of implementation (in Kazakh) : Технология зертханалық жағдайда сыналды.

Efficiency (in Russian) : Разработанный цифровой двойник продемонстрировал высокую эффективность как инструмент анализа, оптимизации и обучения. Он обеспечивает точное моделирование и визуализацию ключевых физико-химических процессов абсорбции и каталитической нейтрализации газов в реальном времени, что позволяет оперативно оценивать влияние технологических параметров, повышать энергоэффективность и устойчивость процессов. Созданы функциональные модули: – модуль удаления кислых газов на основе жидкостных скруберов, обеспечивающий эффективное улавливание SO₂, H₂S, HCl и HF; – модуль нейтрализации на основе термоустойчивых гетерогенных каталитических систем, предназначенный для окисления CO, углеводородов, NOₓ и летучих органических соединений.

Efficiency (in Kazakh) : Дайындалған сандық егіз талдау, оңтайландыру және оқыту құралы ретінде жоғары тиімділікті көрсетті. Ол нақты уақыт режимінде газдардың абсорбциясы мен каталитикалық бейтараптандыруының негізгі физика-химиялық үдерістерін дәл модельдеу мен визуализациялауды қамтамасыз етеді, бұл технологиялық параметрлердің әсерін жедел бағалауға, энергия тиімділігін және үдерістердің тұрақтылығын арттыруға мүмкіндік береді. Қызметтік модульдер жасалды: – сұйық скрубберлерге негізделген қышқыл газдарды жою модулі, ол SO₂, H₂S, HCl және HF тиімді ұстап қалуды қамтамасыз етеді; – термотұрақты гетерогенді каталитикалық жүйелерге негізделген бейтараптандыру модулі, ол CO, көмірсутектер, NOₓ және ұшпа органикалық қосылыстарды тотығуға арналған.

Field of application (in Russian) : Промышленные предприятия эксплуатирующие тепловые устройства, использующие ископаемое топливо.

Field of application (in Kazakh) : Қазба отындарын пайдаланатын жылу құрылғыларын пайдаланатын өнеркәсіптік кәсіпорындар.