Математическое моделирование используется на уровне как отдельных процессов и аппаратов, так и их совокупностей. В модели должны учитываться принципы наилучшего использования сырья, повышения качества целевого продукта, рационального применения энергии, транспорта, информации, экологической защиты.

Учитывая условие агрегации таких подсистем в ХТС, можно ввести следующие уровни иерархии рассматриваемого производства порошковых материалов (ПМ).

Таким образом, системный анализ — не только стратегия изучения сложных ХТС, но и научная основа резкого сокращения сроков промышленной реализации лабораторных разработок. В качестве метода исследования в нем используется математическое моделирование, а основным принципом является декомпозиция сложной системы на более простые подсистемы (принцип иерархии системы). В этом случае математическая модель системы строится по блочному принципу: общая модель подразделяется на блоки, которые довольно просто отображаются

математическими описаниями.

При этом необходимо помнить, что все подсистемы взаимодействуют, образуя обобщенную (единую) математическую модель.

Необходимо принимать во внимание, что элементы верхнего уровня иерархии

— отрасли или завода — связаны взаимно и с окружающей средой многочисленными подсистемами для транспорта сырья, энергии, полупродуктов и т. п. Они также содержат многовариантные подсистемы для закупки, распределения, хранения

сырья, продуктов, сроков ввода новых

Аналогичные модели можно

построить и для других балансовых величин — энергии, стоимости. Используя соответствующую целевую функцию, можно найти требуемые оптимальные решения.

Первая группа наиболее широко представлена в технологии удобрений вращающимися барабанами (гладкостенными и с насадкой) и применяется для гранулирования, химического взаимодействия, сушки, охлаждения и ряда других процессов. Вторая группа — это, главным образом, емкостная аппаратура с перемешивающими устройствами, дробилки, грохоты. Наконец, группу со стационарными механическими элементами составляют аппараты колонного типа и с псевдожиженным слоем. Последние пригодны для гранулирования, классификаций по размерам, тепло-, массообменных процессов.

Современная технология минеральных удобрений в зависимости от исходного сырья, качества конечного продукта, степени отработанности процесса, наличия требуемого оборудования, экологических условий в зоне строительства завода и других показателей может осуществляться по разным схемам. Например, только производство фосфатов аммония реализовано в промышленности в пяти вариантах, а исследованных и отработанных в промышленных условиях вариантов значительно больше.

Эти процессы реализуются в указанных выше трех группах аппаратов, что позволяет при подборе оборудования линии свести к минимуму число типов используемой аппаратуры, упростив ее эксплуатацию и ремонт. В технологии удобрений можно выделить несколько стадий производства, обладающих достаточной автономностью, независимо от схемы. Эта самостоятельность характеризуется получением полупродукта определенного качества.

В любой технологии удобрений присутствует смешение реагентов и осуществление химической реакции; предварительное удаление влаги сушкой или выпаркой; гранулирование и окончательное удаление влаги; классификация по размерам и дробление крупной фракции; охлаждение готового продукта; абсорбция вредных примесей из отходящих газов. Последний процесс является вспомогательным в получении продукта, но основным для охраны окружающей среды и здоровья людей и

должен рассматриваться особо.