Для проведения качественной автоматизации процесса и разработки автоматизированной системы необходимо, чтобы объект соответствовал стандартам, имел четкое математическое описание, были определены его динамические и статические характеристики. Для получения качественной математической модели процесса химической абсорбции при отделении диоксида серы был проведен сравнительный анализ различных типов абсорберов. А для построения системы управления было разработано дифференциальное уравнение.
Компьютерная модель абсорбера разрабатывалась в среде Mathcad. При моделировании были приняты следующие допущения:
- жидкая и газовая фазы движутся в режиме идеального вытеснения;
- насадка хорошо смачивается во всем объеме;
- газ распределяется равномерно по всему сечению колонны;
- рассматривается стационарный режим работы хемосорбера.
Математическая модель представлена дифференциальными уравнениями изменения концентрации поглощаемого компонента в газовой фазе и изменения концентрации реагента в жидкой фазе [1]. Для расчета хемосорбера использовалось решение Хафтайзера.
Местный коэффициент ускорения процесса сорбции представлен формулой [1]:
Для определения концентрации сернистых соединений в поглотителе была проведена интерполяция табличных данных по двум переменным: температура системы, парциальное давление сернистых соединений над водным раствором [5].
Геометрические размеры колонного массообменного аппарата определяются в основном поверхностью массопередачи, необходимой для проведения данного процесса, и скоростями фаз.
Поверхность массопередачи может быть найдена из основного уравнения массопередачи:
,,
где M – количество вещества, переходящее из газовой смеси в жидкую фазу в
единицу времени, или нагрузка аппарата, кг/с;
– коэффициенты массопередачи соответственно по жидкой и газовой фазам, кг/(м2. с);
– средняя движущая сила процесса абсорбции по жидкой и
газовой фазам соответственно, кг/кг.
=1,48,
где 
– поверхность массопередачи, 1800 м2;
удельная поверхность насадки, 140 м2/м3;
– диаметр абсорбера, 1,2 м;
– доля активной поверхности.
Высота абсорбера определяется по формуле:
=4 м.
Расстояние между днищем абсорбера и насадкой определяется необходимостью равномерного распределения газа по поперечному сечению колонны. Обычно это расстояние принимают равным 1-1,5D [6].
Диаметр абсорбера находится по уравнению объемного расхода:
,
где 
– объемный расход природного газа при условиях в абсорбере, м3/с;
– рабочая скорость газа в насадочном абсорбере, м/с.
Выводы: результатом приведенной выше части математической модели являются данные, необходимые для построения системы автоматизированного управления процессом хемосорбции, для стандартизации параметров процесса хемосорбции и создания качественной системы регулирования.
