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能耗要求和經(jīng)濟性指標(biāo)
精餾過程中消耗的能量,主要是再沸器的加熱量和冷凝器的冷卻量消耗;此外,塔和附屬設(shè)備及管線也要散失部分能量。
在一定的純度要求下,增加塔內(nèi)的上升蒸汽是有利于提高產(chǎn)品回收率的;同時也意味著再沸器的能量消耗要增大。且任何事物總是有一定限度的。在單位進料量的能耗增加到一定數(shù)值后,再繼續(xù)增加塔內(nèi)的上升蒸汽,則產(chǎn)品回收率就增長不多了。應(yīng)當(dāng)指出精餾塔的操作情況,必須從整個經(jīng)濟效益來衡量。分析結(jié)果表明,不同的原料產(chǎn)地、不同的前處理方法、不同的酒精生產(chǎn)工藝,醪垢的成分都不同。在精餾操作中,質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是要控制的目標(biāo)。其中質(zhì)量是必要條件,在質(zhì)量指標(biāo)一定的條件下應(yīng)在控制過程中使產(chǎn)品的產(chǎn)量盡可能提高一些,同時能量消耗盡可能低一些。
影響精餾塔操作中質(zhì)量指標(biāo)的因素
通過以上分析,可以看出,在精餾塔的操作過程中,影響其質(zhì)量指標(biāo)的主要干擾有以下幾種:
(l)進料流量F的波動
進料量指進入精餾塔物料的量,它的波動通常很難避免。對于獨立的或位于整個生產(chǎn)過程的起點的精餾塔控制可采用定值控制,則可使進料流量保持恒定。但是,在一個連續(xù)的生產(chǎn)過程中,精餾塔的處理量往往是上一工序的產(chǎn)出量??紤]到因冷凝器冷卻量和環(huán)境等擾動因素而使能量平衡可能破壞,從而使塔壓變化,因此在塔頂設(shè)置壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如果一定要使進料量恒定,勢必要設(shè)置很大的中間貯槽進行緩沖。二是采取在上一工序設(shè)置液位均勻控制系統(tǒng)來控制出料,使塔的進料流量F波動比較平穩(wěn),從而避免劇烈的變化。
(2)進料成分ZF的變化
進料成分取決于上一工序出料或原料情況,對精餾塔的控制系統(tǒng)來講,它是不可控的干擾。而針對進料成分的較大變化,則必須重新設(shè)置控制變量。
(3)進料溫度 TF及進料熱量 QF的變化
進料溫度通常是較為恒定的。假如不恒定,進料溫度和進料熱量的變化會影響到塔的焓平衡,因此必須保持進料溫度的恒定。工業(yè)上往往先將進料預(yù)熱,通過溫度控制系統(tǒng)來使進料溫度恒定。在單位進料量的能耗增加到一定數(shù)值后,再繼續(xù)增加塔內(nèi)的上升蒸汽,則產(chǎn)品回收率就增長不多了。這對于進料狀態(tài)全部是汽態(tài)或全部是液態(tài)時,可以保持進料熱焓一定。當(dāng)進料是汽液混相狀態(tài)時,則只有當(dāng)汽液兩相的比例恒定時,進料熱焓才能恒定,必要時應(yīng)設(shè)置熱焓控制的環(huán)節(jié)來維持。
(4)再沸器加熱劑熱量的變化
當(dāng)加熱劑是蒸汽時,加入熱量的變化往往是由蒸汽壓力的變化引起的??梢酝ㄟ^蒸汽總管設(shè)置壓力控制系統(tǒng)來加以克服,或者在串級控制系統(tǒng)的副回路中予以克服。
(5)冷卻劑入口溫度及閥前壓力的變化
冷卻劑量的變化會影響到回流量或回流溫度,它的變化主要是由于冷卻劑的壓力或溫度變化引起的。對于這類干擾,以閥前壓力波動影響較大,控制中用壓力控制系統(tǒng)加以克服。
(6)環(huán)境溫度的變化
精餾塔操作的環(huán)境溫度的變化一般不大,但在采用風(fēng)冷器作冷凝器時,則天氣驟變與晝夜溫差,對塔的操作影響較大,它會使回流量或回流溫度變化。為此,應(yīng)采用內(nèi)回流控制的方法予以克服。在精餾塔的控制中,往往都設(shè)有壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng),來保持塔內(nèi)壓力的恒定。內(nèi)回流通常是指精餾塔的精餾段內(nèi)上一層塔盤向下一層塔盤流下的液體量,一般要控制內(nèi)回流為恒定量或按某一規(guī)律變化的操作。
由上述分析可以看出,進料流量和進料成分的波動是精餾塔操作的主要干擾,這個干擾往往不可控。
酒精蒸餾塔清洗方法
酒精生產(chǎn)中醪垢形成、預(yù)防及清洗蒸餾塔(醪塔)結(jié)垢堵塞問題,尤其是醪塔堵塔問題,是蒸餾系統(tǒng)不能長周期運行的主要制約因素。一般的解決辦法是定期或不 定期進行物理法或化學(xué)法處理,雖然能收到 一定效果,但短時間又會產(chǎn)生同樣的問題。
本文試圖對醪垢的成因、預(yù)防和清除進行探討,希望對業(yè)界解決這一問題能有所幫助。
1、醪垢的定義
醪垢是沉積在設(shè)備、管道內(nèi)表面上由不 溶性鹽、泥砂、纖維、淀粉、蛋白質(zhì)、糊精、糖、 酵母菌體及其它糖酵解代謝副產(chǎn)物等所組成的多成分物質(zhì)。(3)進料溫度TF及進料熱量QF的變化進料溫度通常是較為恒定的。一般附著在成熟醪預(yù)熱 器、塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件 上,常常造成進料溫度降低,塔底各板間溫差加大,塔頂真空度升高,嚴(yán)重時會造成塔 底跑酒,終導(dǎo)致生產(chǎn)不能正常進行。
回收原理
酒精回收塔的工作原理是利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場代替常規(guī)重力場,極大地強化氣液傳質(zhì)過程。利用產(chǎn)品分析器,例如色譜儀、紅外分析器、密度計、干點、閃點及初餾點分析器等,分析出塔頂(或塔底)的產(chǎn)品成分并將其作為被控變量,而將回流量或再沸器的加熱量等作為控制變量,就可以組成成分控制,實現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制。這種利用超重力技術(shù)研發(fā)出的新型精餾設(shè)備在實際應(yīng)用當(dāng)中能使空氣與酒精、等溶液兩相的相對速度大大提高,相界面更新加快,生產(chǎn)強度成倍提高,達到增加回收效率、縮小設(shè)備尺寸和降低能耗的目的,有著“化學(xué)工業(yè)的晶體管”的美譽。
其具體實現(xiàn)過程是:作為連續(xù)相的氣體由進氣口2進入殼體,在壓差的作用下從轉(zhuǎn)子外側(cè)沿著靜折流圈與動折流圈之間的間隙曲折地由外向中心流動,后經(jīng)出氣口5離開床體;作為分散相的溶液由進液口6進入至動盤中心,隨后被一系列高速旋轉(zhuǎn)的動折流圈反復(fù)甩向靜折流圈,后在殼體內(nèi)收集后由出液口9引出回收。液相在其間經(jīng)歷了多次加速—拋出—撞擊的過程,在此過程中,液體與氣體以極大的相對速度逆流接觸,液體以極其細(xì)微的液滴甩離動圈的篩孔,高速運動的液滴在動靜圈上被碰撞、剪切和飛濺,形成細(xì)小的液滴、液絲、液膜,從而獲得了比表面積極大而又不斷更新的氣液界面,使氣液接觸相當(dāng)充分,因此具有極高的傳質(zhì)速率。一般的解決辦法是定期或不定期進行物理法或化學(xué)法處理,雖然能收到一定效果,但短時間又會產(chǎn)生同樣的問題。