【廣告】
精餾塔的基本控制方案
精餾塔的基本控制方式是討論復雜和特殊控制方案乃至1優(yōu)控制的基礎,同時也是目前實際應用中1常見的方案。精餾塔是一個多變量對象,因此如果將任意一個被調參數和任意一個調節(jié)參數組成調節(jié)回路,就可能有許多調節(jié)方案。1微溶或可溶物質在蒸餾過程中達到過飽和狀態(tài)而析出發(fā)酵成熟醪在蒸餾過程中沿塔板逐層而下。而產品質量往往是精餾過程的主要目標,因此,在基本控制方案中,以產品質量指標來選取調節(jié)參數,一種是采用溫度作為間接質量指標,一種是采用產品成分等作為直接質量指標。
(l)按提餾段指標的控制方案
如果對釜底出料的成分要求高于塔頂出料,塔頂或精餾段板上溫度不能很好地反映組分變化和實際操作回流比大于幾倍1小回流比時,可采用提餾段控制。提餾段溫度是衡量質量指標的間接指標,而以改變再沸器加熱量作為控制手段的方案,就是提餾段溫控。
該方案以提餾段塔板溫度為被控變量,加熱蒸汽量為操縱變量。除了這個主要控制系統(tǒng)外,還設有若干個輔助控制系統(tǒng);進料量F為定值控制或用均值控制系統(tǒng);對塔底采出量B和塔頂餾出物D,按物料平衡關系分別設有塔底與回流罐的液位控制器作均勻控制;為維持塔壓恒定,在塔頂設置壓力控制系統(tǒng),控制手段是控制冷凝器的冷卻量;提餾段溫控時,回流量采用定值控制,且回流量應足夠大,以便當塔的處理量1大時,仍能保持塔頂產品的質量指標在規(guī)定的范圍內。在精餾塔的控制中,往往都設有壓力調節(jié)系統(tǒng),來保持塔內壓力的恒定。
提餾段溫控由于采用了提餾段溫度作為間接質量指標。因此,它能夠較直接地反映提餾段產品情況。將提餾段恒定后,就能較好地保證塔底產品的質量。
對于液相進料時,進料量或進料成分的變化很快影響塔底的成分,而提餾段溫控比較及時,動態(tài)過程也比較快。(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。提餾段溫控的一個特點是回流量足夠大,因而在保持塔底質量的前提下,仍能保持塔頂質量,因此即使塔頂產品質量要求比塔底嚴格時,仍可采用提餾段溫控。
可溶性鈣鹽轉化成碳酸鈣垢在蒸餾過程中,可溶性有機酸鈣鹽與醪液中的可溶性碳酸鹽反應生成碳酸鈣垢:
CaA2 Na2CO3=CaCO3↓ 2NaA
CaA2 K2CO3=CaCO3↓ 2KA
2.3.3 可溶性鈣鹽受熱分解生成難溶碳酸鈣垢在蒸餾過程中,可溶性鈣鹽受熱分解生成溶解度小的鹽垢:
Ca(H CO3)2 =CaCO3 ↓ H2O CO2↑ Mg(HCO3)2 = MgCO3↓ H2O CO2↑
前處理制漿工藝對醪垢的生成也有影響
在酒精生產中,前處理制漿工藝可分為干法、半干法、濕法及改良濕法等,其對醪液輸送、換熱、蒸餾等過程中的結垢及積料影響程度從小到大,依次為濕法、干法、半干法、改良濕法。例如在精餾塔中,可根據后一工序對頂部產品量的需要改變產品餾出液量,而餾出液量的變化會引起回流罐的液位變化,可通過液位調節(jié)改變塔的進料量來實現(xiàn)。無論哪種制漿工藝,造成堵塔或換熱器效率下降的主要原因均為醪垢的積累,物料粒度則是次要原因。
回收原理
酒精回收塔的工作原理是利用旋轉產生的離心力場代替常規(guī)重力場,極大地強化氣液傳質過程。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。這種利用超重力技術研發(fā)出的新型精餾設備在實際應用當中能使空氣與酒精、等溶液兩相的相對速度大大提高,相界面更新加快,生產強度成倍提高,達到增加回收效率、縮小設備尺寸和降低能耗的目的,有著“化學工業(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子外側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的動折流圈反復甩向靜折流圈,后在殼體內收集后由出液口9引出回收。壓力的降低可以使塔內被分離組分間的揮發(fā)度增加,這樣使單位處理量所需的再沸器加熱量下降,節(jié)省能量,提高經濟效益。液相在其間經歷了多次加速—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,使氣液接觸相當充分,因此具有極高的傳質速率。