精馏塔工艺要求和约束条件
要对精馏塔实施有效的自动控制,必须首先了解精馏塔的控制目标。精馏塔的控制目标一般从质量指标、产品产量和能量消耗三方面考虑。任何精馏塔的操作情况同时受约束条件的制约,因此,在考虑精馏塔控制方案时一定要把这些因素考虑进去。
1.质量指标
质量指标(即产品纯度)必须符合规定的要求。一般应使塔顶或塔底产品之一达到规定的纯度,要求另一个产品也应该维持在规定的范围之内,或者塔项和塔底的产品均保证一定的纯度要求。如果产品质量不合格,它的价值就将远远低于合格产品。但决不是说质量越高越好。由于质量超过规定,产品的价值并不因此而增加;而产品产量却可能下降,同时操作成本主要是能量消耗会增加很多。酒精精馏与化工精馏过程不同点就在于它不仅是一个将酒精浓缩的过程,而且还担负着把粗酒精中50多种挥发性杂质除去的任务,所以浓缩酒精和除去杂质的过程在酒精工业中称为精馏。因此,总的价值反倒下降了。由此可见,除了要考虑使产品符合规格外,还应同时考虑产品的产量和能量消耗。
2.产品产量指标
在达到一定质量指标要求的前提下,应得到尽可能高的产量,从而使产品的回收率提高。这对于提高经济效益显然是有利的。
产品的回收率定义为产品量与进料中该产品组分的量之比。即:
Ri=P/Fzi (8)
生产效益除了产品纯度与产品回收率之间的关系,还必须考虑能量消耗因素。由精馏原理可知,用精馏搭进行混合物的分离是要消耗一定能量的;要使分离的产品质量越高,产品产量越多,所需的能量也就越大。
可溶性钙盐转化成碳酸钙垢在蒸馏过程中,可溶性有机酸钙盐与醪液中的可溶性碳酸盐反应生成碳酸钙垢:
CaA2 +Na2CO3=CaCO3↓+2NaA
CaA2+K2CO3=CaCO3↓+2KA
2.3.3 可溶性钙盐受热分解生成难溶碳酸钙垢在蒸馏过程中,可溶性钙盐受热分解生成溶解度小的盐垢:
Ca(H CO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2 = MgCO3↓+H2O+CO2↑
前处理制浆工艺对醪垢的生成也有影响
在酒精生产中,前处理制浆工艺可分为干法、半干法、湿法及改良湿法等,其对醪液输送、换热、蒸馏等过程中的结垢及积料影响程度从小到大,依次为湿法、干法、半干法、改良湿法。无论哪种制浆工艺,造成堵塔或换热器效率下降的主要原因均为醪垢的积累,物料粒度则是次要原因。当方案选取时,由于客观条件不得不采用灵敏度较高但动态响应缓慢的控制回路时,则应当考虑必要的动态补偿。
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