книги из ГПНТБ / Стабников В.Н. Перегонка и ректификация спирта

Из (имеющихся и описанных в литературе приборов для рек­ тификации представляет интерес дифференциальный датчик

давления. Он устроен так. На контрольной тарелке устанавли­ вается баллон, заполненный эталонной жидкостью. Упругость паров этой жидкости должна быть близка к упругости пара чи­ стого дистиллята. В качестве эталонной жидкости может быть взят чистый дистиллят.

Рис. 195. Принципиальная схема индикатора состава ИС-3:

/ —чувствительный элемент; 2—упругая опора; 3—ползун для из­ менения пределов измерения; 4—корректор настройки нуля; 5— механизм обратной связи; 6—вторичное реле; 7—заслонка; 3— сопло.

Разница между давлением паров на тарелке и в баллоневоспринимается мембраной. Перемещение мембраны преобра­ зуется в пневматический импульс. Импульс подается к регуля­ тору давления, управляющему регулирующим органом.

Такого рода приборы позволяют довольно точно регулиро­ вать состав продукта при перегонке бинарных смесей. Для многокомпонентных смесей точность прибора не может быть большой [8, 9].

На рис. 195 представлена принципиальная схема прибора этого типа — индикатора состава ИС-3. Работа этого прибора протекает следующим образом. При отклонении состава раз­ деляющей смеси на тарелке от заданного чувствительный эле­ мент 1 развивает усилие, нарушающее равновесие рычажной си­ стемы. При этом изменяется положение заслонки 7 относитель­ но сопла 8, из которого непрерывно вытекает струя воздуха.

448 Автоматизация контроля и управления аппаратами

Положение заслон™ определяет давление в линии со-пла. Давление устанавливается на высоте, определяемой положени­ ем заслонки, которое зависит от разности упругости пара на тарелке и эталонной жидкости. Давление в линии сопла усили­ вается вторичным реле и передается исполнительному механиз­

му, изменяющему положение ре­ гулирующего органа.

Этот прибор рекомендуется для контроля и регулирования кре­ пости эпюрата и дистиллята.

Датчики могут быть построены также на принципе опреде­ ления рефракции и коэффициента преломления света продук­ том. Могут быть использованы также инфракрасные и ультра­ фиолетовые спектрофотометры. Принцип действия этих прибо­ ров основан на пропускании пучка лучей через анализируемый пар и эталонный газ. Однако приборы этого типа пока в спир­ товой промышленности не применяются.

§ 6. СХЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ БРАГОПЕРЕГОННОГО АППАРАТА

Брагоперегонный аппарат, состоящий из колонны истощения и колонны укрепления, является наиболее простым аппаратом непрерывного действия. Поэтому он был первым из аппаратов, для которого была создана схема автоматического управления.

Термобаллон регулятора, наполненный фреоном-1, устанав­ ливается по оси трубы, ведущей от дефлегматора к холодиль­ нику. Эта труба в месте установки баллона должна быть хоро­

вым приводом дисковой диаграммы. Он управляет мембранным клапаном, который установлен на паровом трубопроводе, под­

водящем острый пар к питательному бражному насосу. Испол­ нительный механизм приводится в действие пневматически. При уменьшении крепости спирта температура паров поднимает­ ся, терморегулятор срабатывает и мембранный клапан увеличи­ вает подачу пара на насос. Насос подает бражку в большем количестве. Бражка поступает на дефлегматор в увеличенном количестве, что вызывает повышение флегмового числа, а сле­ довательно, и укрепление паров спирта.

Показателем интенсивности работы аппарата выбрано дав­ ление паров, которое измеряется в паровом пространстве меж­ ду верхней тарелкой бражной колонны и нижней тарелкой спиртовой.

Выбор этого показателя определяется тем, что при увеличе­ нии производительности колонны в единицу времени (интенсив­ ности) увеличиваются паровой и жидкостные потоки в колон­ не, что связано с повышением давления в ней.

В качестве датчика используется поплавковый дифферен­ циальный манометр типа 04-ДП-410. Плюсовая полость изме­ рительного прибора соединяется с паровым пространством ко­ лонны в указанном выше месте, а минусовая — с атмосферой. Поэтому прибор при постоянстве атмосферного давления пока­ зывает превышение внутреннего давления над атмосферным. Исполнительным механизмом является мембранный клапан; он устанавливается на паровом трубопроводе, по которому по­ ступает в колонну греющий пар.

При понижении производительности колонны происходит уменьшение давления пара, что отражается на положении поп­ лавка дифманометра. Импульс передается на мембрану клапа­ на, которая увеличивает открытие парового клапана. При уве­ личения производительности происходит обратное.

Для того чтобы предотвратить попадание брызг жидкости в трубку, соединяющую дифманометр с колонной, применяется метод продувания воздуха через гидравлический затвор, описы­ ваемый в курсах автоматического регулирования.

состоящего из трех колонн: бражной 2, эпюрационной 3, ректи­ фикационной 4.

На схеме показаны только основные элементы аппарата. Схема автоматического регулирования предуоматривает регу­ лирование подачи бражки в бражную колонну. С. этой целью устанавливается терморегулятор 20. Он получает импульс от гермойатрона, установленного в паровой трубе, отводящей пары из бражной колонны. Терморегулятор управляет мембранным пневматическим клапаном, регулирующим подачу силового па­ ра на поршневой паровой бражной насос 1. Регулятор 20 под­ держивает такую загрузку колонны бражкой, при которой при заданном давлении пара в колонне температура (а следова­ тельно, и крепость) спиртовых паров, поднимающихся из колон­ ны, остается постоянной. Давление в колонне поддерживается на постоянном уровне паровым регулятором 15 манометричес­ кого теша. Таким образом, терморегулятор 20 и манометриче­ ский регулятор давления 15 обеспечивают стабильность работы бражной колонны и постоянство крепости бражного конденса­ та, питающего эпюрационную колонну.

Терморегулятор 30 регулирует подачу холодной воды на конденсатор и дефлегматор эпюрационной колонны. Этот регу­ лятор поддерживает постоянную температуру пара, поступаю­ щего из дефлегматора 8 в конденсатор 9.

Аналогично терморегулятор 31 регулирует подачу холод­ ной воды на конденсатор 11 и дефлегматор 10 ректификацион­ ной колонны. Он поддерживает постоянство температуры паров, поступающих из дефлегматора 10 в конденсатор 11.

Так как температура паров при постоянном давлении опре­ деляется их составом, то регуляторы 30 и 31 должны обеспе­ чить постоянную крепость паров в тех точках, где установлены термобаллоны. Это достигается изменением флегмового числа путем изменения количества воды, поступающей в дефлегматор через регулирующий мембранный клапан. Кроме перечисленных регулирующих приборов, на схеме показаны контрольные ди­ станционные приборы и показывающие приборы, установленные непосредственно на аппаратуре. Дистанционные приборы смон­ тированы на щите, установленном у рабочего места аппаратчи­ ка. Места установки и назначение приборов показаны на схеме и в экспликации к ней.

Схема автоматизации пятиколонного аппарата полупрямого действия

На рис. 199 представлена схема автоматизации управле­ нием пятиколонного брагоректификационного аппарата. На схеме показаны только приборы автоматического регулирова­ ния. Контрольно-измерительные приборы на схеме не отмечены.

ным паром, имеющим давление 0,7 ата. Пар собирается в сбор­ нике 15. Давление в сборнике поддерживается при помощи ре­ гулятора давления 19. Этот регулятор управляет мембранным клапаном, установленным на трубопроводе. Пар из котельной имеет давление 5 ата. Приемник (датчик) регулятора уста­ новлен на паровом трубопроводе, идущем из сборника к колон­ нам аппарата. Таким образом, регулятор 19 обеспечивает по­ стоянное давление питающего колонну пара. Регулятор давле­ ния 20 обеспечивает постоянное давление силового пара, иду­ щего на бражной насос 12.

Регулятор 21 регулирует подачу пара на насос в зависимо­ сти от температуры водно-спиртовых паров, уходящих из браж­ кой колонны.

Давление в бражной колонне поддерживается на постоян­ ном уровне при помощи манометрического регулятора давления 29. Уровень бражки в бражном сборнике 18 поддерживается

ность работы бражной колонны и постоянство количества и со­ става паров, поступающих в эпюрационную колонну 2 из браж­ ной колонны 1.

датчика удельного веса ДУВ 27 и блока агрегатной унифициро­ ванной системы 28, отрабатывающего импульс, полученный от датчика, и управляющего мембранным клапаном, установлен­ ным на трубе лютерной воды. На датчик удельного веса 27 поступает конденсат паров с 5-й тарелки снизу, считая от места Евода лютера в эпюрационную колонну. Пары конденсируются в холодильнике 17. Регулятор 27 должен обеспечить постоян­ ство крепости эпюрата, поступающего из эпюрационной ко­ лонны 2 в ректификационную.

Регулятор 25 и блок предварения 26 регулируют отбор спир­ та-ректификата. Приемник регулятора — термопатрон — уста­ новлен на 4-й тарелке укрепляющей части ректификационной колонны.

Импульс получается терморегулятором 25. Импульс отра­ батывается блоком предварения 26, связанным с мембранным клапаном на трубопроводе из холодильника ректификата 16.

Регуляторы 22, 23, 24 регулируют подачу воды на конденса­ торы и дефлегматоры сивушной, ректификационной и эпюра­ ционной колонн.

эти регуляторы поддерживают постоянную заданную темпера­ туру выходящей из дефлегматоров воды.

Рассматривая описанные схемы автоматизации, следует от­ метить их общий недостаток: они не связывают процессрегу­ лирования с качеством спирта-ректификата и с потерями спир­ та в барде и лютере.

В настоящее время делаются попытки построить приборы для определения качества спирта (индикаторы качества) й для автоматического контроля потерь.

Однако и имеющиеся, хотя пока несовершенные, схемы обес­ печивают постоянный режим работы аппарата, облегчают его