溫差控制及雙溫差控制

   在精密精餾中，產(chǎn)品純度要求很高，組分間的相對揮發(fā)度差值很小，因而組分變化不大，然而微小的壓力波動會造成明顯的溫度變化。這樣，就破壞了溫度和組分間的對應(yīng)關(guān)系。此時，采用溫度作為被控變量的提餾段和精餾段溫度控制就得不到很好的效果，而應(yīng)當(dāng)采用溫差控制。對于一個精餾塔來講，塔頂產(chǎn)品和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間是相互關(guān)聯(lián)的，當(dāng)相互影響嚴(yán)重時，不能達(dá)到預(yù)定的質(zhì)量控制目的，此時可采用解耦控制以減少或消除它們之間的相關(guān)影響。

  采用溫差作為被控變量通?？梢栽谒敚ɑ蛩祝└浇囊粔K塔板上檢測出該板溫度，再檢測出靈敏板上的溫度，由于壓力的波動對每塊板的溫度影響基本相同，只要將上述檢測到的兩個溫度值相減，壓力的影響幾乎相互抵消。在實際應(yīng)用中，溫差控制的關(guān)鍵是正確選擇測溫點，合理給出溫差設(shè)定值。這是因為溫度與產(chǎn)品成分之間的關(guān)系不是線性的，同一溫差在不同條件下可以有兩個不同的組分。圖18是正丁烷和異丁烷分離塔的溫差和塔底產(chǎn)品中輕組分濃度的關(guān)系示意圖。由圖可見，曲線除1高點外，每一溫差都有兩個不同的組分濃度。1高點左側(cè)部分對應(yīng)的塔底產(chǎn)品純度較高，而右側(cè)則較低。因此，溫差的工作點應(yīng)位于曲線的左側(cè)。提高塔釜加熱效率，改善填料結(jié)構(gòu)，提高塔板效率，是要達(dá)到提高分餾效率，降低酒精損耗和節(jié)約能源這兩種目的的主要手段。

按產(chǎn)品成分或物性指標(biāo)的直接控制方案

   精餾塔的質(zhì)量控制1好能選擇表征塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，即產(chǎn)品的成分作為被控變量，即直接控制方案。上述的溫度、溫差或雙溫差控制都是間接控制產(chǎn)品質(zhì)量的方法。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。從調(diào)節(jié)理論可知，所選擇的調(diào)節(jié)參數(shù)使得被調(diào)參數(shù)的靜態(tài)增益越大，控制系統(tǒng)的靜態(tài)靈敏度越高，克服外部擾動的效果也越好。

   采用色譜儀可以測量多組分的濃度，并可以通過測量其他含量較少的雜質(zhì)組分之和來決定產(chǎn)品的純度。精餾工藝上通常采用工業(yè)色譜儀進(jìn)行在線的成分分析，并以關(guān)鍵組分的濃度比進(jìn)行控制。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的，在精餾塔中很難進(jìn)行的分離在色譜儀中也是困難的。同時分析儀需要采樣系統(tǒng)且其測量滯后影響了控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。這是在使用時應(yīng)予注意的。在精餾塔的操作中，當(dāng)干擾產(chǎn)生時，多個塔板中靈敏板的變化量明顯。因此，可選擇測量靈敏板上的成分，并作為被控變量進(jìn)行控制。離心清液的回配進(jìn)一步提高了發(fā)酵成熟醪中干物質(zhì)含量，加劇了微溶或可溶物質(zhì)在醪液輸送、換熱、蒸餾過程中的析出和結(jié)垢概率。

與溫度控制的情況類似，塔頂或塔底產(chǎn)品的成分是能體現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。但是當(dāng)分離的產(chǎn)品較純時，在鄰近塔頂、塔底的各板間，成分差很小，而且每塊板上的成分在受到干擾后變化也很小，這就要求檢測成分的儀表靈敏度很高。理論上講，按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制方案，是直接、1有效的方案。它可為各種基于化工熱力學(xué)的多變量控制及精1確控制打下基礎(chǔ)。（7）根據(jù)熱力學(xué)觀點等選取節(jié)約能量的方案在精餾塔的自動控制中，調(diào)節(jié)作用幾乎都是通過調(diào)節(jié)閥改變流體流量來實現(xiàn)的。但是，就目前測量產(chǎn)品成分的儀表來說，準(zhǔn)確度一般較差、滯后時間也很長，因而控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量受到很大影響。但只要不斷改善成分分析儀表的性能，按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制方案將得到廣泛應(yīng)用。

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。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(dá)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。塔內(nèi)氣體的流速過低時，對于某些篩板精餾塔會產(chǎn)生漏液現(xiàn)象，從而影響操作降低塔板效率。

其具體實現(xiàn)過程是：作為連續(xù)相的氣體由進(jìn)氣口2進(jìn)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(jìn)液口6進(jìn)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。發(fā)酵成熟醪中的不溶性懸浮物質(zhì)，如酵母菌體、纖維、淀粉及析出的無機鹽形成晶核，加速了處于飽和狀態(tài)下的無機鹽、有機鹽、糖、糊精、可溶性蛋白質(zhì)等的析出。