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精餾塔工藝要求和約束條件
要對精餾塔實施有效的自動控制,必須首先了解精餾塔的控制目標。精餾塔的控制目標一般從質量指標、產品產量和能量消耗三方面考慮。任何精餾塔的操作情況同時受約束條件的制約,因此,在考慮精餾塔控制方案時一定要把這些因素考慮進去。
1.質量指標
質量指標(即產品純度)必須符合規(guī)定的要求。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。一般應使塔頂或塔底產品之一達到規(guī)定的純度,要求另一個產品也應該維持在規(guī)定的范圍之內,或者塔項和塔底的產品均保證一定的純度要求。如果產品質量不合格,它的價值就將遠遠低于合格產品。但決不是說質量越高越好。由于質量超過規(guī)定,產品的價值并不因此而增加;而產品產量卻可能下降,同時操作成本主要是能量消耗會增加很多。因此,總的價值反倒下降了。由此可見,除了要考慮使產品符合規(guī)格外,還應同時考慮產品的產量和能量消耗。
2.產品產量指標
在達到一定質量指標要求的前提下,應得到盡可能高的產量,從而使產品的回收率提高。這對于提高經(jīng)濟效益顯然是有利的。
產品的回收率定義為產品量與進料中該產品組分的量之比。即:
Ri=P/Fzi (8)
生產效益除了產品純度與產品回收率之間的關系,還必須考慮能量消耗因素。由精餾原理可知,用精餾搭進行混合物的分離是要消耗一定能量的;要使分離的產品質量越高,產品產量越多,所需的能量也就越大。
酒精蒸餾塔清洗方法
酒精生產中醪垢形成、預防及清洗蒸餾塔(醪塔)結垢堵塞問題,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法處理,雖然能收到 一定效果,但短時間又會產生同樣的問題。
本文試圖對醪垢的成因、預防和清除進行探討,希望對業(yè)界解決這一問題能有所幫助。
1、醪垢的定義
醪垢是沉積在設備、管道內表面上由不 溶性鹽、泥砂、纖維、淀粉、蛋白質、糊精、糖、 酵母菌體及其它糖酵解代謝副產物等所組成的多成分物質。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。一般附著在成熟醪預熱 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,嚴重時會造成塔 底跑酒,終導致生產不能正常進行。
醪垢的形成
2.1發(fā)酵成熟醪成分
發(fā)酵成熟醪是一個復雜的多組分非均相混合液。它由水(75%%-90%%,w/w)、干物質(4%%-10%%,w/w)、酒精及其它揮發(fā)性物質(6%%-15%%,w/w)構成。
2.2醪垢成分
醪垢的化學成分受各種條件影響很大。
分析結果表明,不同的原料產地、不同的前處理方法、不同的酒精生產工藝,醪垢的成分都不同。1.設置精餾塔控制方案的基本觀點(1)按物料及能量平衡關系進行控制對于一個實際操作的二元精餾塔,在進料成分一定時,只要把D/F和V/F調節(jié)一定。即便是同一工廠不同生產時期、不同部位醪垢成分也有一定差別。 醪垢的化學成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷 酸鈣、硫酸鈣、有機酸鈣、糖、糊精、蛋白質 等,是由多種無機物、有機物構成的,并以無機物為主。
2.3醪垢的成因
2.3.1 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。需指出的是,此時不僅要考慮到系統(tǒng)的靜態(tài)特性,也需要考慮其動態(tài)影響。相對揮發(fā)性大的物質在醪塔內沿塔板逐層上升,從頂部排出;干物質和水,還有醇、酸、酯類等相對揮發(fā)性小的物質沿塔 板逐層向下,微溶或可溶物質濃度不斷增 加,當其濃度超過其溶解度達到過飽和狀態(tài)后,便會在塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件表面析出。在蒸餾過程中首先析出的是溶解度較小的碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣等,而溶解度稍大一些的也逐漸被濃縮沉積,如硫酸鈣、有機酸鈣等。
發(fā)酵成熟醪中的不溶性懸浮物質,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、可溶性蛋白質等的析出。從調節(jié)理論可知,所選擇的調節(jié)參數(shù)使得被調參數(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。眾所周知,國內大部分酒精廠采用了離心清液回配技術。離心清液的回配進一步提高了發(fā)酵成熟醪中干物質含量,加劇了微溶或可溶物質在醪液輸送、換熱、蒸餾過程中的析出和結垢概率。
酒精回收塔、酒精精餾塔技術說明
有效提高酒精回收塔、酒精精餾塔的分餾效率,降低酒精損耗,節(jié)約能源,是酒精精餾技術發(fā)展的主要方向。提高塔釜加熱效率,改善填料結構,提高塔板效率,是要達到提高分餾效率,降低酒精損耗和節(jié)約能源這兩種目的的主要手段。
采用不銹鋼波紋填料。且頂部回流罐液位調節(jié)以保證回流按照L=Vr-D的關系保持一定。該填料具有比表面積大,壓力降小,酒精回收塔氣流分布好,分餾效果好等明顯優(yōu)點。該技術的采用大大提高了填料塔的分餾效率,從而提高了全塔效率。節(jié)約能源20%-30%,殘液酒精濃度可≤5%,并且該填料易清洗,不易結垢,不渣化,塔體截面流道不易堵塞,運行穩(wěn)定可靠。
采用夾套外循環(huán)式蒸發(fā)器作為塔釜加熱蒸發(fā)裝置,其蒸發(fā)效率比傳統(tǒng)的“u”型管加熱釜其熱效率得到大大提高,同等加熱面積下,其蒸發(fā)速度可以提高1-2倍,并且可以實現(xiàn)塔釜無拆卸自動清洗,大大改善了操作方便性。
精餾塔系還實現(xiàn)了冷凝器與塔體的一體化安裝方式和低位回流比調節(jié)的工藝操作方式,大大改善了精餾的操作方便性和工藝穩(wěn)定性。