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自动酒精回收系统

发布于:2016-11-11 10:57来源:溶剂回收设备网 作者:admin 点击:
目前我国的化工、制药、石油石化和食品行业都广泛应用了酒精回收系统,系统的功能主要是将低浓度酒精回收再利用,提高纯度、去除杂质。目前我国中药厂家的酒精回收系统自动化程度参差不齐,存在以下问题:
(1)监控点多,操作复杂;
(2)生产周期长;
(3)能源浪费严重;
(4)排放物环保指标不合格;
(5)因人为因素造成回收率和成品质量不稳定。

本系统在设计之初针对以上问题,结合自身的工程实践经验,同时深入研究酒精回收设备工艺特性、工作参数后,制定恰当的控制目标,开发工艺控制算法,提出合理的软硬件解决方案。利用基于西门子的自动化平台,工程实现了适合于中药厂家酒精回收的硬件系统、软件系统和专家数据库。

一、系统组成
1.1 工艺流程
整个系统从工艺流程方面分为3部分:自动进料、酒情精馏、回流及成品出料,如图1所示。

酒精回收系统工艺图

自动进料工艺流程:每个待回收酒精储罐的出口均与待回收酒精母管连接,待回收酒精由母管通过进料泵、进料调节阀和预热器打入酒精精馏塔,其中两台进料泵一用一备。

酒精精馏工艺流程:通过蒸汽为精馏塔内的酒精加热,加热后的酒精蒸汽经过塔顶进入回流及出料系统.生产废水经排水调节阀,流经预热器为待回收酒精预热后统一排放,经过预热后的待回收酒精进入精馏塔进行精馏。

回流及出料子工艺流程:酒精回收塔的塔顶设置有酒精蒸汽出口,酒精蒸汽经塔顶冷凝器、冷凝冷却器冷凝后进入回流罐.回流罐中的酒精经过回流泵、去成品酒精调节阀和成品冷凝器冷凝后回收成品酒精,不合格酒精经过回流调节阀循环回精馏塔继续蒸馏。

1.2 控制目标设计
酒精回收自动控制系统投入运行后,应能达到: 
(1)自动为系统加入待回收酒精,可以自动切换其他的进料罐供料,同时可按照工艺规定进行控制。
(2)精馏子系统工作时,其工作液位保持在工艺要求范围内,各部温度满足额定工况。进汽量满足设备额定要求。应保证设备排出的废液符合基本环保要求。
(3)系统可以根据工艺参数自动控制回流和产出比,精确调节回流酒精流量,精确控制精馏子系统的工艺参数,尤其是温度在最佳工艺区间内,保证成品酒精的浓度达到工艺要求。

进料、精馏、回流、产出各子系统应整体协调,使全套工艺设备达到连续进料、连续精馏、回流、产出的动态平衡的生产过程,以减少人力资源的投入。各子系统应考虑相应的连锁保护条件,当生产过程出现异常情况可触发保护动作,提醒人员维护,同时能自动安全地停止工艺设备的运行。

1.3 控制系统
选用西门子300系列控制器,采用西门子300系列I/O模块,并留有一定的余量。控制通讯采用Profibus-DP网络协议,人机界面通讯采用工业以太网协议。现场使用仪表和阀门均采用国内外的知名品牌。
二、人机界面设计
在通用桌面计算机安装人机界面编程软件包WinCC6.2,根据工艺设备流程及所配置的测控点
设计人机交互画面。直观显示设备连接关系,显示设备上的在线温度、压力、液位、流量参数值,工艺设备的当前状态、异常信息等。操作人员通过工艺流程画面,可了解酒精回收设备的运行情况。
通过人机交互界面,可实现系统自动工作模式及软手动工作模式,在自动状态下系统自动运行,软手动状态下控制系统接受操作员的指令,控制调节阀的开度,开关阀的动作及泵的启停。通过参数设定对话面板,操作人员通过此界面可以在线修改酒精回收自动工况关键控制参数,如图2所示。

全自动酒精回收系统人机程序设计工艺流程图

自动工作模式下,操作员不可以进行任何阀门及泵的手动操作。再设定好基本参数、故障检测,将至少一个待回收酒精罐设定为自动出液允许状态,并将至少一个成品酒精罐设定为自动进液允许状态,并且待回收酒精液位不低、成品酒精罐液位不高,即可点击控制面板上的“启动酒精回收”或“停止酒精回收”按钮来启动或停止酒精精馏塔的自动工作流程。

三、关键控制回路的工艺分析及算法设计
3.1 供液流量调节回路
根据精馏装置的工况条件,借助暖机补液流量设定、额定工况连续进料量下限、额定工况连续进料量上限,动态调节进酒精流量.当精馏塔处于暖机升温的启动工况时,供液流量调节目标是快速准确地维持精馏塔底部液位在设定区间内,同时屏蔽精馏装置排废液功能.当精馏塔底部液相温度升高至规定温度后,开始动态调节,供液流量调节目标是按精馏塔设计精馏能力输送酒精,保证给精馏装置连续高效供料.此时随着精馏塔底部液相温度升高,供液流量调节目标亦随动调高直至达到工艺最大进料量。当稀酒精不具备使用条件即未投入使用
或稀酒精液位低报警时,供液流量调节回路关闭并使酒精回收系统停止工作。当供液流量调节回路工作时,启动流量累加功能累积酒精回收系统进料量,该数据可作为生产设备经济核算的基础数据,如图3所示。

供液流量调节回路算法设计框图

3.2 精馏塔底部液位调节回路根据精馏装置的工况条件动态调节底部液面高度。当精馏塔处于暖机升温的启动工况时,除非液面高度特别高时启动液位调节回路排液,只要精馏塔底部液相温度还没有升高至规定温度前,液位调节回路不工作。当精馏塔处于额定工况后,液位调节回路启动,通过调整阀门开度调节精馏塔排出的废液,使液面高度保持在工艺要求范围内。当精馏机塔液位高高或低低情况出现,液位调节回路停止工作,阀门关闭并使酒精回收系统停止工作,如图4所示。

精馏塔底部液位调节回路算法设计框图

通过实际工程应用,结果表明酒情回收白动控制系统实现了酒情回收生产过程白动化,减少人为因素干扰,降低人力资源投入,提高产品收率、合格率.我国中药企业众多.新建项目和改造项目中都涉及酒梢回收系统,随着新的国家相关行业标准出台。酒梢回收系统只有实现高效的白动化控制,才能从根本上解决目前存在的问题,因此本系统具有重要意义和广阔的市场前景。
目前本系统已经成功推广应用于以岭药业、神咸药业、恒利药业、皖西制药、药都制药等中药生产厂家。
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