Способ автоматического управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта

 

Сфюа Сфевтекнх

Сецкалнетнвеаких реенубпак

O Il И С А Н И Е (и908790

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву М 315720 (22) Заявлено 20.08.79 (21) 2817880/28-13 с нрисоеднненнем заявки М (23)Приоритет (51)М. Кл.

С 12 F 1/06

Ивуд«у«те«я«иб век«тат

Фабр

IO дават «зебро«яяй а ет«рап«й

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 28.02.82 (53) Уд К 663.241..012 — 52 (088.8 ) (72) Авторы

«зобретения

М. П. Асмаев, В. А. Маслов, А. И. Рядов (СССР) и Нгуен Минь Хе (СРВ) (71) Заявитель

Краснодарский политехнический институт (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

АППАРАТОМ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ КОНЬЯЧНОГО

СПИРТА г с, Изобретение относится к вннодельческой промъиалеиностн, а именно к способу автоматик ческого управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта.

По основному авт. св. и 315720 известен способ автоматического управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта, заключающийся в регулировании избыточного давления и измерении упругости паров спирта на верхней .тарелке эпюрацнонной колонны.

Регулирование упругости паров спирта осушесtO твляют на промежуточной тарелке колонны истощения, вводя при этом коррекцию по соотношению крепости готового продукта и исходного виноматериала, и крепости отбирае3$ мой головной фракции. Избыточное давление на верхней тарелке эпюрационной колонны корректируют в зависимости от упругости паров спирта на верхней тарелке этой колонны 11).

Недостатком известного способа управления коньячным аппаратом является то, что им не предусмотрено автоматическое управление температурой в зоне ввода виноматериала в эпюрацнонную колонну, которая существенно влияет на технико -экономические показатели работы всего аппарата. Например, при уменьше. нии температуры в зоне ввода виноматериала в зпюрацнонную колонну имеет место неполный отбор эфироальдегидной фракции (ЭАФ) нз виноматернала, в результате чего часть ЭАФ остается в получаемом в колонне истощения .. коньячном спирте, что приводит к ухудшению его качества. Для этого режима также характерно увеличение расхода пара, подаваемого в эпюрационную колонну, что связано с увеличением энергозатрат. При увеличении температуры в зоне ввода виноматериала в эпюрационную колонну наблюдается совместный отбор ЭАФ с не коньячным спиртом, что отрицательно сказывается на работе аппарата и приводит к увеличению потерь спирта.

Описанные явления имеют место не только прн изменении температуры исходного виноматериала, его крепости, но также и в случае изменения оператором задания контуру регулирования расхода виноматериала в аппарат.

Колебание температуры исходного виноматериала достигает до 10 — 14 f. в сутки. Указанные.908790 изменения температуры исходного виноматериала оказывают сутцественное влияние на температуру в зоне ввода вииоматериала в эпюрациоиную колонну. На практике с целью избежания описанных явлений прибегают в уменьшению общей производительности аппарата до

1600 л/ч, вместо устанавливаемых регламентом 1800 л/ч.

Цель изобретения — повышение производительности аппарата, учет влияния на качество получаемого продукта изменения температуры и состава исходного виноматериала, улучшение качества получаемого коньячного спирта и уменьшение удельных энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта дополнительно регулируют расход виноматериала, поступающего через байпасную линию в подогреватель, и определяют знак рассогласования 11 текущего значения температуры виноматериала от значения его температуры кипения, а регулирование расхода виноматериала, поступающего через байпасную линию, и подачи пара в пароперегреватель осуществляют с учетом этого зна- эч ка рассогласования.

Сущность способа заключается в следующем.

При использовании расхода виноматериала в качестве управляющего воздействия органи зуют байпасную линию с регулирующим клапаном через промежуточный теплообменн ас. В этом случае путем байпасирования потока исходного виноматериала по байпасной линни управляют температурой выходящего иэ теплообменника перегретого виноматериала, а следовательно, и температурой его в зоне ввода в эпюрационную колонну без изменения общего количества виноматериала, поступающего в аппарат. Использование температуры перегретого виноматериалв в качестве управляющего воз49 действия ограниченно допустимым технологией интервалом температуры, которую необходимо поддерживать от Т„„н 100 С до Тиакс =

110ОС в нароперегревателе. Однако использование температуры перегретого вииоматериала в качестве управляющего воздеиствйя;предпоч4S тительнее по сравнению с байпасированием исходного виноматериала, так как в этом случае весь исходный виноматериал проходит через промежуточный теплообменник и подвергается в нем предварительному подогреву,.что в дальнейшем снижает расход кара на перегрев виноматериала в дароперегревателе.

Способ может быть реализован в системе автоматического управления температурой вииоматериала в зоне ввода в энюрационную колонну.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый

4 способ; на фиг. 2 — временные диаграммы, где а — изменение отклонения температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрацнонную колонну от его температуры кипения; б— изменение температуры перегретого виноматериала, выходящего из пароперегревателя; в— изменение расхода исходного виноматериала через байпас промежуточного теплообменника.

Устройство содержит колонну 1 истощения, снабженную дефлегматорами 2 и 3, конденсатором 4, холодильником 5 и кубом 6, эпюрационную колонну 7, снабженную дефлегматором 8 и конденсатором 9, насос 10, промежуточный теплообменник 11 с байпасной линией, подогреватель 12 и пароперегреватель

13. Исходный виноматериал насосом 10 подается в трубное пространство промежуточного теплообменника 11, где он предварительно подогревается за счет теплообмена с перегретым виноматериалом, поступающим из пароперегревателя 13 в межтрубное пространство теплообменника 11. Далее виноматериал из трубного пространства теплообменннка 11 направляется в трубное пространство подогревателя 12, где осуществляется его дальнейший подогрев за счет теплообмена с кубовым остатком, выходящим из куба 6, После подогревателя 12 виноматериал поступает в пароперегреватель 13, в который подается острый пар. После пароперегревателя 13 перегретый виноматериал вновь поступает в теплообменник 11, но уже в его межтрубное пространство, где он охлаждается за счет теплообмена с холодным виноматериалом, подаваемым насосом 10 в трубное пространство теплообменника 11. Температура перегретого виноматериала после пароперегревателя 13 регулируется при помощи датчика 14 температуры, установленного в трубопроводе, соединяющим пароперегревателем 13 с промежуточным теплообменником 12, регулятора 15 и регулирующего клапана 16, установленного на линии подачи острого пара в пароперегревателе 13.

Расход вииоматериала через байцас в обход промежуточного теплообменника регулируется системой, состоящей иэ датчика 17 расхода, установленного на линии байпаса, регулятора 18 и регулирующего клапана 19, установленного также на линии байпаса.

Для определения значения температуры кипения виноматериала в зоне ввода его в эпюрационную колонну используют сигналы датчиков 20 и 21 давления и концентрации вина, по которым осуществляют регулирование упругости паров спирта на промежуточной тарелке колонны истощения, вводя при этом коррекцию по соотношению крепостей готового продукта и исходного виноматериала и

90879

5 крепости отбираемой головной фракции, а избыточное давление на верхней тарелке эпюрационной колонны корректируют в зависимости от упругости паров спирта на верхней тарелке этой колонны. 5

При уменьшении (увеличении) температуры или уменьшении (увеличении) концентрации виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну сигналы с датчиков 21 и 22 концентрации и температуры, установленных в трубо- 10 проводе, соединяющем промежуточный теплообменник с эпюрационной колонной, а также сигнал с датчика 20 давления, установленного в эпюрационной колонне поступают на функциональный блок 23, который вычисляет зна: т5 чение температуры кипения виноматериала согласно его концентрации и давлению в колонне и отрицательное (положительное) отклонение текущего значения температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну от вы- 2О численного значения температуры кипения.

Сигнал об этом отрицательном (положительном) отклонении температуры и сигналы с датчиков

14 и 17 температуры и расхода поступают на выходы функционального блока 24, который реализует алгоритм управления. В случае отрицательного отклонения температуры вначале увеличивается задание регулятору 15 температуры, который открывает регулирующий клапан

16, тем самым увеличивает расход пара на зр подогрев виноматериала в пароперегревателе

13 и компенсирует отклонение температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну, а при достижении максимального значения температуры перегретого пара на выходе пароперегревателя 13, которое фиксирует датчик 14, и сохранение упомянутого отклонения температуры виноматериала увеличивает задание регулятора 18 расхода, который воздействует на увеличение потока холодного исходного виноматериала через байпас промежуточного теплообменника 11, тем самым увеличивает температуру вином: териала в зоне ввода в эпюрационную колонну.

В случае положительного отклонения темпе45 ратуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну от его температуры кипения срабатывает сигнал вначале на уменьшение задания регулятору 18 расхода и уменьшается поток холодного исходного в гноматериала через байпас промежуточного теплообменника

11, тем самым уменьшается температура виноматериала, выходящего из межтрубного пространства теплообменника 11, т. е. уменьшается отклонение. температуры виноматериала в зоне ввода в энюрационную колонну; При полном закрытии регулирующего клапана 19 и наличии упомянутого отклонения температуры виноматериала срабатывает сигнал на уменьшенне "адания регулятора 15 температуры, который воздействует на уменьшение подачи острого лара в пароперсгревателе 13. В этом случае температура перегретого виноматериала, поступающего в межтрубное пространство промежуточного теплообменника 11, уменьшается, следовательно, при постоянстве расхода охлаждающего исходного внноматериала температура виноматернала, выходящего из промежуточного теплообменника, уменьшается, т. е. отклонение температуры в зоне ввода в эпюрационную колонну компенсируется.

Регулирование подачи флегмы в колонну 1 истощения осуществляется в зависимости от упругости паров спирта на промежуточной тарелке колонны истощения, измеряемой датчиком 25. Импульс от датчика поступает на регулятор 26, который управляет регулирующим клапаном 27, установленным на линии подачи флегмы. Крепость коньячного спирта после холодильника 5 измеряется датчиком 28, а крепость исходного виноматернала перед теплообменником 11 — датчиком 29, импульсы от этих датчиков поступают в блок 30 соотношения, а затем на регулятор 26.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: о

ЛТ вЂ” отклонение температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну от его температуры кипения;

Т вЂ” температура перегретого внноматериала, выходящего из пароперегревателя;

G — расход виноматернала через байпас; т. — время.

В момент времени 7, величина отклонения

ЬТ принимает отрицательное значение и повышается до нуля в момент времени 75.

В интервале времени Т, — 7> из-за повышения подачи острого пара на подогрев виноматериал в пароперегревателе температура перегретого виноматериала Т увеличивается до максимально допустимого значения. С момента времени 7z расход виноматериала через байпас в обход промежуточного теплообменника увеличивается до тех пор, пока величина отклонения температуры ЛТ не достигнет значения, равного нулю.

В интервале времени ь3 — . система находится в статическом состоянии. С момента времени t величина отклонения температуры

AT принимает положительное значение и

I уменьшается до нуля в момент времени

В интервале времени т4 — Е5 расход внноматернала через байлас уменьшают до нуля, а расход острого пара в пароперегреватель поддерживают постоянно. С момента времени Т5 уменьшают расход пара на подогрев виноматериала в пароперегревателс до тех пор, пока отклонение температуры виноматериала

7, 908790 8 не достигнет значения равного нулю, С момен- изводительности аппарата, учета влияния на ка-.а времени 1а система снова перейдет,в ста- чество получаемого продукта изменения темпетическое состояние .. ратуры и состава исходного виноматернала, Использование предлагаемого способа авто- улучшения качества получаемого коньячного магического управления позволяет повысить ч спирта и уменынения удельных энергозатрат, производительность аппарата по перерабвтывае дополнительно регулируют расход виноматемому виноматериалу на 10 o при одновремен- риала, поступающего через байпаснуы линию ном улучшении качества получаемого коньяч- в подогреватель, и определяют знак рассогласоного спирта и уменьшении удельных энерго- вания текущего значения температуры виномазатрат. 16 териала от значения его температуры кипения, а регулирование расхода вииоматериала, поступающего через байласную линию, и подачи пара

Формула изобретения в пароперегреватель осуществляют с учетом этого знака рассогласования.

Способ автоматического управлении аппа- !э Источники информации, ратом для непрерывного получения коньячного принятые во внимание при экспертизе спирта но авт. св. N 315720, о т л и ч а ю - 1. Авторское свидетельство СССР и 315720, шийся тем, что, с целью повышения про- кл. С 12 F 1/06, 19б9.

Ъакс.

1 2

Фиг.2

Составитель Г.Бпа нва

Техред, Э,Фечо .

Корректор Г. Отар

Редактор Б ДИЯннскаи

Заказ 749/27

Подписное

Тираж 505

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4