隔板塔控制系統(tǒng)模擬及基于溫度監(jiān)測(cè)的氣體調(diào)配裝置控制實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隔板塔大幅減少設(shè)備投資且節(jié)約能耗,已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。其中隔板兩側(cè)的氣體分配比是非常重要的參數(shù)，然而，現(xiàn)階段氣體分配比由于無(wú)法有效靈活調(diào)節(jié)，而沒(méi)有被作為操縱變量作為隔板塔控制系統(tǒng)的一環(huán)。為解決隔板塔氣體分配比的調(diào)節(jié)問(wèn)題，河北工業(yè)大學(xué)提出了氣體調(diào)配裝置，并經(jīng)模擬和實(shí)驗(yàn)研究證明了其能有效靈活地調(diào)節(jié)氣體分配比，并能達(dá)到較好的氣體分布效果。本文針對(duì)應(yīng)用氣體調(diào)配裝置的隔板塔，開(kāi)展了如下研究：
　　采用乙醇、正丙醇和正丁醇三元混合物，將氣體分配

2、比作為操縱變量，設(shè)計(jì)了隔板塔溫度控制策略，用Aspen Dynamics軟件對(duì)該溫度控制方案進(jìn)行了模擬研究，考察其可控性。此方案包括五個(gè)溫度控制回路：三個(gè)分別位于主塔的公共精餾段、側(cè)線采出段和公共提餾段，另外兩個(gè)溫度控制回路分別由氣體分配比和液體分配比控制。考察了進(jìn)料流量發(fā)生10％擾動(dòng)和進(jìn)料中輕組分、中間組分和重組分分別發(fā)生10%擾動(dòng)時(shí)，塔頂乙醇、側(cè)線正丙醇和塔底正丁醇純度變化。雖然由于多組分混合物的溫度與產(chǎn)品濃度之間關(guān)系較為復(fù)雜，導(dǎo)致

3、產(chǎn)品濃度穩(wěn)定值與初始值之間存在一定偏差，但三產(chǎn)品濃度在一定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定，證明該方案能夠克服一定進(jìn)料流量和組成的干擾，氣體分配比作為操縱變量是可行的。
　　在隔板填料塔上利用空氣-水直接接觸傳熱方式，將測(cè)溫點(diǎn)的水溫作為被控變量，氣體分配比作為操縱變量，對(duì)氣體調(diào)配裝置設(shè)計(jì)了基于溫度監(jiān)測(cè)的控制實(shí)驗(yàn)，考察了氣體調(diào)配裝置的可控性。利用Pt100一體化溫度變送器檢測(cè)水溫，轉(zhuǎn)化為4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)傳送至EM235模塊，然后輸入PLC，