Способ автоматического управления бражной колонной Советский патент 1977 года по МПК C12F1/02 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ БРАЖНОЙ КОЛОННОЙ

Изобретение касается автоматизации управления процессом брагоректификации спирта на брагоректификационных установках с эпюрацией бражки.

Известен способ автоматического управ- ления бражкой колонной без эпюрации бражки, заключающийся в измерении и регулировании расхода бражки и измерении параметра, характеризующего концентрацию спирта на тарелке питания бражной колонны (например, температуры, упругости паров) 1

Недостаток известного способа заключа- ется в том, что он не обеспечивает стабилизации производительности установки по абсолютному алкоголю, а также требуемого режима работы колонн установки с эпюра- цией бражки .независимо от изменения концентрации: бражки.

С целью стабилизации производительноети и улучшения режима работы колонны с эпюрацией бражки, измеряют температуру бражки на входе в колонну и определяют количество абсолютного алкоголя по расходу бражки, параметру, характеризующему

концентрацию спирта на тарелке питания бражной колонны, и температуре бражки на входе колонны, а регулируют расход бражки в зависимости от количества абсолютного алкоголя,поступающего в колонну с бражкой.

На чертеже изображена схема автоматического управления бражноГ: колонной с эпюрацией бранжи по предлагаемому способу.

Схема включает эшорационную часть 1 бражной колонны, трубопроводы 2 и 3 для подвода бражки и паров, дефлегматор 4, датчик 5 концентрации спирта (например, температуры, упругости паров), вычислительный блок б, датчик 7 температуры бражки на входе в колонну, динамическое устройство 8, вычислительный блок 9,датчик 10 расхода бражки, динамическое устройство 11, регулятор 12 производительности бражной колонны по абсолютному алкоголю, задание 13, регулятор 14, исполнительный механизм 15 и выходные сигналы 16, 17 вычислительных блоков 6 и 9. Способ состоит в следующем. Концентрацию спирта на тарелке пита- . ния определяют соотношением (t -Xp;(1) где Х -- концентрация спирта на тарелке питания бражной (брагоэпюрационной) колонны; Х - концентрация спирта в бражке; температура бражки на входе в колонну. (1) относительно X , получают со отношение Х,- (Х,%)(2) Зависимость получают при условии, что концентрация паров до и после тарелки питания равны между собой и концентрация пара над тарелкой питания равновесна с жидкостью. При этом зависимости (1) и (2) доста точно точны для использования их для управления колоннами с эпюрацией бражки. Верхнюю тарелку (питания) эпюрационной части 1 бражной колонны соединяют трубопроводами 2 и 3 для подвода бражки и паров с дефлегматором 4 бражной колон ны. На верхней тарелке эпюрационной части устанавливают датчик 5 концентрации спирта на ней (или температуры, упругости паров), Выходной сигнал датчика 5 поступает в вычислительный блок 6, который реализует соотношение (2), На вход этого блока 6 подают также выходной сигнал датчика 7 температуры бражки на входе в колонну, причем этот сигнал предварительно пропускают через динамическое уст ройство 8. Выходной сигнал 16 вычислите льного блока 6, пропорциональный Х , по дают на вход вычислительного блока 9. С помощью датчика 10 определяют расход бражки. Выходной сигнал датчика 10 пропускают через динамическое устройство 1 и подают на вход вычислительного блока 9 который формирует сигнал 17, пропорциональный количеству абсолютного алкоголя, поступающего в колонну с бражкой. Сигнал 17 подают затем в качестве переменной на регулятор 12 производительности бражной колонны по абсолютному алкоголю В регуляторе 12 сигнал 17 сравнивается с заданием 13 и формирует задание на р ход бражки, которое поступает в контур стабилизации расхода бражки, состоящий из датчика 1О расхода бражки, регулятор 14 и исполнительного механизма 15. При изменении концентрации спирта в бражке Хр в течение времени, определяемого динамикой канала Хр - Х , изменяесли X.. не регуется концентрация л. лируется, то ее изменение остается до те пор, пока Хр будет постоянным значением на новом уровне. Изменение Х приводит к изменению сигнала 16, пропорционального ХрИ к соответствующему изменению сигнала 17, пропорционального производительности. При этом появляется рассогласование между сигналом 17 и заданием 13, вследствие .чего регулятор 12 изменяет задание на расход бражки регулятору 14, чтобы вернуть сигнал 17 к прежнему значению. Контур 10-14-15 изменит расход бражки в соответствии с новым заданием, чтойрйве- дет к изменению выходного сигнала динамического устройства 11, и сигнал 17 удет равен заданию регулятора 12. Динамическое устройство 11 гасит высокочастотные колебания расхода бражки, связанные с работой контура 10-14-15, вследствие чего контуры 10-11-9-17-12-14-15 и 10-14-15 работают в различных частотных областях, что исключает их взаимную раскачку. С помощью динамического устройства 8 соответствующие сигналы об изменении Х и tp поступают на вход вычислительного блока 6 одновременно. В соответствии с зависимостью (1) изменения Х и-Ьр, вызванные изменением расхода бражки, будут , что в вычислительном блоке 6, реализующим соотношение (2), они компенсируют друг друга, выходной сигнал 16 остается неизменным и будет отражать концентрацию спирта в бражке Хр. Аналогично будет и при изменении расхода пара, в частности при регулировании X JJ расходом пара. В случае высококачественной стабилизации Х выходной сигнал 16, пропорциональный Хр , можно определить только по t, . Выходной сигнал р вычислительного блока 9 подают также в систему управления .последующих колонн установки, если они имеются в ней. Бражной дистиллят, обогащенный примесями, подают в эпюрационную колонну. Сигнал с датчика 5, пропорциональный Х, можно подавать в систему стабилизации X, . , например, путем коррекции задания на давление в бражной колонне (контур на чертеже не показан). Таким образом, предлагаемый способ автоматического управления бражной колонной и эпюрацией по сравнению с известным позволяет стабилизировать производительность бражной колонны по абсолютному алкоголю, что улучшает режим работы и обеспечивает автоматизацию брагоректифик.ч ционных установок нового типа, например двухп оточн ог о.

Формула изобретения

Способ автоматического управления бражной колонной, заключающийся в измерении и регулировании расхода бражки и измерении параметра, характеризующего концентрацию спирта на тарелке питания бражной колонны, например температуры, упругости паров, отличающийся тем, что, с целью стабилизации производительности и улучшения режима работы колонны с эпюрацией бражки, измеряют температуру бражки на входе

в колонну и определяют количество абсолютного алкоголя по расходу бражки, параметру, характеризующему концентрацию спирта на тарелке питания бражной колонны, и температуре бражки на входе колонны, а регулируют расход бражки в зависимости от количества абсолютного алкоголя, поступающего в колонну с бражкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

77