Раздумывая куда же притулить датчик (в паровую зону куба или в паровую зону узла отбора, вдруг понял,что пара датчиков и там и там очень хорошо решают проблему правильного управления отбором тела...
Давайте очередной раз не спеша...
Управляя отбором по температуре где-то в насадке - 20 см или выше, мы имеем однобокий контроль за процессом. Мы можем определить момент когда отбор больше оптимального. А когда он ниже оптимального мы не видим. результате мы вынуждены всегда работать на отборах, который в большей или меньшей степени ниже оптимального. Хорошо это или плохо?
Раньше я считал, что хорошо. Чем меньше отбор и выше ФЧ, тем больше укрепление и тем лучше.
Сейчас я понимаю, что плохо.
О напрасной трате времени и ресурсов я даже не упоминаю, это и так понятно. Вред в другом.
В кубе и на нижних ярусах насадки кипит-бурлит адская смесь примесей, которые взаимодействуют и рождают новые головные и промежуточные примеси, которые поднимаются все выше по насадке и норовят изгадить наш спирт. Поэтому даже небольшая задержка процесса - это ухудшение спирта.
Как же определить, что отбор не занижен? Есть ли параметр, позволяющий однозначно определить недостаточность отбора?
Такой параметр есть.
Допустим под насадочной частью мы ставим узел отбора сивухи с двумя датчиками температуры и 7-ю сантиметрами насадочного слоя между ними. Если основная колонна имеет высоту 1.5 метра, то укрепление и разделение, которое она нам обеспечит, будет в 20 раз больше, чем дадут 7 сантиметров насадки под узлом отбора сивухи... Для надежности будем считать, что колонна разделяет не в 20, а в 15 раз лучше этого нижнего участка. Если 7 сантиметров насадки обеспечивают две ступени разделения, то вся колонна обеспечит 30... если 5, то 75.
Осталось определить сколько ступеней разделения обеспечивает контрольный 7-сантиметровый участок.
Посчитал... с некоторыми допущениями и упрощениями. Я считаю, что куб, в который возвращается флегма, всегда обеспечивает одну ступень разделения, и температура пара на его выходе равна температуре конденсации поднимающегося из него пара. 7 сантиметров насадки при работе на себя обеспечат 5-6 ступеней разделения, и температура пара в уровне узла отбора сивухи станет ниже, чем на выходе из куба. При начале отбора разделение уменьшится, и разность температур между датчиками, которые разделяют 7 см насадки, уменьшится.
Ближе к цифрам. В кубе 40%.
Если отбор таков, что перепад температур на этих датчиках 0,7 градуса, то нижний участок обеспечивает одну ступень разделение, вся колонна - 15, продукт на выходе имеет крепость 96.6%.
Если я уменьшу отбор и перепад увеличится до 1.1 градуса, нижний участок обеспечит 2 ступени, вся колонна - 30, на выходе будет 97%.
Перепаду в 1.4 градуса будет соответствовать укрепление на нижнем участке 4 ступени, на колонне - 60, на выходе будет азеотроп...
Дальнейшее снижение отбора приведет к росту перепада еще на 2-3 десятых, но это снижение отбора и увеличение разделения уже излишне. При кубовой крепости 40% вполне достаточно поддерживать отбор таким, чтобы перепад на нижнем участке составлял 1.0 - 1.1 градус. Уменьшение этого перепада говорит об избыточности отбора (надо уменьшать), а увеличение - о недостаточности (надо увеличивать).
Допустим, мы ставим задачу обеспечить такое разделение, чтобы продукт на выходе укреплялся до 96.9-97%. Для этого нужно поддерживать такие уровни отбора, чтобы вся колонна обеспечивала 30 ступеней разделения, а контрольный участок - две.
Для этого достаточно поддерживать такие перепады на нижнем контрольном участке при разных кубовых спиртуозностях:
50% - (Ткубового пара 79,7
ОС) - dT=1.0
ОС
40% 79,9
ОС dT=1,1
30% 80,2
ОС dT=1,4
20% 80,9
ОС dT=2,0
10% 82,1
ОС dT=3,0
5% 84,2
ОС dT=5,0
4% 85,1
ОС dT=5,9
3% 86,3
ОС dT=7,0
2% 88,3
ОС dT=8,9
1% 92,4
ОС dT=12,8
Разумеется, управлять отбором вручную, постоянно заглядывая в такую табличку неудобно, но забить табличку или формулу в контроллер не составит особых хлопот.
Главное, на чем я хочу акцентировать внимание, это то, что такой способ управления отбором позволяет видеть и устранять не только избыток, но и недостаток отбора.
Для иллюстрации этой мысли я привожу табличку перепадов температур при разных кубовых спиртуозностях при разделении на контрольном участке на 1, 2 и 3 ступени.
% об
| Тпара
| 1
| 2
| 3
|
50 | 79,71 | 0,64 | 0,97 | 1,15 |
40 | 79,85 | 0,7 | 1,07 | 1,28 |
30 | 80,2 | 0,94 | 1,37 | 1,61 |
20 | 80,88 | 1,49 | 1,98 | 2,23 |
10 | 82,06 | 2,43 | 3,03 | 3,34 |
5 | 84,19 | 4,29 | 5,02 | 5,4 |
4 | 85,08 | 5,01 | 5,86 | 6,27 |
3 | 86,25 | 5,91 | 6,96 | 7,39 |
2 | 88,3 | 7,37 | 8,9 | 9,39 |
1
| 92,42
| 10,32
| 12,78
| 13,38
|