近幾年Armfield對(duì)儀器做了很大改進(jìn),可對(duì)精餾塔進(jìn)行控制,軟件支持計(jì)算機(jī)連接系統(tǒng),并且可處理工廠運(yùn)行數(shù)據(jù)。
為了突出這些優(yōu)點(diǎn),Armfield研發(fā)了兩款實(shí)驗(yàn)室用的蒸餾塔,學(xué)生,工程師和操作員可安全地進(jìn)行實(shí)際演練:
1. 連續(xù)或是批次操作,計(jì)算機(jī)控制塔(模型參考UOP3CC),可演示相關(guān)工程專業(yè)的許多初級(jí)原理,以及現(xiàn)代控制策略更加復(fù)雜的演示。
2.只能進(jìn)行批次操作的設(shè)備(模型參考UOP3BM)是人工控制的,可綜合研究精餾的基本原理。
在使用易燃溶劑時(shí),兩款設(shè)備都是安全的
Armfield UOP3CC 做了很明顯的改進(jìn),每個(gè)托盤上都有附加的取樣口
特制的8點(diǎn)采樣&進(jìn)料篩板塔部分
采樣&每個(gè)托盤的進(jìn)料點(diǎn)
塔部分在現(xiàn)有的UOP3CC基礎(chǔ)上做了改進(jìn)
之前,將熱電偶移除是為了取樣。在進(jìn)行連續(xù)精餾操作時(shí),將注射針插入每個(gè)篩板的取樣口便可獲取蒸汽或是液體。除此之外,取樣口可作為每個(gè)篩板上的額外進(jìn)料部位。
取樣口是按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,可安裝在現(xiàn)有的UOP3CC設(shè)備上。
分類說(shuō)明
UOP3BM
間歇式精餾塔(指南):
間歇式精餾塔
獨(dú)立的篩板精餾塔設(shè)備包括再沸器,冷凝器和回流槽,可使用易燃溶劑,設(shè)備可進(jìn)行批次操作
操作過(guò)程中每個(gè)篩板上的溫度都可被監(jiān)測(cè),并顯示在臺(tái)式控制器上。控制器還可控制再沸器的電源,回流比設(shè)置在0-100%之間
控制臺(tái)前板連接可使用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室記錄器,數(shù)據(jù)記錄器工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的PID和PLC控制器(不提供)
U型管壓力計(jì)可測(cè)量精餾塔的壓力下降
50mm 直徑的篩板塔,可與提供的填充塔交換使用
真空系統(tǒng)可將操作壓力降低至200m巴
設(shè)備帶有完整的配置,包括保溫套,綜合操作說(shuō)明書中對(duì)調(diào)試,維修和教學(xué)有詳細(xì)說(shuō)明
UOP3CC
計(jì)算機(jī)連接精餾塔
獨(dú)立的篩板精餾柱設(shè)備包括物料容器,水泵,重沸器,冷凝器,回流分離器,產(chǎn)品收集容器,產(chǎn)品冷卻器,物料預(yù)熱器,適合與可燃溶劑一起使用,全套設(shè)備可進(jìn)行批次和連續(xù)操作
8個(gè)取樣點(diǎn)
操作過(guò)程中每個(gè)篩板上的溫度都可被監(jiān)測(cè),并顯示在臺(tái)式控制器上。控制器還可控制重沸器的電源,回流比設(shè)置在0-100%之間
控制臺(tái)前板連接可使用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室記錄器,數(shù)據(jù)記錄器工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的PID和PLC控制器(不提供)
控制臺(tái)可與計(jì)算機(jī)(不提供)相連,軟件可在線記錄數(shù)據(jù),設(shè)置實(shí)時(shí)監(jiān)控和PID控制圈,用戶通過(guò)模擬圖可進(jìn)行檢測(cè),控制
U型管壓力計(jì)可測(cè)量精餾柱的壓力下降
真空系統(tǒng)可將操作壓力降低至200m巴
第三個(gè)物料容器帶有回流分離器,可演示共沸蒸餾
50mm 直徑的篩板塔,可與提供的填充塔交換使用
設(shè)備帶有完整的配置,包括保溫套,綜合操作說(shuō)明書中對(duì)調(diào)試,維修和教學(xué)有詳細(xì)說(shuō)明
描述
間歇式精餾塔(指南)UOP3BM
設(shè)備是獨(dú)立的,并配有全套的精餾儀器,適合在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行與單元操作相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室工作
設(shè)備的電路絕對(duì)安全,并采用合適的防火設(shè)備,可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)混合物進(jìn)行安全蒸餾,例如甲基環(huán)已烷,甲醇水等
設(shè)備包括兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的儀器:落地式加工設(shè)備,水平式控制臺(tái)
包含以下特征:
UOP3BM 加工設(shè)備
直徑為50mm的板式蒸餾塔,包括8個(gè)篩板和下降管。每個(gè)板都帶有溫度傳感器,可準(zhǔn)確地測(cè)量各個(gè)板上的溫度
提供一個(gè)50mm的填充柱,但是用戶可與板式塔交換使用,對(duì)比研究?jī)煞N類型的精餾塔
電熱鍋爐可進(jìn)行1-2小時(shí)的批次操作
再沸器的液面報(bào)警器功能可避免過(guò)熱
一個(gè)架空冷凝器可測(cè)量和調(diào)整冷卻水流量
冷凝物收集容器帶有兩個(gè)溢流堰,管道可分離不混溶液體
回流閥,螺線管產(chǎn)生0%-100%回流,可通過(guò)電子信號(hào)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整
差式壓力計(jì)與塔的頂部和底部相連,可檢測(cè)其壓力降
帶有計(jì)量器的真空系統(tǒng),可在壓力降至200m 巴的情況下研究蒸餾
系統(tǒng)采樣點(diǎn)便于進(jìn)行分析
盛裝加工液體的材質(zhì)有:玻璃,不銹鋼,PTFE或是類似的耐腐蝕材料
加工設(shè)備的總高度不超過(guò)2.5米(8.2ft)
提供保溫套,在蒸餾過(guò)程中可能會(huì)看到不止一個(gè)板
塔內(nèi)最高工作溫度至少為130攝氏度
UOP3BM 控制臺(tái)
可檢測(cè)并顯示系統(tǒng)13以上的溫度,包括每個(gè)托盤中的液體溫度,再沸器溫度和冷凝器溫度
檢查,顯示,手動(dòng)調(diào)整一下項(xiàng)目:
· 再沸器的電功率
· 回流比
通過(guò)前板連接,用戶可連接0-5伏工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的儀器或是可編程邏輯控制器,通過(guò)測(cè)量柱溫,在線監(jiān)測(cè)蒸出速率或是回流比。連接點(diǎn)還可使用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室圖形記錄器和數(shù)據(jù)記錄器(可同步測(cè)量?jī)蓚€(gè)溫度)
漏電保護(hù)器保護(hù)主電源(單相3KW)。零壓防護(hù)安全電路可防止意外啟動(dòng)
電路的斷路器可防止電流過(guò)剩
計(jì)算機(jī)連接精餾塔UOP3CC
該設(shè)備具備上述UOP3BM的所有手動(dòng)操作特征,同時(shí)還包括以下特征:
UOP3CC加工設(shè)備
兩個(gè)5升的物料容器,可快速改變物料成分
通過(guò)調(diào)整泵馬達(dá)控制器的壓力,可將蠕動(dòng)泵功率控制在在0-0.25升/分鐘
電熱再沸器可進(jìn)行1-2小時(shí)的批次操作,但是在進(jìn)行連續(xù)操作時(shí),需要有內(nèi)部溢流
底部的熱交換器可對(duì)水進(jìn)行冷卻,也可作為物料預(yù)熱器
進(jìn)料點(diǎn)可改變精餾塔入口物料的溫度
配量物料容器與精餾塔相連,還配有濃縮分離器,可研究共沸蒸餾
溫度傳感器可測(cè)量物料,生產(chǎn)系統(tǒng)和再沸器溫度
UOP3CC控制臺(tái)
檢測(cè)并顯示至少14個(gè)系統(tǒng)溫度,包括每個(gè)托盤內(nèi)的液體溫度,再沸器溫度,液體經(jīng)過(guò)冷凝器的溫度以及物料溫度
檢測(cè),顯示并調(diào)整一下選項(xiàng):
1. 再沸器的電功率
2. 回流比
3. 進(jìn)給速度
控制臺(tái)后面的帶狀連接器可使用標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室圖形記錄器和數(shù)據(jù)記錄器(可進(jìn)行同步測(cè)量)
通過(guò)USB接口,設(shè)備后面的USB連接器可與用戶提供的計(jì)算機(jī)連接
操作者通過(guò)控制臺(tái)前板上的遠(yuǎn)程/手動(dòng)開關(guān),可將計(jì)算機(jī)控制轉(zhuǎn)換至設(shè)備前板
在沒(méi)有計(jì)算機(jī)控制信號(hào)的情況下(計(jì)算機(jī)控制模式),電源和馬達(dá)控制電路可自動(dòng)關(guān)閉
UOP3CC軟件
定制的Windows軟件,帶有CD-ROM,通過(guò)USB接口可進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄,帶有模擬圖和圖表顯示結(jié)果,并可導(dǎo)入電子表格
可選擇多個(gè)線圈控制方案
控制設(shè)置包括:
· 手動(dòng)控制進(jìn)給速度,再沸器功率和回流比
· 報(bào)警設(shè)置
· 通過(guò)溫度傳感器調(diào)整再沸器電源的PID控制
· 控制回流比運(yùn)算法則,柱溫隨時(shí)間的變化
· 同步控制再沸器的兩點(diǎn)溫度和回流比
實(shí)驗(yàn)性能
間歇式精餾塔UOP3BM—人工控制
蒸出率產(chǎn)生的柱內(nèi)壓力下降
蒸出率,全回流與柱效率之間的關(guān)系
操作線的McCabe-Thiele 結(jié)構(gòu)
恒定回流比蒸餾:產(chǎn)物成分隨時(shí)間的變化
系統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量平衡
手動(dòng)控制回流比,例如配置特定成分
將填充塔的性能和篩板塔的性能進(jìn)行對(duì)比
計(jì)算連接精餾塔UOP3CC-只可進(jìn)行連續(xù)操作,人工操作和計(jì)算機(jī)操作
包括演示UOP3BM間歇式精餾塔所列出的性能
連續(xù)的定態(tài)蒸餾,包括溫度曲線和McCabe-Thiele分析
連續(xù)蒸餾,根據(jù)柱溫對(duì)再沸器進(jìn)行3階控制
連續(xù)蒸餾,頂部溫度控制回流比
連續(xù)蒸餾,再沸器的溫度控制和回流比(二環(huán)控制系統(tǒng))
優(yōu)化控制器設(shè)置可改變進(jìn)給速度,物料成分或溫度
用戶自選控制法則
過(guò)程動(dòng)態(tài),例如檢測(cè)和控制操作過(guò)程中板的啟動(dòng),關(guān)閉
特殊控制器的演示性能:
再沸器,回流比的PLC控制和報(bào)警功能(要求Armfield PCT19BR設(shè)備配有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PLC)(圖13&14)
演示PLC和PID控制器的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)性能—介紹分散控制系統(tǒng)
根據(jù)柱溫對(duì)再沸器進(jìn)行PID模擬控制(要求Armfield PCT20H設(shè)備配有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制器)
利用Armfield PCT19BR工業(yè)PLC設(shè)備控制精餾塔
比較不同回流比控制方法下的間歇式蒸餾
操作參數(shù)對(duì)柱溫的影響
(進(jìn)給速度為60升/分鐘,60%三氯乙烯,40%二氯甲烷,鍋爐功率0.75lw,回流比2:1)
Table 1:Comparison of temperatures across pack所選的進(jìn)料位置結(jié)果
塔頂進(jìn)料 | ||||||||
時(shí)間 | 成分, m.f. | MCH | 功率 | 回流 | 溫度, °C | |||
- | 進(jìn)料 | 中間 | 底部 | 輸入 kW | 比率 | 再沸器 | O/H 線 | 頂板 |
13.4 | 0.293 | - | - | - | - | - | - | - |
15 | - | - | - | 0.79 | 2:01 | 108.8 | 103.4 | 103.5 |
15.15 | - | - | - | 0.77 | 2:01 | 108.4 | 103 | 102.7 |
15.2 | - | 0.472 | 0.088 | - | - | - | - | - |
15.3 | - | - | - | 0.79 | 2:01 | 107.1 | 102.9 | 103.6 |
15.35 | - | 0.464 | 0.097 | - | - | - | - | - |
15.5 | - | 0.481 | 0.107 | 0.75 | 2:01 | 107.4 | 103 | 103.6 |
必要附件
分析設(shè)備,適合分析任何特殊液態(tài)混合物的成分(例如折射計(jì))
UOP3CC要求
Windows 98系統(tǒng)或更高的版本
奔騰處理器
16MB RAM
15MB 硬盤容量
SVGA顯示(800X600,真色度)
可選附件
PCT19BR
PCL設(shè)備配有Allen Bradley SLC500,包括特定的設(shè)置程序(要求用戶提供計(jì)算機(jī))。
這個(gè)程序最初是由Armfield設(shè)置的,兩個(gè)模擬輸入/輸出控制環(huán)路適合UOP3精餾塔(BM或是CC版),用戶可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行重新設(shè)置。
PCT20H
PID控制器,包括霍尼韋爾UDC3300系列設(shè)備,帶有電壓/mA輸入和輸出,用于單環(huán)路控制,還配有報(bào)警裝置。適合UOP3BM和CC版本。提供的磁盤軟件可演示SCADA的基本原理,用戶提供的計(jì)算機(jī)可在線連接PID控制器。
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