O'rganish / suv aralashmasini ajratish uchun o'z-o'zidan issiqlik rekuperativ Azeorop distillashini ko'p ob'ektiv optimallashtirish va nazorat qilish - bet 6

3.2.2. SHRAD jarayonining boshqaruv strategiyasi. 10-rasmda optimallashtirilgan SHRADning harorat profili ko'rsatilgan
CAD
process SHRAD process
8-jadval. CAD va SHRAD jarayonlarining ishlash indekslari
CAD jarayoni SHRAD jarayoni ajratishning minimal ishi (kW) 36.44 36.44
yoʻqotilgan ish (kW) 222.19 (0%) 111.92 (−49,63%)
Termodinamik samaradorlik (%) 14.09 24.56
CO2 emissiyasi (kg/soat) 1175.85 (0%) 567.53 (−51,73%)
nihoyat taxminan to'qqizinchi soatda barqarorlashdi va boshlang'ich tozalikka qaytdi. Suvning tozaligi ikkita katta o'zgarishlarni boshdan kechirganidan keyin 98,25% belgilangan qiymatdan yuqori barqarorlasha boshladi. Gullash 20% ga o'zgarganda, ikki mahsulotning o'zgarishi asosan 10% ga gullash o'zgarishi bilan bir xil bo'ladi. Biroq, 8-rasmdan ko'rinib turibdiki, oqimning o'sishi qanchalik yuqori bo'lsa, mahsulotning barqarorlik muddati qancha ko'p bo'ladi va mahsulotning sofligi past bo'ladi. Bu ozuqa gullashining o'zgarishi qanchalik katta bo' lsa, mahsulotga ta'siri qanchalik jiddiy bo'lishini ko'rsatadi. Oziq-ovqat oqimining pasayishi, asosan , mahsulotning, ayniqsa, etanol mahsulotining haddan tashqari ko'tarilishi va barqarorlik vaqtiga ta'sir qiladi, bu tizim uchun noqulay omil hisoblanadi.
9-rasmda SHRAD tizimiga suv tarkibi tebranishlarini taqdim etgandan so'ng mahsulot pokligining dinamik javoblari ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, 9-rasmda ko'rinib turibdiki, suv tarkibi 10% ga oshganda, etanol va suvning sofligi biroz o'zgaradi. Suv tarkibi oshganda
jarayon. 10-rasmdan ko'rinib turibdiki, azeotrop distillyatsiya ustunining 25-bosqichida harorat yonbag'ir eng katta bo'lib, shu tariqa u yonbag'ir mezoniga asoslangan haroratga sezgir bosqich sifatida tanlanishi mumkin. 38 Benzolni tiklash ustunidagi 12-bosqich eng katta harorat yon bag'riga ega bo'lsa, ustun tubiga yaqin bo'lsa, haroratga sezgir bosqich sifatida nisbatan katta yon bag'irga ega bo'lgan 11-bosqich tanlanadi.
SHRAD jarayonining boshlang'ich boshqaruv strukturasida, birinchi navbatda, an'anaviy azeotrop distillash bo'yicha tajribani nazarda tutish uchun suyuqlik sathi nazorati qo'shiladi. 39 Dekanterdagi suyuq fazalarning umumiy miqdorini nazorat qilish juda muhimdir. Azeotrop miqdori juda kichik bo' lgani uchun qo'shimcha benzolning gullashini sozlash orqali organik faza darajasini nazorat qilish qiyin. Aniqlanishicha, dekanterdan organik faza oqimi uning suyuq darajasini yaxshi boshqarishi mumkin, dekanterdagi suv fazasi darajasi benzolni tiklash ustunining ozuqa oqimi bilan boshqariladi. Azeotrop distillash ustunining pastki suyuqlik darajasi pastki mahsulot gullari tomonidan nazorat qilinadi va benzolni qayta tiklash ustunining yuqori suyuqlik darajasi yuqori mahsulot oqimi tezligi bilan nazorat qilinadi . Benzolni qayta tiklash ustunining pastki suyuqlik darajasi pastki mahsulot oqimi tezligi bilan boshqariladi . Ozuqa aralashmasining gullari va organik fazaning refyuks oqimi mos ravishda valflari bilan boshqariladi va ikki oqimning proportsional nazorati azeotrop distillash ustunining 25-bosqich haroratini ( KC = 1.45,
8-rasm. Ozuqa oqimi 10 va 20% ga o'zgarganda etanol va suv mahsulotlarining dinamik javoblari.
9-chizma. Suv tarkibi 10 va 20% ga o'zgarganda etanol va suv mahsulotlarining dinamik javoblari.
10-rasm. SHRAD jarayonining harorat profili.
τI = 18,46 min). Sovutgichdan olib tashlangan issiqlik dekanterga oqim haroratini nazorat qilish uchun o'zgartiriladi . Benzolni tiklash ustunining pastki qayta ishga tushirish issiqligidan beri
uning eng yaxshi bug 'bilan ta'minlanadi, uni nazorat o'zgaruvchan sifatida ishlatish mumkin emas. Azeotrop bo'linish-devor ustunini bug 'rekompressiyasi bilan boshqarganda, Luyben40 eng yaxshi bug 'oqimidan foydaladi
11-rasm. SHRAD jarayonining boshlang'ich boshqaruv strukturasi.
12-rasm. boshlang'ich nazorat tuzilmaning dinamik javob ± 10% ozuqa flowrate o' zgarishlar.
ustun sahna harorati nazorat qilish va yuqori bug 'oqimini tartibga solish uchun kompressor kuchini foydalangan . Shuning uchun, yuqori bug 'gullari 11-chi sezgir bosqichning haroratini (KC = 0.82, τI ) moslashtirish uchun nazorat o'zgaruvchan sifatida ishlatiladi
= 10,63 min). Kompressor Comp2 benzolni qayta tiklash ustunining eng yaxshi bug ' oqimini sozlash uchun ishlatiladi. Tegishli boshqaruv strukturasi 11-rasmda ko'rsatilgan.
Oziqlanish oqimi va kompozitsiya tebranishlari shRAD tizimiga boshlang'ich nazorat strukturasi ostida joriy etiladi. Mahsulot pokligi va sezgir sahna haroratining tegishli dinamik javoblari 12-rasmda va rasmda ko'rsatilgan
13. Shakl 12da ko'rsatilgandek, ozuqa gullashi o'zgarganda, etanol tozaligi kichik o'zgarishlardan so'ng belgilangan qiymatga suyanadi va nihoyat 6 soat ichida stabillashadi. O'zgarishlar tendentsiyasini 25-bosqich haroratining dinamik javobidan ham ko'rish mumkin. Oziq-ovqat mahsuloti 10% ga oshganda, suv tozaligi kichik o'zgarishlarni boshdan kechirganidan keyin 1 soat ichida belgilangan qiymatga qaytadi . Biroq, ozuqa qachon
oqim oqimi 10% ga kamayadi, suv tozaligi pasayishda davom etmoqda va nihoyat nazorat strukturasisiz bundan past bo'lgan o'zgarishdan keyin taxminan 97% % da barqarorlashadi. 13-rasmda ko'rsatilgandek, ozuqa tarkibidagi suv tarkibi oshganda, etanol va suv mahsulotlariga ta'siri juda kichik, ammo ozuqa suvidagi suv tarkibi pasayganda, etanol va suvning tozaligi katta o'zgarishlarni ko'rsatadi. Etanol mahsulotlari uchun o'zgaruvchanlik vaqti 15 soatga yaqin bo'lib, suvda barqarorlikka yaqin bo'lishidan oldin taxminan 10 soatlik o'zgaruvchanlik vaqti mavjud. o'rganish va suv poklik asosan ularning boshlang'ich qiymati qaytdi, va qoldiq farq juda kichik.
Biroq, benzolni qayta ishlash ustunining haroratni nazorat qilish pastasi samarali emas. Bundan tashqari, ozuqa tarkibidagi suv tarkibi pasayganda, ikkita mahsulotning tozaligi va sezgir sahna harorati mahsulot uchun noqulay bo'lgan katta o' tkazuvchanlik bilan aniq o'zgarishlarni ko'rsatadi. Shuning uchun boshlang'ich boshqaruv strukturasini takomillashtirish kerak.
13-rasm. ±10% suv tarkibi o'zgarishi boshlang'ich nazorat tuzilishi dinamik javoblar.
14-rasm. SHRAD jarayonining boshqaruv strukturasini yaxshilanishi.
Ushbu boshlang'ich nazorat strukturasida, ozuqa oqimi o'zgarganda, etanol tozaligi yuqori tozalik bilan tezda barqarorlikni tiklashi mumkin. Biroq, suv tarkibi o'zgarganda, ayniqsa suv tarkibi pasayganda, etanol ishlab chiqarish barqarorligi uzoq vaqt talab etadi, bu 25-bosqich haroratining buzilib ketishi etarlicha sezgir bo'lmasligi mumkin. Oziq-ovqat oqimining organik oqimga nisbat nazorati SHRAD tizimini boshqarish uchun samarali emasligi aniqlandi. Shunday qilib, takomillashtirilgan boshqaruv strukturasida nisbat nazorati o'chiriladi. Bundan tashqari, benzolni tiklash ustunidagi 11-bosqich haroratining nazorati samarali emas, benzolni tiklash ustunining pastki oqimi 11-bosqich haroratini sozlash uchun operatsion o'zgaruvchi sifatida ishlatiladi (KC
= 1,05, τI = 8,37 min). Yaxshilangan boshqaruv strukturasi 14-rasmda ko'rsatilgan.
Shakl 15 va 16-rasmda mos ravishda 10% ozuqa gullari va suv tarkibi o' zgarishida yaxshilangan nazorat strukturasining dinamik javoblari ko'rsatilgan. Shakl 15da ko'rsatilgandek, ozuqa oqimi o'zgartirilgandan so'ng, etanol mahsuloti belgilangan qiymatga o'xshash bo'lishi mumkin, bu javob natijalariga o'xshaydi
boshlang'ich boshqaruv strukturasi. Oziq-ovqat oqimi o'zgarganidan so'ng, suvning tozaligi qisqa vaqt ichida belgilangan nuqtaga tiklanishi mumkin va suvning haddan tashqari ko'tarilishi boshlang'ich nazorat strukturasi bilan solishtirganda kichikroq bo'ladi. 16-rasmda ko'rsatilganidek, suv tarkibi 10% ga o'zgarganda mahsulot tozaligi talabga javob berishi mumkin va suv tarkibi pasayganda, ikkita mahsulotning haddan tashqari ko'tarishi sezilarli darajada kamayadi. O'rganish mahsulotining o'zgaruvchanlik vaqti taxminan 7 soatni tashkil etadi, bu boshlang'ich nazorat strukturasida bundan sezilarli darajada qisqaroqdir.
|