APP下载

精馏实训装置在教学中的作用及改进措施

2015-05-30刘亚群

职业·中旬 2015年9期
关键词:冷凝冷却水材质

刘亚群

摘要:本文简要介绍了精馏实训装置的特点、精馏装置在实训教学中的作用及实训功能,提出了对该装置进行改进的意见和措施,以利于精馏实训装置更好地为教学服务。

关键词:精馏实训放空阀缓冲罐冷却水循环

一、装置简介

笔者所在学校精馏实训室的设备为天津大学过程工业与研究所开发,现将学校精馏实训装置做简单介绍。学校精馏实训室现有精馏装置八套,塔设备为不锈钢材质筛板塔,伞塔共有十六块塔板,每台设备均配备DCS控制系统,实现了现场操作与DCS控制联合操作的过程,很好地模拟了企业的精馏生产。通过精馏实训可以使学生认识精馏装置的结构、流程及仪表,掌握精馏装置的开停车及正常运行操作技能和异常事故(如断电、断水、进料阀卡等)处理技能;使学生提高理论与实际相结合的能力,进一步适合企业发展的需要。

二、在实训教学中的作用

这些精馏实训装置在实训教学中有重要的作用。对于化工职业院校来说,化工单元过程及操作是一门专业基础课,精馏是其中非常重要的一个操作。单纯的理论教学不能满足教学需要,精馏实训装置可以很好地训练学生进行精馏操作的能力。

对于现在学校进行的一体化教学改革而言,精馏单元操作主要是以精馏单元仿真和精馏实训操作为载体完成的。学生可以学习精馏设备、流程、精馏操作(包括正常开停车、正常生产控制、异常现象的处理),通过操作训练更好地理解精馏原理,替代单一的理论学习,提高学习积极性。

三、精馏实训装置存在的问题及改进措施

学院精馏实训装置虽然比较先进,但是我们在长时间的教学过程发现了以下儿个方而的不足。

1.回流管路转子流量计显示不稳定,流量具有脉动性

针对以上问题,改进方案如下:由于回流泵使用的是柱塞式计量泵,吸液过程和排液过程不连续,所以回流液体流量脉动性变化。为了使液体流量较平稳,需要在计量泵出口增加缓冲罐。由于精馏装置中的缓冲罐结构为柱形,在设备正常运行时罐内气体伞部被赶出,起不到缓冲作用。对于同体积的缓冲罐来说,球形缓冲罐耗材少,其缓冲效果也最好,因此可以将柱形缓冲罐改为球形缓冲罐。

2.塔顶全凝器的放空阀材质为不锈钢材质,不方便学生观察实验

针对以上问题,改进方案如下:装置中塔顶伞凝器的材质为不锈钢,如果冷凝水量较小,塔顶轻组分如若不能伞部被冷凝,有小部分以蒸汽的形态从放空阀溢出(由于蒸汽量很小,此时我们的肉眼难以看见蒸汽)。对于教学过程来说,学生难以判断冷凝水阀的开度的大小,如果将放空阀换为玻璃材质,如果有少量酒精蒸汽不能被冷凝,那么在玻璃放空阀内壁上我们将会看到冷却下来的雾滴,从而加大冷凝水阀的开度。

3.装置的保温材料的保温效果不理想,致使全塔效率降低

针对以上问题,改进方案如下:精馏过程同时涉及传热、传质,而且有相变化发生,过程较为复杂,为便于工程计算常做一些假定,假定之一便是恒摩尔流假设,而衡摩尔流假设成立的条件之一即为装置保温良好,热损失可忽略不计。而精馏装置的保温材料的保温性能并不理想,热损失比较严重,致使板与板之问有蒸汽被冷凝,使上升蒸汽量逐板减少,即在每层板上进行汽液传质、传热的蒸汽量随塔高逐渐减少,从而导致伞塔效率下降,所以需用保温性能更好的保温材料来保温。

4.精馏装置增加冷却水循环装置

学院精馏实训装置冷却水采用的是一次水,每次操作完的冷却水被排放到下水道,造成了很大的浪费。在化工企业中,水都是循环使用的,根据这个理念,我们可以增加循环水装置,通过增加储水罐、输送泵、凉水塔满足水循环的需要。把外界输入的新鲜水注入储水罐中,通过离心泵把水打到各个精馏实训装置,从装置出来的回水用泵输送到凉水塔(凉水塔位于储水罐上方),凉水塔设风机进行冷却,通过这种方式,减少水的直接排放,从而节约了能源。

5.增加冷却水的计量仪表

在精馏过程中用冷却水冷凝塔顶产品,同时给塔釜产品换热。增加一个涡轮流量计,用来计量操作过程中冷却水的用量。增加冷却水消耗量的计量可以确定整个过程冷却水的用量,培养学生节约用水的观念,与企业的节能观念相符合。

四、小结

笔者从装置设计和教学环节入手提出了改进精馏实训装置的新方案,即以球形缓冲罐代替设备中柱形缓冲罐、以玻璃材质放空阀代替不锈钢材质放空阀和增加冷却水循环装置。通过这些改进措施使精馏装置在设计上更加合理,同时也适应了教学环节的需要,从而更方便了实训教学。

猜你喜欢

冷凝冷却水材质
油田主机排气阀冷却水泄漏故障分析及修复
洗脱苯粗苯冷凝冷却器优化改造
硫磺回收装置冷凝冷却器改造
中央空调冷却水系统节能研究
外套之材质对比战
针织衫之材质对比战
10KV配变绕组材质鉴别初探
一种发动机冷却水管总成
压缩机级间冷却冷凝析水量计算
冷凝罐接管与筒节焊接应力的有限元分析