CN111939583A - 一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工设备技术领域，具体为一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，包括第一支撑座，第一支撑座的上方通过螺栓固定安装有蒸馏釜，且蒸馏釜的上方一体成型有对接座，对接座的上方通过螺栓固定安装有蒸馏塔主壳体。有益效果为：本发明设计的安全型蒸馏塔结构能够使用第一控制器和第二控制器共同控制来实现对故障的及时反应，从而能够在蒸馏塔主壳体内出现压力暴增时能过及时的切断加热器的电源并及时的对位于蒸馏塔主壳体和蒸馏釜内的乙醇蒸汽进行冷却来实现快速的降压，能顾有效的避免由于各种原因下对加热器温度调节失控导致压力突变从而造成蒸馏塔主壳体破裂进而导致严重化工事故的现象，有效的保障了工厂的财产安全和工人的人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，具体为一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置。
背景技术
乙醇是重要的化工原料，工业生产乙醇过程中需要对乙醇混合溶液进行蒸馏，从而利用混合溶液中各组分的沸点不同实现分离，但是现有的乙醇提取用的蒸馏塔装置主要采用单独一个控制器和温控器实现对蒸馏塔内部的温度和压力的调控，而当该调控系统出现故障时，就容易出现蒸馏塔内部压力暴涨从而造成蒸馏塔破裂的现象。现有的处理方法主要是采用人工定期巡检监控来避免危险进一步的扩大，而人工巡检监控的可靠性低，而且也难以实现对出现故障的蒸馏塔的快速降压处理。
如果发明一种能够自动进行蒸馏塔的二次温度和压力调控并且及时发出警报信号的新型乙醇提取用蒸馏塔就能够有效的解决此类问题，为此我们提供了一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，包括第一支撑座，所述第一支撑座的上方通过螺栓固定安装有蒸馏釜，且蒸馏釜的上方一体成型有对接座，所述对接座的上方通过螺栓固定安装有蒸馏塔主壳体，且蒸馏塔主壳体的上端设置有用于排出乙醇蒸汽的乙醇蒸汽排出管；
所述蒸馏釜的前端通过螺栓固定安装有第二控制器，且蒸馏釜上通过螺栓固定安装有插入蒸馏釜内部的第三温度检测传感器、第四温度检测传感器、第三气压检测传感器和第四气压检测传感器，所述蒸馏釜的上方一体成型有进液管，且蒸馏釜的下方一体成型有排液管，所述蒸馏釜的底部通过螺栓固定安装有加热器；
所述第一支撑座的后方设置有第二支撑座，且第二支撑座上通过螺栓固定安装有液氮罐和冷却罐，所述冷却罐的内部通过均温板分隔为液氮容纳腔和冷却腔，且冷却罐的前端通过螺栓固定安装有第一控制器和报警器，所述冷却罐上通过螺栓固定安装有与液氮容纳腔连通的抽出泵，且抽出泵的进口端通过液氮供应管与液氮罐连通，所述冷却腔的上端通过进气管与对接座连通，且冷却腔的下端通过返流管与蒸馏釜连通，所述冷却罐上一体成型有与液氮容纳腔连通的氮气排出管；
所述冷却罐上通过螺栓固定安装有插入液氮容纳腔的第二温度检测传感器和第二气压检测传感器，且冷却罐上通过螺栓固定安装有插入冷却腔内的第一温度检测传感器和第一气压检测传感器，所述第一控制器通过导线分别与第一气压检测传感器、第二气压检测传感器、第三气压检测传感器、第一温度检测传感器、第二温度检测传感器、第三温度检测传感器、报警器以及加热器的电源开关电性连接，且液氮供应管、氮气排出管、进气管和返流管上均安装有与第一控制器电性连接的电磁流量阀，所述第二控制器分别与加热器的温度控制端、第四温度检测传感器和第四气压检测传感器电性连接，且进液管。和排液管上均固定安装有与第二控制器电性连接的电磁流量阀。
优选的，所述蒸馏釜上通过螺栓固定安装有搅拌电机，且搅拌电机的输出端驱动有插入蒸馏釜的搅拌桨，所述搅拌电机通过导线与第二控制器电性连接。
优选的，所述冷却罐的上端通过螺栓固定安装有稳压罐，且稳压罐内通过螺栓固定安装有稳压隔膜，所述稳压罐的底部通过稳压导气管与对接座连通，且稳压隔膜为橡胶膜。
优选的，所述第一控制器和第二控制器均为S7-200型PLC控制器，且加热器通过与第二控制器电性连接的温控器控制。
优选的，所述第一支撑座的上方通过螺栓固定安装有辅助支撑架，且辅助支撑架的上端通过螺栓与蒸馏塔主壳体的外壁固定安装，所述均温板上固定安装有连通液氮容纳腔和冷却腔的热管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的安全型蒸馏塔结构能够使用第一控制器和第二控制器共同控制来实现对故障的及时反应，从而能够在蒸馏塔主壳体内出现压力暴增时能过及时的切断加热器的电源并及时的对位于蒸馏塔主壳体和蒸馏釜内的乙醇蒸汽进行冷却来实现快速的降压，并且还能够有效的通过专门设计的稳压罐来争取更多的故障处理反应时间，因此能顾有效的避免由于各种原因下对加热器温度调节失控导致压力突变从而造成蒸馏塔主壳体破裂进而导致严重化工事故的现象，有效的保障了工厂的财产安全和工人的人身安全，具有很高的实用价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构的侧视图；
图3为本发明结构的剖视图；
图4为本发明蒸馏釜的结构示意图。
图中：1、排液管；2、第一支撑座；3、第一温度检测传感器；4、第一气压检测传感器；5、第一控制器；6、第二支撑座；7、第二气压检测传感器；8、液氮罐；9、电磁流量阀；10、液氮供应管；11、冷却罐；12、第二温度检测传感器；13、稳压罐；14、稳压导气管；15、蒸馏塔主壳体；16、对接座；17、进液管；18、蒸馏釜；19、搅拌电机；20、进气管；21、第三气压检测传感器；22、加热器；23、第二控制器；24、第四温度检测传感器；25、第四气压检测传感器；26、辅助支撑架；27、乙醇蒸汽排出管；28、返流管；29、第三温度检测传感器；30、搅拌桨；31、均温板；32、氮气排出管；33、液氮容纳腔；34、冷却腔；35、报警器；36、抽出泵；37、稳压隔膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，包括第一支撑座2，第一支撑座2的上方通过螺栓固定安装有蒸馏釜18，且蒸馏釜18的上方一体成型有对接座16，对接座16的上方通过螺栓固定安装有蒸馏塔主壳体15，且蒸馏塔主壳体15的上端设置有用于排出乙醇蒸汽的乙醇蒸汽排出管27；
蒸馏釜18的前端通过螺栓固定安装有第二控制器23，且蒸馏釜18上通过螺栓固定安装有插入蒸馏釜18内部的第三温度检测传感器29、第四温度检测传感器24、第三气压检测传感器21和第四气压检测传感器25，蒸馏釜18的上方一体成型有进液管17，且蒸馏釜18的下方一体成型有排液管1，蒸馏釜18的底部通过螺栓固定安装有加热器22；
第一支撑座2的后方设置有第二支撑座6，且第二支撑座6上通过螺栓固定安装有液氮罐8和冷却罐11，冷却罐11的内部通过均温板31分隔为液氮容纳腔33和冷却腔34，且冷却罐11的前端通过螺栓固定安装有第一控制器5和报警器35，冷却罐11上通过螺栓固定安装有与液氮容纳腔33连通的抽出泵36，且抽出泵36的进口端通过液氮供应管10与液氮罐8连通，冷却腔34的上端通过进气管20与对接座16连通，且冷却腔34的下端通过返流管28与蒸馏釜18连通，冷却罐11上一体成型有与液氮容纳腔33连通的氮气排出管32；
冷却罐11上通过螺栓固定安装有插入液氮容纳腔33的第二温度检测传感器12和第二气压检测传感器7，且冷却罐11上通过螺栓固定安装有插入冷却腔34内的第一温度检测传感器3和第一气压检测传感器4，第一控制器5通过导线分别与第一气压检测传感器4、第二气压检测传感器7、第三气压检测传感器21、第一温度检测传感器3、第二温度检测传感器12、第三温度检测传感器29、报警器35以及加热器22的电源开关电性连接，且液氮供应管10、氮气排出管32、进气管20和返流管28上均安装有与第一控制器5电性连接的电磁流量阀9，第二控制器25分别与加热器22的温度控制端、第四温度检测传感器24和第四气压检测传感器25电性连接，且进液管17。和排液管1上均固定安装有与第二控制器25电性连接的电磁流量阀9；
蒸馏釜18上通过螺栓固定安装有搅拌电机19，且搅拌电机19的输出端驱动有插入蒸馏釜18的搅拌桨30，搅拌电机19通过导线与第二控制器23电性连接，冷却罐11的上端通过螺栓固定安装有稳压罐13，且稳压罐13内通过螺栓固定安装有稳压隔膜37，稳压罐13的底部通过稳压导气管14与对接座16连通，且稳压隔膜为橡胶膜；
第一控制器5和第二控制器23均为S7-200型PLC控制器，且加热器22通过与第二控制器23电性连接的温控器控制，第一支撑座2的上方通过螺栓固定安装有辅助支撑架26，且辅助支撑架26的上端通过螺栓与蒸馏塔主壳体15的外壁固定安装，均温板31上固定安装有连通液氮容纳腔33和冷却腔34的热管。
工作原理：该装置在使用时，首先通过进液管17将乙醇混合溶液送入蒸馏釜18中，然后利用加热器22对位于蒸馏釜18中的乙醇混合溶液进行加热，第二控制器23可以通过第四温度检测传感器24来检测蒸馏釜18内的温度，同时能够利用第四气压检测传感器25来检测蒸馏釜18内的气压强度，从而对加热器22进行工作状态控制来维持蒸馏釜18内维持合适的温度范围和压力范围之内，而通过蒸馏釜18的蒸馏产生的乙醇蒸汽也将通过对接座16进入蒸馏塔主壳体15内随后由乙醇蒸汽排出管27排出后有外部冷凝设备进行冷凝和收集。当加热器22的温度控制部件出现损坏或者由于其他故障而导致第二控制器23无法完成对蒸馏釜18内的温度和气压进行调整时，第一控制器5依然能够通过第三温度检测传感器29和第三气压检测传感器21对蒸馏釜18内的温度和气压进行检测，从而在蒸馏釜18内的温度或者气压超出一定的阈值时进行紧急处理，在紧急处理过程中第一控制器5首先控制加热器22的电源切断对加热器22的电力供应，随后打开进气管20、返流管28和液氮供应管10上的电磁流量阀9，从而使得位于蒸馏釜18内的乙醇蒸汽能够直接的通过进气管20进入冷却腔34内，同时利用抽出泵36将位于液氮罐8内的液氮抽入液氮容纳腔33内，液氮容纳腔33内的液氮将通过均温板31对位于冷却腔34内的乙醇蒸汽进行冷凝从而使其液化或者固化，同时第一控制器5也将通过第一气压检测传感器4、第二气压检测传感器7、第一温度检测传感器3和第二温度检测传感器12来实时的对液氮容纳腔33和冷却腔34内的温度以及气压进行检测，从而来调整液氮的供应量，当液氮容纳腔33内的液氮过多时也可以通过氮气排出管32排出，同时位于冷却腔34内被液化的乙醇混合液也能够通过返流管28返流至蒸馏釜18中，为了进一步的提高热量交换的效率还可以在进气管20上安装受控于第一控制器5的气泵来使得乙醇蒸汽能够更快速的进入冷却腔34内被冷却，当第一控制器5对乙醇蒸汽进行冷却时还会通过报警器35向外界发出报警信号，从而便于操作人员能够快速的定位故障并进行人工处理。另外该装置上还设置了稳压罐13，蒸馏釜18所产生的乙醇蒸汽也可以直接的通过稳压导气管14被送入稳压罐13的底部，而稳压隔膜37在承受压力后会向上产生变形，从而能够使稳压罐13的底部容纳更多的乙醇蒸汽，有效的延缓了蒸馏塔主壳体15内气压增长的速度，从而为第一控制器5和第二控制器23对蒸馏釜18和蒸馏塔主壳体15内的气压调整提供更多的故障处理反应时间，进一步提高了装置的安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，包括第一支撑座(2)，其特征在于：所述第一支撑座(2)的上方通过螺栓固定安装有蒸馏釜(18)，且蒸馏釜(18)的上方一体成型有对接座(16)，所述对接座(16)的上方通过螺栓固定安装有蒸馏塔主壳体(15)，且蒸馏塔主壳体(15)的上端设置有用于排出乙醇蒸汽的乙醇蒸汽排出管(27)；
所述蒸馏釜(18)的前端通过螺栓固定安装有第二控制器(23)，且蒸馏釜(18)上通过螺栓固定安装有插入蒸馏釜(18)内部的第三温度检测传感器(29)、第四温度检测传感器(24)、第三气压检测传感器(21)和第四气压检测传感器(25)，所述蒸馏釜(18)的上方一体成型有进液管(17)，且蒸馏釜(18)的下方一体成型有排液管(1)，所述蒸馏釜(18)的底部通过螺栓固定安装有加热器(22)；
所述第一支撑座(2)的后方设置有第二支撑座(6)，且第二支撑座(6)上通过螺栓固定安装有液氮罐(8)和冷却罐(11)，所述冷却罐(11)的内部通过均温板(31)分隔为液氮容纳腔(33)和冷却腔(34)，且冷却罐(11)的前端通过螺栓固定安装有第一控制器(5)和报警器(35)，所述冷却罐(11)上通过螺栓固定安装有与液氮容纳腔(33)连通的抽出泵(36)，且抽出泵(36)的进口端通过液氮供应管(10)与液氮罐(8)连通，所述冷却腔(34)的上端通过进气管(20)与对接座(16)连通，且冷却腔(34)的下端通过返流管(28)与蒸馏釜(18)连通，所述冷却罐(11)上一体成型有与液氮容纳腔(33)连通的氮气排出管(32)；
所述冷却罐(11)上通过螺栓固定安装有插入液氮容纳腔(33)的第二温度检测传感器(12)和第二气压检测传感器(7)，且冷却罐(11)上通过螺栓固定安装有插入冷却腔(34)内的第一温度检测传感器(3)和第一气压检测传感器(4)，所述第一控制器(5)通过导线分别与第一气压检测传感器(4)、第二气压检测传感器(7)、第三气压检测传感器(21)、第一温度检测传感器(3)、第二温度检测传感器(12)、第三温度检测传感器(29)、报警器(35)以及加热器(22)的电源开关电性连接，且液氮供应管(10)、氮气排出管(32)、进气管(20)和返流管(28)上均安装有与第一控制器(5)电性连接的电磁流量阀(9)，所述第二控制器(25)分别与加热器(22)的温度控制端、第四温度检测传感器(24)和第四气压检测传感器(25)电性连接，且进液管(17)。和排液管(1)上均固定安装有与第二控制器(25)电性连接的电磁流量阀(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，其特征在于：所述蒸馏釜(18)上通过螺栓固定安装有搅拌电机(19)，且搅拌电机(19)的输出端驱动有插入蒸馏釜(18)的搅拌桨(30)，所述搅拌电机(19)通过导线与第二控制器(23)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，其特征在于：所述冷却罐(11)的上端通过螺栓固定安装有稳压罐(13)，且稳压罐(13)内通过螺栓固定安装有稳压隔膜(37)，所述稳压罐(13)的底部通过稳压导气管(14)与对接座(16)连通，且稳压隔膜为橡胶膜。
4.根据权利要求1所述的一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，其特征在于：所述第一控制器(5)和第二控制器(23)均为S7-200型PLC控制器，且加热器(22)通过与第二控制器(23)电性连接的温控器控制。
5.根据权利要求1所述的一种用于乙醇提取的安全型蒸馏塔装置，其特征在于：所述第一支撑座(2)的上方通过螺栓固定安装有辅助支撑架(26)，且辅助支撑架(26)的上端通过螺栓与蒸馏塔主壳体(15)的外壁固定安装，所述均温板(31)上固定安装有连通液氮容纳腔(33)和冷却腔(34)的热管。
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