一种新型精馏实验设备的制作方法

1.本实用新型涉及试验设备领域，具体地，涉及一种新型精馏实验设备。


背景技术：

2.随着现如今社会对于能源使用越来越多，乙醇作为一种清洁能源，在实际的应用中越来越广泛，乙醇与水分离的精馏工艺能够有效的将乙醇与水进行分离，提炼出乙醇。现有的精馏设备实际占地面积较大，如若对精馏塔进行测试改动存在诸多不变。
3.为此，现在多采用实验设备进行数据的采集和测试，但现有的实验精馏设备在实际的使用中需要长时间的进行加热，耗费大量的能量。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型精馏实验设备。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术问题，本实用新型提供了一种新型精馏实验设备。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种新型精馏实验设备，包括原料罐、进料泵、精馏塔、回流泵、冷凝器、冷凝液罐、回流加热器、残液罐和产品罐；
8.所述进料泵将原料罐内的液体通过第一液管输送所述精馏塔，所述进料泵与所述精馏塔之间的所述第一液管上设有原料预热器；
9.所述精馏塔底部通过第二液管连接残液罐，所述精馏塔的顶部通过第三液管连接所述冷凝器；
10.所述冷凝液罐通过第四液管连接所述冷凝器；
11.所述回流泵进液端通过第五液管连接所述冷凝液罐，所述回流泵出液端通过第六液管连接回流加热器的冷进口，所述回流加热器的冷出口通过导管连接所述精馏塔顶部；
12.所述产品罐通过第七液管连接所述冷凝液罐；
13.所述第二液管上设有换热器，所述第二液管包括第二前液管和第二后液管，所述精馏塔底部通过所述第二前液管连接所述换热器的热煤进口，所述残液罐通过所述第二后液管连接所述换热器的热媒出口；
14.所述第一液管包括第一前液管、第一中液管和第一后液管，所述第一前液管一端连接所述进料泵出口，另一端连接所述换热器的冷媒进口，所述第一中液管一端连接所述冷媒出口，另一端连接所述原料预热器进口，所述第一后液管一端连接所述原料预热器出口，另一端连接所述精馏塔。
15.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：还包括控制装置和检测模块；
16.用于检测精馏实验设备中数据的检测所述检测模块电性连接所述控制装置。
17.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述检测模块包括第一液位传感器、第二液位传感器、第三液位传感器和第四液位传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和第一流量传感器，所述第一液位传感器、第二液位传感器、第三液位传感器和第四液
位传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和第一流量传感器均与所述控制装置电性连接；
18.所述第一液位传感器设置于所述原料罐中，所述第二液位传感器设置于所述精馏塔中，所述第三液位传感器设置于所述产品罐中，所述第四液位传感器设置于所述残液罐中，所述第一温度传感器设置于所述第一后液管上，所述第二温度传感器设置于所述精馏塔顶部，所述第一流量传感器设置于所述第一前液管上。
19.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述检测模块还包括第二流量传感器，所述第二流量传感器电性连接所述控制装置，所述第二流量传感器设置于所述第流液管上，且所述第六液管上设有第一控制阀，所述第一控制阀电性连接所述控制装置。
20.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述第一前液管上设有第二控制阀，所述第二控制阀电性连接所述控制装置。
21.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述进料泵与所述出料泵均电性连接于所述控制装置。
22.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述控制装置通过无线模组电性连接操作台。
23.在上述方案基础上并且作为上述方案的优选方案：所述控制装置通过网络模组电性连接移动设备。
24.与现有技术相比，本技术提出的技术方案具有如下的有益效果：
25.精馏塔中的水通过换热器时与流向预热器的混合液进行热量交换，充分利用水的热量，降低精馏过程中的能源使用，提高能源利用效率，减低实验成本。
26.本实用新型的控制装置能够实时收集精馏实验设备中的各项数据，并将数据传输到操作台上便于操作者随时进行查看，有助于操作者及时了解精馏实验设备工作过程中影响精馏效率的因素。
27.本实用新型的移动设备便于操作者进行远程操作，以及数据的实时查看，并可进行线上分享查看。
附图说明
28.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
29.图1为本实用新型整体结构示意图；
30.图中：1、原料罐；101、第一液位传感器；2、精馏塔；21、第二前液管；22、第二后液管；23、第三液管；201、第二液位传感器；3、产品罐；31、第七液管；301、第三液位传感器；4、残液罐；401、第四液位传感器5、冷凝器；51、第四液管；6、冷凝液罐；7、回流加热器；8、回流泵；81、第五液管；82、第六液管；801、第二流量传感器；802、第二控制阀；11、进料泵；12、换热器；13、预热器；141、第一前液管；1411、第一流量传感器；142、第一中液管；143、第一后液管；1412、第一控制阀。
具体实施方式
31.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的
技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
32.为了更好的说明本实用新型，下方结合附图1对本实用新型进行详细的描述。
33.参见图1所示，一种新型精馏实验设备，包括原料罐1、进料泵11、精馏塔2、回流泵8、冷凝器5、冷凝液罐6、回流加热器71、残液罐4和产品罐3；进料泵 11将原料罐1内的液体通过第一液管输送精馏塔2，进料泵11与精馏塔2之间的第一液管上设有原料预热器13；精馏塔2底部通过第二液管连接残液罐4，精馏塔 2的顶部通过第三液管23连接冷凝器5；冷凝液罐6通过第四液管51连接冷凝器5；回流泵8进液端通过第五液管81连接冷凝液罐6，回流泵8出液端通过第六液管 82连接回流加热器71的冷进口，回流加热器71的冷出口通过导管连接精馏塔2顶部；产品罐3通过第七液管31连接冷凝液罐6；残液罐4与精馏塔2之间设有一换热器12，第二液管上设有换热器12，第二液管包括第二前液管21和第二后液管22，精馏塔2底部通过第二前液管21连接换热器12的热煤进口，残液罐4通过第二后液管22连接换热器12的热媒出口；第一液管包括第一前液管141、第一中液管142 和第一后液管143，第一前液管141一端连接进料泵11出口，另一端连接换热器 12的冷媒进口，第一中液管142一端连接冷媒出口，另一端连接原料预热器13进口，第一后液管143一端连接原料预热器13出口，另一端连接精馏塔2。
34.实际使用过程中，首先将待水和乙醇混合液放置于原料罐1中，进料泵11将原料泵中的混合液输送到精馏塔2内，混合液进入到精馏塔2之前先经过原料预热器13进行加热，然后进入到精馏塔2进行精馏分离水和乙醇，乙醇气体流向冷凝器5，经过冷凝器5后进入到冷凝液罐6，冷凝液罐6中的乙醇到达一定的液位之后通过第七液管31流入到产品罐3中；回流泵8能够将冷凝液罐6中的遗赠乙醇通过回流加热器71进入到精馏塔2，便于进行全回流或部分回流的实验测试；精馏塔2中的水流精馏塔2底，并且通过换热器12流向残液罐4，本实施例的具体示例中，第一液管包括第一前液管141、第一中液管142和第一后液管143，第一前液管141一端连接进料泵11出口，另一端连接换热器12的冷媒进口，第一中液管142 一端连接冷媒出口，另一端连接原料预热器13进口，第一后液管143一端连接原料预热器13出口，另一端连接精馏塔2，精馏塔2中的水通过换热器12时与流向预热器13的混合液进行热量交换，充分利用水的热量，降低精馏过程中的能源使用，提高能源利用效率，减低实验成本。
35.本实施例中的试验设备还包括控制装置和检测模块；用于检测精馏实验设备中数据的检测检测模块电性连接控制装置。参见图1所示，具体地，检测模块包括第一液位传感器101、第二液位传感器201、第三液位传感器301和第四液位传感器 401、第一温度传感器、第二温度传感器和1411，第一液位传感器101、第二液位传感器201、第三液位传感器301和第四液位传感器401、第一温度传感器、第二温度传感器和1411均与控制装置电性连接；第一液位传感器101设置于原料罐1 中，第二液位传感器201设置于精馏塔2中，第三液位传感器301设置于产品罐3 中，第四液位传感器401设置于残液罐4中，第一温度传感器设置于第一后液管143 上，第二温度传感器设置于精馏塔2顶部，1411设置于第一前液管141上。此外检测模块还包括第二流量传感器801，第二流量传感器801电性连接控制装置，第二流量传感器801设置于第六液管上，且第六液管82上设有第一控制阀1412，第一控制阀1412电性连
接控制装置；第一前液管141上设有第二控制阀802，第二控制阀802电性连接控制装置，进料泵11与出料泵均电性连接于控制装置。
36.实验的过程中，第一液位传感器101将原料罐1中的液位传递给控制装置，第二液位传感器201将精馏塔2底的水液位传递给控制装置，第三液位传感器301将产品罐3中的液位传递给控制装置，第四液位传感器401将残液罐4中的液位传递给控制装置，第一温度传感器将预热器13出口的温度传递给控制装置，第二温度传感器将精馏塔2的顶部的温度传递给控制装置，1411将第一前液管141上的流速上传给控制装置，第二流量传感器801将第六液管82上中的流速传递给控制装置，控制装置将上述获得数据进行处理，根据实际的实验要求控制装置发出信号用于调节回流泵8、进料泵11、第一控制阀1412与第二控制阀802。需进行说明的是，在实际的使用过程中，根据实际的需求增加实验设备中的控制控制阀和/或流量传感器和/或压力传感器，以上的改进均在本实用新型技术方案的保护范围之内。
37.全回流：混合液通过预热器13进入精馏塔2中，启动精馏塔2中的电加热管电源，使精馏塔2的温度缓慢上升，精馏塔2内物料平衡后，打开冷凝器5的冷却水，开启回流加热器71，使其回流液泡点温度全回流。当精馏塔2的塔顶温度、回流量和精馏塔2底部塔釜温度稳定后，分别取塔顶浓度xd和塔釜浓度xw，送色谱分析仪分析。
38.部分回流：等待精馏塔2全回流操作稳定时，打开进料阀，开启进料换热器12，调节进料量至适当的流量，泡点进料。启动回流泵8，保证冷凝液罐6液位稳定，进行部分回流，冷凝液罐6液位上升则开启产品出口阀，输出产品至产品罐3。
39.单板效率：全回流状态下和部分回流状态下，抽取塔板上的液相和气相样品，测试气液相各自的组成，计算单板效率。
40.全塔效率又称总板效率：根据精馏塔2的塔顶浓度xd和精馏塔2的塔釜浓度 xw计算理论塔板数，根据实际塔板数可以计算出全塔效率。
41.液泛：改变加热功率，调整回流流量和温度，引发液泛现象，观察并研究液泛的原因。
42.本实用新型中的各种实验测试均可以通过控制装置进行操作，控制装置能够控制精馏设备进行精准工作，保证实验数据的能够准确采集。需要进行说明的是，本实施例中的控制装置为简单的逻辑电路，用于精馏塔2实验设备的稳定运行，在此，本实用新型未进行展开说明。
43.在进行实际的操作过程中，控制装置通过导线电性连接控制台，控制台上具体有显示屏，能够显示出检测模块通过控制装置将数据时时反馈到操作台的显示屏上进行显示，便于操作者时时的获取实验数据，便于进行操作。上述结构需要通过导线进行连接，存在不便捷性。为此，在本技术方案的另一实施例中，控制装置通过无线模组电性连接操作台，通过无线模组能够便于操作台在一定范围内进行放置，更有利于操作者进行操作。
44.进行实验的过程中，操作者难免会出现不在精馏塔2旁边的情况，为了正价实验的方便，控制装置通过网络模组电性连接移动设备，操作者可以通过手机进行远程监控精馏数据。为此，本实用新型配套的还包括中控智慧实训室管控一体化平台软件，具体使用包括：
45.1)app功能
46.1.登陆管理：登录者通过输入用户名、密码进入，如果用户名、密码正确可以进入，
否则无权进入，同时系统根据登录者的权限提供具有相应功能的界面。
47.2.预约功能：教师可申请装置开放预约时间段，管理员通过后，学生可在app 中进行装置预约；
48.3.实训教室可视化：可在app实训教室功能模块中查看每套装置的实时视频监控画面、流程图(含实时数据)、装置点位信息(含每个点位数据，包括点位控制功能)；
49.4.学习资源：学习资源能在后台添加，有文档、视频和课件三种类型学习资源，点击学习详情可以查看学习资源详情，可在手机app中进行查看。
50.2)管理后台功能：
51.1.登录后地图引导进入学校管理后台；
52.2.设备综合管理：能对设备进行生命周期管理，有备件管理、设备报修、设备使用率、设备二维码下载功能；
53.3.操作记录统计：后台可查看设备操作记录，可按开关机时间进行搜索；
54.4.设备历史数据：可在后台查看设备历史参数的数据，可按周、月、年进行筛选，可导出数据报表，可查看数据图表；
55.5.设备能耗管理：根据关键字和时间查看设备能耗数据，可以查看设备、实验和实验室三种类型，点击旁边的数据视图按钮，条形统计图展示转换成数据视图展示。
56.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，以及对于上述实施例一个或多个进行组合实施例，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改或组合，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。