【康沃真空網(wǎng)】摘要：針對蒸發(fā)濃縮工藝中存在的溶劑損耗和真空調(diào)節(jié)閥門耐腐蝕性差的問題，本文提出了相應(yīng)的解決方案，其中包括了真空度精密控制方法、真空度與溫度同時(shí)配合控制方法以及采用強(qiáng)耐腐蝕性的電動(dòng)閥門作為真空度調(diào)節(jié)閥。
一、問題的提出
在溶劑萃取過程中一般會采用真空蒸發(fā)濃縮工藝，由于溶劑往往具有很好的揮發(fā)性，使得在真空抽取過程中溶劑容易產(chǎn)生損耗，有時(shí)可以達(dá)到5~8%的損耗。因此，為了解決蒸發(fā)濃縮工藝中溶劑的損耗，需要解決以下幾方面的問題：
?。?）真空度的精確控制問題，如定點(diǎn)控制和程序控制，這是降低溶劑損耗的關(guān)鍵。
?。?）真空度和溫度的同時(shí)控制問題，這是由于不同的真空度決定了溶液的沸點(diǎn)，通過真空度和溫度的同時(shí)協(xié)調(diào)控制，可大幅度提高溶劑的出產(chǎn)率。
?。?）在蒸發(fā)濃縮工藝中，很多溶劑和溶液往往具有一定的腐蝕性，這就要求真空調(diào)節(jié)閥門具有很好的耐腐蝕性。
為解決蒸發(fā)濃縮工藝中降低溶劑損耗的要求，本文提出了真空度精密控制解決方案，其中包括了采用強(qiáng)耐腐蝕性的電動(dòng)閥門作為真空度調(diào)節(jié)閥。
二、解決方案
對于蒸發(fā)濃縮工藝中的真空度和溫度的精密控制，其控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 蒸發(fā)濃縮工藝的真空度和溫度控制系
真空度精密控制的基本原理是動(dòng)態(tài)控制方法，即根據(jù)控制設(shè)定值和真空計(jì)測量值，分別調(diào)整真空容器的進(jìn)氣流量和排氣流量，使這進(jìn)出流量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。如果要進(jìn)行自動(dòng)化控制，則需采用PID控制算法和相應(yīng)控制器。
如圖1所示，本文提出的真空度精密控制解決方案就是采用了動(dòng)態(tài)控制方法，采用電動(dòng)針閥調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量，采用電動(dòng)球閥或電動(dòng)針閥調(diào)節(jié)抽氣流量，真空泵用作真空源，整個(gè)真空度的自動(dòng)控制采用了PID控制器。
為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度控制功能，本方案采用了雙通道的PID控制器，一個(gè)通道用來控制真空度，另一個(gè)通道用來控制溫度。此雙通道PID控制器如圖2所示。此PID控制具有24位A/D和16位D/A，具有47種（熱電偶、熱電阻、直流電壓）輸入信號形式，可連接各種真空度和溫度傳感器進(jìn)行測量、顯示和控制。2路獨(dú)立測量控制通道，兩線制RS485，標(biāo)準(zhǔn)MODBUSRTU 通訊協(xié)議。
圖2 VPC2021系列雙通道PID控制器
為實(shí)現(xiàn)真空度控制過程中的高精度調(diào)節(jié)，采用了數(shù)控步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)的電子針閥，如圖3所示。此系列數(shù)控針閥的磁滯遠(yuǎn)小于電磁閥，并具有1秒以內(nèi)的高速響應(yīng)，特別是采用了氟橡膠（FKM）密封技術(shù)，使閥具有超強(qiáng)的耐腐蝕性。與數(shù)控電子針閥配備有一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊，給數(shù)控針閥提供了所需電源（24VDC）和控制信號（0~10VDC），同時(shí)也可提供 RS485 串口通訊的直接控制。
圖3 NCNV系列電動(dòng)針閥
對于較大口徑的抽氣管路，本方案采用了微型電動(dòng)球閥，如圖3所示。此系列的電動(dòng)球閥是一種小型電動(dòng)閥門，閥門開度可根據(jù)控制信號（0~10VDC）的變化連續(xù)調(diào)節(jié)，最快開啟閉合時(shí)間小于7秒，也可達(dá)到小于1秒的開啟閉合時(shí)間，其執(zhí)行器和閥體的一體化設(shè)計(jì)，減小了外形體積，價(jià)格低廉，常安裝在密封容器和真空泵之間用于調(diào)節(jié)抽氣速率。
圖4 LCV-DS系列電動(dòng)球閥
總之，通過本文所述的解決方案，在蒸發(fā)濃縮工藝中的真空度控制精度可以達(dá)到1%，同時(shí)還可以進(jìn)行相應(yīng)的溫度控制，真空調(diào)節(jié)閥具有超強(qiáng)的耐腐蝕能力，可有效降低溶劑的損耗。
