[發明專利]基于對開關閥的開度調節來控制分子篩干燥升降壓的系統

有效

• 申請號: 201410033992.8
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103752146A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 李平;何乾;蘇春園
• 申請（專利權）人: 天津市振津工程設計咨詢有限公司
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;B01D53/02;C10L3/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種對分子篩進行氣體干噪處理過程中再生環節的降壓及升壓系統控制。特別是涉及一種基于對原開關閥的只有開關兩種狀態改變為可開度調節的基于對開關閥的開度調節來控制分子篩干燥升降壓的系統。

背景技術

分子篩干燥是很多氣體加工中不可缺少的工藝過程。干燥的分子篩（吸附劑）很容易吸收周圍濕氣介質中（吸附質）的水分，這個過程的結果是降低了吸附劑自身原先所擁有的“表面自由能”，而該過程能自發進行。吸收了水份的飽和分子篩必須經過加熱再生過程才能釋放出吸收的水份回復其”表面的自由能”，只有經過再生過程恢復了表面自由能的分子篩才能再次吸附濕氣介質內的水分。再生過程主要是首先對干燥塔勻速降壓降到確定的壓力后再通入高溫再生氣流直到把分子篩里的水分析出，經過高溫干燥處理后的分子篩還要經過冷吹降溫后再進行勻速升壓才能恢復了吸附劑的表面自由能,才能再次進入干燥程序。當分子篩塔采用低壓再生時，分子篩干燥器需要降壓、再生及冷吹、升壓的四個階段過程。

當降壓升壓速度進行過快時，一方面設備、管道可能發生局部變形并導致危險事故；另一方面壓力的快速變化可能破壞分子篩內部結構，造成吸附能力下降甚至對吸附劑造成永久性損害對生產造成較大損失。太慢會打亂程序的正常運行，降低干燥的質量、延長再生時間并影響后續工藝過程的連續性。在2002年出版的《天然氣利用手冊》中明確指出“因再生壓力低于吸附壓力，干燥器在切換時應控制降壓與升壓速度，一般宜小于0.3MPa/min”。降壓升壓的速度要嚴格控制，所以控制好降壓和升壓的速度及時間是分子篩干燥過程中較為關鍵的步驟。

為了實現分子篩塔降壓或升壓的控制，傳統方案如圖1所示，升壓過程是利用并聯在原料氣進口開關閥40旁的限流孔板42及開關閥41組成的專用升壓支路完成。降壓過程是利用再生氣出口開關閥43旁并聯的限流孔板44及開關閥45組成的專用降壓支路來完成的。當旁路開關閥41、或45打開時，氣體在限流孔板42或44的限制下以不高于0.3MPa/min的初始速度通過開關閥，經一定時間后完成分子篩干燥器的降壓或升壓。該方法中限流孔板42、44的孔徑不可變，即隨著升降壓過程的進行孔板兩端壓差也逐漸降低而造成速度亦隨之降低。

原料氣進口開關閥40及再生氣出口開關閥43改造前是完全相同的結構，具體如圖2所示，圖2中，51、52相當于圖1中的閥門執行機構，圖中的電磁閥8是控制開關閥做開關動作的電磁閥，圖4中開關閥門3+4+51、52相當于圖1中的開關閥40/43。

圖1中為保證設備及分子篩的安全性，必須通過限流孔板控制升降壓過程的最高（初始）流速不高于0.3MPa/min，因此必然導致隨著升降壓的進行流速在不斷減慢，設備升降壓的時間被延長，生產效率下降等問題。而且目前的這種控制方法其降壓升壓過程還必須通過降壓升壓專用支路來完成。改造后由調節40、43的開度來保持升壓速度恒定減少了不必要的速度變得越來越慢升降壓時間。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種基于對開關閥的開度調節來控制分子篩干燥升降壓的系統。通過改變現有技術中進氣源主路及再生氣進/出主路上開關閥的開度來進行控制實現升壓降壓速度調節，代替現有技術專用帶有限流孔板及開關閥的升降壓支路的對該支路開關閥門的開關狀態控制來完成分子篩干燥升降壓的系統。

本發明所采用的技術方案是：一種基于對開關閥的開度調節來控制分子篩干燥升降壓的系統，包括一端連接分子篩塔另一端連接天然氣進氣管的第一控制閥和一端連接分子篩塔另一端連接再生氣出氣干管的第二控制閥，所述的第一控制閥和第二控制閥結構完全相同均包括有一端連接分子篩塔另一端連接天然氣進氣管或再生氣出氣干管的開關閥門和用于控制開關閥門開關動作的氣動膜頭，其中將氣動膜頭分割為上氣室和下氣室的膜片通過閥桿連接開關閥門的閥芯，所述的閥桿上在位于氣動膜頭和開關閥門之間還設置有閥位傳感器，所述的閥位傳感器的輸出信號端電連接閥位控制模塊的閥位信號輸入端，所述閥位控制模塊的壓力信號輸入端電連接設置在分子篩塔上的取壓點上的壓力變送器的輸出信號，所述氣動膜頭的上氣室的氣口和下氣室的氣口分別連接到進行干燥控制的開關控制機構和進行升壓和降壓控制的開度控制機構，所述的開關控制機構和開度控制機構的控制信號輸入端分別電連接所述的閥位控制模塊的控制信號輸出端。