[實用新型]基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統

有效

• 申請號: 201420045525.2
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN203694889U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 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
• 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

本實用新型涉及一種對分子篩進行氣體干噪處理中再生過程的降壓及升壓控制系統。特別是涉及一種基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統。

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）很容易吸收周圍介質（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含水介質內的水分。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。當采用低壓干氣再生時，分子篩干燥器需要降壓再生及冷吹升壓的過程。

當降壓升壓速度過快時，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，是利用并聯在原料氣進口開關閥40及再生氣出口開關閥43旁的專用升降壓支路來完成的。升降壓支路上安裝作為流速限定裝置的限流孔板42、44及開關閥41、45。當旁路開關閥41、45打開時，氣體在限流孔板42、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。

并聯在原料氣進口開關閥40及再生氣出口開關閥43旁的專用升降壓支路48、47是完全相同的結構，具體如圖1所示。

圖中為保證設備及分子篩的安全性，必須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必須通過降壓升壓專用支路來完成。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種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的基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統。

本實用新型所采用的技術方案是：一種基于對分子篩干燥中對開關閥進行開度控制的升降壓系統，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設置有閥位傳感器，所述的閥位傳感器的輸出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的取壓點上的壓力變送器，所述氣動膜頭的上氣室的氣口和下氣室的氣口分別通過開關／開度轉換機構與開關控制電磁閥連接，所述的閥桿在與膜片相連的這一端貫穿氣動膜頭與位于氣動膜頭上方的進行升壓和降壓控制的開度控制機構相連接，所述的開關／開度轉換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。

所述的開度控制機構包括有底端連接在氣動膜頭上，頂端與手輪離合機構相連的閥座，所述的閥桿上端絲杠貫穿閥座通過手輪離合機構與手輪和固定在手輪下部的從同步齒輪連接，其中，所述的從同步齒輪通過同步齒形帶連接主同步齒輪，所述的主同步齒輪連接伺服電機的輸出軸，所述的伺服電機是通過固定在閥座上的伺服電機支撐板而固定設置在閥座的一側，所述伺服電機的驅動控制端通過導線連接電機驅動控制模塊，所述的電機驅動控制模塊的信號輸入端連接閥位控制模塊的控制信號輸出端。