[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710470771.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107126813A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡榮榮;沈強(qiáng);孟翰武;李永春
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西梅卡亞洲氣體系統(tǒng)成都有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D53/047
• 分類(lèi)號(hào): B01D53/047;B01D53/26;B01D46/00;B01D46/30
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 馮龍

1.一種無(wú)級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括依次連接的空氣壓縮機(jī)(1)、空氣干燥器(2)、空氣過(guò)濾器(3)、空氣緩沖罐(4)、PSA空氣分離裝置(5)、產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)和產(chǎn)品流量計(jì)(7)，且產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)連通有產(chǎn)品分析儀(8)，所述空氣壓縮機(jī)(1)與大氣相連通；產(chǎn)品流量計(jì)(7)與產(chǎn)品氣體輸出管道相連接，還包括PLC控制器(9)，PLC控制器(9)同時(shí)與PSA空氣分離裝置(5)、產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)、產(chǎn)品流量計(jì)(7)和產(chǎn)品分析儀(8)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)和PLC控制器(9)之間設(shè)置有產(chǎn)品氣體壓力變送器(6P)，且產(chǎn)品氣體壓力變送器(6P)同時(shí)與產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)和PLC控制器(9)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述PSA空氣分離裝置(5)中設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔，并且吸附塔均與空氣緩沖罐(4)和產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述空氣過(guò)濾器(3)至少為一臺(tái)，當(dāng)空氣過(guò)濾器(3)數(shù)量超過(guò)一臺(tái)時(shí)，其分別設(shè)置在空氣壓縮機(jī)(1)和空氣干燥器(2)之間、空氣干燥器(2)和空氣緩沖罐(4)之間，并依次連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的一種無(wú)級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述產(chǎn)品流量計(jì)(7)的入口與產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)相連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無(wú)級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述產(chǎn)品分析儀(8)的氣體取樣口與產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)和產(chǎn)品流量計(jì)(7)連通的管道相連接。

7.一種無(wú)級(jí)變負(fù)荷變壓吸附空氣分離裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)空氣沿著管道依次進(jìn)入空氣壓縮機(jī)(1)、空氣干燥器(2)、空氣過(guò)濾器(3)、空氣緩沖罐(4)、PSA空氣分離裝置(5)、產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)和產(chǎn)品流量計(jì)(7)，樣品氣體進(jìn)入到產(chǎn)品分析儀(8)中，PLC控制器(9)對(duì)PSA空氣分離裝置(5)、產(chǎn)品氣體緩沖罐(6)、產(chǎn)品氣體壓力變送器(6P)、產(chǎn)品流量計(jì)(7)和產(chǎn)品分析儀(8)中的狀態(tài)信息進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)裝置運(yùn)行中的負(fù)荷情況，從而發(fā)出指令給PSA空氣分離裝置(5)中所有的切換閥，利用“STOPPING”步驟，此步驟的時(shí)間設(shè)置由PLC控制器(9)的計(jì)算所得，STOPPING時(shí)長(zhǎng)的計(jì)算公式如下：

STOPPING時(shí)長(zhǎng)(秒)＝滿(mǎn)負(fù)荷工作額定流量x(單塔每周期吸附時(shí)長(zhǎng)+閥門(mén)動(dòng)作間隔時(shí)長(zhǎng)+均壓時(shí)長(zhǎng))/實(shí)測(cè)的降低負(fù)荷后的表征流量-單塔每周期吸附時(shí)長(zhǎng)-閥門(mén)動(dòng)作間隔時(shí)長(zhǎng)-均壓時(shí)長(zhǎng)，

其中：

滿(mǎn)負(fù)荷工作額定流量——設(shè)計(jì)的產(chǎn)品流量值；

單塔每周期吸附時(shí)長(zhǎng)——由分子篩的不同種類(lèi)所確定；

閥門(mén)動(dòng)作間隔時(shí)長(zhǎng)——考慮閥門(mén)動(dòng)作速度的時(shí)長(zhǎng)，根據(jù)閥門(mén)種類(lèi)與口徑的不同，為0秒，或0～2秒間的任何一個(gè)時(shí)長(zhǎng)；

均壓時(shí)長(zhǎng)——根據(jù)不同變壓吸附工藝條件所確定的時(shí)長(zhǎng)；

實(shí)測(cè)的降低負(fù)荷后的表征流量——為實(shí)測(cè)的產(chǎn)品氣體瞬時(shí)流量，或一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的平均流量，

STOPPING時(shí)長(zhǎng)設(shè)置在檢測(cè)到產(chǎn)品純度未達(dá)標(biāo)時(shí)，即使檢測(cè)到流量負(fù)荷有下降，此降負(fù)荷程序不能執(zhí)行；

(2)以下任意一種情況被檢測(cè)到，PLC控制器(9)均能夠即時(shí)發(fā)出指令，中止降負(fù)荷調(diào)節(jié)狀態(tài)，從而立即恢復(fù)裝置的滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，保證裝置純度的穩(wěn)定，適應(yīng)用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品氣體需求量的快速增加或減少的變化工況需要：

(A)當(dāng)PLC控制器感知到產(chǎn)品流量的增大到額定流量時(shí)；

(B)當(dāng)PLC控制器感知到產(chǎn)品輸送管道的壓力降低到額定壓力以下0.005至0.015MPa時(shí)；

(C)當(dāng)PLC控制器感知到：產(chǎn)品純度差值(％)＝實(shí)測(cè)的產(chǎn)品純度(％)-用戶(hù)許可的最低產(chǎn)品純度(％)＝0時(shí)，即，只有當(dāng)產(chǎn)品純度高于用戶(hù)許可的最低產(chǎn)品純度時(shí)，才能夠執(zhí)行降低負(fù)荷的節(jié)能程序。