[發明專利]用于控制蒸餾塔的出口處的氬氣流率的系統

有效

• 申請號: 201980047109.1
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN112424550B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 馬克·巴斯蒂德
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

本發明涉及一種用于控制在具有至少一個蒸餾塔的組件(1)的出口處的流體(120)的氬氣流率以便實現目標分子氧水平(SP)的系統(3)。該系統包括：傳感器(9)，被設計成在具有至少一個蒸餾塔的組件的出口處測量包含氬氣的流體中的分子氧含量(PV)；調節器(11)，被設計成根據由傳感器測得的分子氧含量與目標分子氧含量之間的差值確定所需氬氣流率變化(Δ_調節)；控制器(13)，被設計成產生與目標氬氣流率有關的控制信號，目標氬氣流率根據由調節器確定的所需氬氣流率變化以及由傳感器測得的分子氧含量的變化來確定；以及閥(15)，由控制器控制并且被設計成改變具有至少一個蒸餾塔的組件的出口處的流體的氬氣流率，以便獲得目標氬氣流率。

技術領域

本發明的領域涉及對蒸餾塔的出口處的氬氣流率的控制。特別地，對在蒸餾塔的出口處的流體的氬氣流率的改變使得可以改變該流體的分子氧含量并因此改善其氬氣純度。蒸餾在低溫下進行。

背景技術

蒸餾是用于分離均質液體混合物的不同成分的過程。具體地，這些成分通常具有不同的沸騰溫度(或汽化溫度)，因此，在升高溫度的作用下，液體混合物的成分將在不同的溫度下轉化為氣體，這因此使得可以將這些成分彼此分離。

特別地，可以分離液態空氣混合物的不同成分，從而不僅使分子氮、分子氧離析，而且也使稀有氣體、特別是氬氣離析。

為了獲得盡可能純凈的氬氣流體，將氬氣與空氣的其他成分分離是真正所關注的并且具有許多工業應用。由于氬氣是惰性氣體，因此氬氣例如用作某些化學反應的氣氛。氬氣還經常用于白熾燈泡的制造中，因為它具有不與燈泡的燈絲反應的優點。

氬氣的純度通常通過在蒸餾塔的出口處獲得的氬氣流體中殘留的分子氧含量來表征，因此改善氬氣的純度是反復出現的問題。

通常，用于改善氬氣純度的過程和系統并未考慮某些標準，比如蒸餾塔出口處的分子氧含量、蒸餾塔運行固有的延遲、外部干擾或其他的由慣用的(多個)調節器引入的偏差。

發明內容

本發明改善了這種情況。

在此關注的本發明涉及一種用于控制在具有至少一個蒸餾塔的組件的出口處的流體的氬氣流率以便實現目標分子氧含量的系統。該系統包括：

-傳感器，該傳感器被設計成在該具有至少一個蒸餾塔的組件的出口處測量包含氬氣的流體中的分子氧含量，

-調節器，該調節器被設計成根據由該傳感器測得的分子氧含量與目標分子氧含量之間的差值確定所需氬氣流率變化，

-控制器，該控制器被設計成產生與目標氬氣流率有關的控制信號，所述目標氬氣流率根據由該調節器確定的所需氬氣流率變化以及由該傳感器測得的分子氧含量的變化來確定，以及

-閥，該閥由所述控制器控制并且被設計成改變該具有至少一個蒸餾塔的組件的出口處的流體的氬氣流率，以便獲得該目標氬氣流率。

實際上，在具有至少一個蒸餾塔的組件的出口處包含氬氣的流體的流率的變化直接影響該流體的分子氧含量。因此，在此描述的系統確定氬氣流率，即目標氬氣流率，以用于實現目標分子氧含量。

在一個或多個實施例中，該具有至少一個蒸餾塔的組件被供應以空氣流體，由該控制器確定的目標氬氣流率另外根據該氬氣流率的預測值來確定，該氬氣流率的預測值取決于該具有至少一個蒸餾塔的組件的入口處的空氣流率和所述組件的產率。

根據本發明的一個方面，該氬氣流率的預測值取決于相對于該具有至少一個蒸餾塔的組件的入口處的空氣流率延遲的空氣流率，所述延遲空氣被定義為如下：