[发明专利]一种变压吸附装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种变压吸附装置及其控制方法，属于用于气体分离的变压吸附装置领域，在变压吸附装置的吸附器进出口端总管上分别连接一台程序控制调节阀，经该程序控制调节阀之后，再通过管道与其它相应的程控阀连接。本发明相对现有技术投资大幅减少，却能解决现有技术中存在的难以在较短的过程时间内兼顾两次均压过程、原料气产品气流量不均匀和不能按不同比例同时使用两种气体进行最终升压的缺陷。

技术领域

本发明属于用于气体分离的变压吸附装置领域。

背景技术

现有传统变压吸附装置中，往往是两次均压步骤共用一组程控阀，如二均和三均共用一组、四均和五均共用一组等。由于程控阀通径是固定的，往往难以在较短的过程时间内兼顾两次均压过程，要么均压速度过快，容易使吸附剂发生流化，进而粉化；要么均压速度过慢，难以在一定的时间内完成均压平衡，从而使有效气体未充分回收，造成收率偏低。

现有传统变压吸附装置中，往往是多塔同时吸附，由于每个吸附塔的安装位置的不同，容易使原料气、产品气流量不均匀，甚至严重的偏流，致使有的吸附塔未充分发挥效率。

现有传统变压吸附工艺中，最终升压步骤时要么是用产品气作为升压气，要么是用原料气作为升压气，不能按不同比例同时使用两种气体进行最终升压。

如果采用不同通径的程控阀来控制不同过程的气体流速，那么一套装置所使用的程控阀数量几乎是现有装置的一倍以上，大幅增加装置的投资。

由于变压吸附装置的特殊性，要求程控阀零泄露且高频动作、开关密封寿命百万次以上，如果采用国产程控调节截断阀来替换现有程控阀，不能满足泄漏率和高频开关密封寿命要求；个别进口品牌的程控调节截断阀能满足泄漏率和高频开关密封寿命要求，但价格昂贵，装置投资高。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种变压吸附装置，相对现有技术投资大幅减少，却能解决现有技术中存在的难以在较短的过程时间内兼顾两次均压过程、原料气产品气流量不均匀和不能按不同比例同时使用两种气体进行最终升压的缺陷。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种变压吸附装置，在变压吸附装置的吸附器进出口端总管上分别连接程序控制调节阀，经该程序控制调节阀之后，再通过管道与其它相应的程控阀连接。

本发明所述“程序控制调节阀”，顾名思义，即由程序控制的调节阀，可由程序控制该调节阀的开度、时间等控制参数，其特点在于阀门开度等的可调。具体该调节阀可采用PLC控制调节阀等阀门。而“程控阀”是一种通过气动、液动等方式驱动的切断阀，其特点在于不是开度可调的，阀门只有开或关。该阀可以与DCS集散控制系统或PLC等相连，实现计算机程序的远程控制。

作为选择，各程序控制调节阀各自独立控制。该方案中，本发明各程序控制调节阀根据程序控制各自独立地控制各自的开度、时间等控制参数，例如该程序控制调节阀由微机控制，在各工艺步骤实施的过程中开启不同的开度，以实现对不同过程中工艺介质的流速控制。

作为选择，该变压吸附装置无需配置额外调节阀。该方案中，本发明变压吸附装置相对现有技术在各管道上配置众多程控阀外还需要配置众多普通调节阀，本发明仅需配置程序控制调节阀和程控阀，而无需配置众多普通调节阀，有效节省投资和维护成本，且程控阀的布置位置、数量可以相对现有技术不做任何改变，改造和调整简单、成本低。

一种前述变压吸附装置的控制方法，每个吸附器在每个工艺步骤中，除开启相应的程控阀外，通过连接在吸附器进出口端总管的程序控制调节阀在各工艺步骤实施的过程中开启不同的开度，以实现对不同过程中流速的控制。

作为选择，变压吸附装置的吸附剂再生采用冲洗或抽空再生工艺。

作为进一步选择，在冲洗再生工艺中，每个吸附塔在一个循环中依次经历吸附、至少一次均压降、顺放、逆向放压、多个步位冲洗，至少一次均压升及最终升压步骤。