一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107126813A(43)申请公布日2017.09.05(21)申请号201710470771.0(22)申请日2017.06.20(71)申请人西梅卡亚洲气体系统成都有限公司地址610000四川省成都市双流区西南航空港经济开发区空港三路565号(72)发明人蔡荣荣沈强孟翰武李永春(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人冯龙(51)Int.Cl.B01D53/047(2006.01)B01D53/26(2006.01)B01D46/00(2006.01)B01D46/30(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构及控制方法(57)摘要本发明公开了一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构及控制方法，包括依次连接的空气压缩机、空气干燥器、空气过滤器、空气缓冲罐、PSA空气分离装置、产品气体缓冲罐和产品流量计，产品气体缓冲罐连通有产品分析仪，空气压缩机与大气相连通；产品流量计与产品气体输出管道相连接，还包括PLC控制器，PLC控制器同时与PSA空气分离装置、产品气体缓冲罐、产品流量计和产品分析仪连接。本发明增加了自动检测产品气体压力、产品气体流量及产品气体纯度并将电信号全部输入PLC控制器，进行分析处理，确定即时产品气体的真实需求量，自动计算出负荷调节的“STOPPING”步骤时长，实现产品纯度不升高而相应比例压缩空气量的下降，从而实现降低负荷情况下的节能效果。CN107126813ACN107126813A权利要求书1/2页1.一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构，其特征在于，包括依次连接的空气压缩机(1)、空气干燥器(2)、空气过滤器(3)、空气缓冲罐(4)、PSA空气分离装置(5)、产品气体缓冲罐(6)和产品流量计(7)，且产品气体缓冲罐(6)连通有产品分析仪(8)，所述空气压缩机(1)与大气相连通；产品流量计(7)与产品气体输出管道相连接，还包括PLC控制器(9)，PLC控制器(9)同时与PSA空气分离装置(5)、产品气体缓冲罐(6)、产品流量计(7)和产品分析仪(8)连接。2.根据权利要求1所述的一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构，其特征在于，所述产品气体缓冲罐(6)和PLC控制器(9)之间设置有产品气体压力变送器(6P)，且产品气体压力变送器(6P)同时与产品气体缓冲罐(6)和PLC控制器(9)连接。3.根据权利要求1所述的一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构，其特征在于，所述PSA空气分离装置(5)中设置有两个或两个以上的吸附塔，并且吸附塔均与空气缓冲罐(4)和产品气体缓冲罐(6)连接。4.根据权利要求1所述的一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构，其特征在于，所述空气过滤器(3)至少为一台，当空气过滤器(3)数量超过一台时，其分别设置在空气压缩机(1)和空气干燥器(2)之间、空气干燥器(2)和空气缓冲罐(4)之间，并依次连通。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构，其特征在于，所述产品流量计(7)的入口与产品气体缓冲罐(6)相连通。6.根据权利要求5所述的一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的结构，其特征在于，所述产品分析仪(8)的气体取样口与产品气体缓冲罐(6)和产品流量计(7)连通的管道相连接。7.一种无级变负荷变压吸附空气分离装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)空气沿着管道依次进入空气压缩机(1)、空气干燥器(2)、空气过滤器(3)、空气缓冲罐(4)、PSA空气分离装置(5)、产品气体缓冲罐(6)和产品流量计(7)，样品气体进入到产品分析仪(8)中，PLC控制器(9)对PSA空气分离装置(5)、产品气体缓冲罐(6)、产品气体压力变送器(6P)、产品流量计(7)和产品分析仪(8)中的状态信息进行检测，根据装置运行中的负荷情况，从而发出指令给PSA空气分离装置(5)中所有的切换阀，利用“STOPPING”步骤，此步骤的时间设置由PLC控制器(9)的计算所得，STOPPING时长的计算公式如下：STOPPING时长(秒)＝满负荷工作额定流量x(单塔每周期吸附时长+阀门动作间隔时长+均压时长)/实测的降低负荷后的表征流量-单塔每周期吸附时长-阀门动作间隔时长-均压时长，其中：满负荷工作额定流量——设计的产品流量值；单塔每周期吸附时长——由分子筛的不同种类所确定；阀门动作间隔时长——考虑阀门动作速度的时长，根据阀门种类与口径的不同，为0秒，或0～2秒间的任何一个时长；均压时长——根据不同变压吸附工艺条件所确定的时长；实测的降低负荷后的表征流量——为实测的产品气体瞬时流量，或一个时间段内