Dcs自动控制氢气纯化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及氢气提纯的技术领域，尤其是涉及一种DCS自动控制氢气纯化系统。
【背景技术】
[0002]氢气纯化系统是氢气提纯技术中的必备系统。目前市场上传统的氢气纯化系统，原料氢气进料管路上设有阀V02、V1、V3以及精密过滤器，在阀V02和V3之间设有阀V2 ;精密过滤器连接氢气纯化管路，氢气纯化管路内的提纯管道的管道壁上设有缠绕的电热丝或者采用高温火焰加热的方式进行升温；氢气纯化管路上设有产品气输出管路和尾气输出管路，尾气输出管路则与放空管路一连接，产品气输出管路则与储氢供氢管路连接；放空管路一上设有阀V14;储氢供氢管路上由进气端至出气端依次设有放空管路二、阀V10，放空管路二上设有阀V13 ;原料氢气进料管路上连接有氮气进料管路，氮气进料管路的输出端与精密过滤器的进气端连接，氮气进料管路上设有阀V7。通常情况下，这种氢气纯化系统可以做到提纯任务，但是在操作的过程中耗电量极大，整个系统的操控性较差，稳定性也极差，投资成本也极高，高纯度氢气的转化效果差。而且这种纯化系统中在产品气输出管路和尾气输出管路都要设置水冷系统，这样就造成了投资成本进一步加大，而且也极其的浪费水资源，环保性极差。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种防爆安全、加热稳定、节能高效，整个系统的操控性强，投资成本低，高纯度氢气的转化效果好的DCS自动控制氢气纯化系统。
[0004]为实现上述的目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0005]—种DCS自动控制氢气纯化系统，包括原料氢气进料管路、氢气纯化管路、储氢供氢管路以及放空管路一；原料氢气进料管路包括阀V02以及精密过滤器，阀V02和精密过滤器之间设有阀V2 ;原料氢气进料管路上连接有氮气进料管路，氮气进料管路的输出端与精密过滤器的进气端连接，氮气进料管路上设有阀V7 ;储氢供氢管路上由进气端至出气端依次设有放空管路二、阀V10，放空管路二上设有阀V13 ;氢气纯化管路上设有产品气输出管路和尾气输出管路；放空管路一上设有阀V14 ;原料氢气进料管路和氢气纯化管路之间通过换热管路连通，换热管路与氢气纯化管路之间设有防爆电加热器；换热管路包括并联连接的尾气换热器、产品气换热器，两换热器的进气端分别与原料氢气进料管路的输出端连接、出气端分别与防爆电加热器连接；产品气输出管路连接有产品气换热管路，尾气输出管路连接有尾气换热管路，产品气换热管路通过产品气换热器换热后与储氢供氢管路连接，尾气换热管路通过尾气换热器换热后与放空管路一连接。
[0006]本实用新型进一步设置为:所述尾气换热器的进气端与原料氢气进料管路的输出端之间的连接管路上设有阀V4和测温热电偶TH，尾气换热管路换热后的输出端与放空管路一的进气端之间管路上设有测温热电偶TI5，控制器通过测温热电偶TI5和测温热电偶TIl的温差值调节阀V4的流量大小。
[0007]本实用新型进一步设置为:所述产品气换热器的进气端与原料氢气进料管路的输出端之间的连接管路上设有阀V5和测温热电偶TI2，产品气换热管路换热后的输出端与储氢供氢管路的进气端之间管路上设有测温热电偶TI7，控制器通过测温热电偶TI7和测温热电偶TI2的温差值调节阀V5的流量大小。
[0008]本实用新型进一步设置为:所述防爆电加热器与氢气纯化管路连接的管路上设有阀V9。
[0009]本实用新型进一步设置为:所述电加热器上设有测温热电偶TI9，测温热电偶TI9可通过控制器控制阀V2、Tl、V9、V10、V13的开关。
[0010]本实用新型进一步设置为:所述原料氢气进料管路上设有流量计FIC2和压力计PI2，流量计FIC2通过控制器控制阀V2的流量大小，压力计PI2通过控制器控制阀VlO和V13的开关。
[0011]本实用新型进一步设置为:所述氮气进料管路上设有流量计FICl，流量计FICl通过控制器控制阀V7的开关。
[0012]本实用新型进一步设置为:所述储氢供氢管路上设有流量计FIC4，流量计FIC4通过控制器控制阀VlO的流量大小。
[0013]本实用新型进一步设置为:所述放空管路一上设有压力计PI4和流量计FIC3，流量计FIC3通过控制器控制阀V14的流量大小；所述储氢供氢管路上设有压力计PI5 ;控制器通过压力计PI4和压力计PI5的压差值调节阀VlO的流量大小和阀V13的开关。
[0014]本实用新型进一步设置为:所述产品气输出管路上设有测温热电偶。
[0015]通过采用上述技术方案，本实用新型所达到的技术效果为:
[0016]1、防爆安全:可以在各种防爆的场合下面进行使用，对于一些条件比较特殊的工业或是生产场所来说特别适用，使用起来非常安全；
[0017]2、加热稳定:热能转化率高，不但可以长时间地加热，而且可以不间断地进行转化加热，并且它的加热性还可以调节，温度的高低可以实时控制，使用方便；
[0018]3、节能高效:既能够做到省电，节省大量的电能，又可以做到高效的氢气转化；
[0019]4、原料氢气经阀V4控制流量，进入尾气换热器，与返流的高温渗余气进行换热；另一路经阀V5控制流量，进入产品气换热器，与返流高温产品气进行换热，这样不仅回收了系统的热量，降低能耗，而且还能减少一台水冷却器，减少了投资的成本，也更为环保；
[0020]5、系统配有压力计、测温热电偶、流量计等，通过控制器进行全程调控，可完全实现本系统在现场可以手动控制，也可以通过控制器实现DCS自动控制。
【附图说明】
[0021]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
[0022]图1为本实用新型的结构原理示意图。
[0023]图2为图1中a区域的放大结构原理示意图。
[0024]图3为图1中b区域的放大结构原理示意图。
[0025]图4为图1中c区域的放大结构原理示意图。
[0026]图5为图1中d区域的放大结构原理示意图。
[0027]图6为图1中e区域的放大结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0028]参照图1，为本实用新型公开的一种DCS自动控制氢气纯化系统。参照图2，原料氢气进料管路包括阀V02、V1、V3以及精密过滤器10，阀V02和精密过滤器10之间设有阀V2 ;原料氢气进料管路上连接有氮气进料管路，氮气进料管路的输出端与精密过滤器10的进气端连接，氮气进料管路上设有阀V7，阀V7的进气端上连接有阀V6、出气端上连接有阀V8 ;放空管路一上由进气至出气方向上依次设有阀V14、V15、V36。参照图4，储氢供氢管路上由进气端至出气端依次设有放空管路二、阀V10、产品储气罐11，放空管路二上设有阀V13。一般情况下，阀V2的开度作为允许启动阀VlO的条件，当阀V2开度大于或等于30%时才允许打开阀VlO ;阀V2关闭的同时，阀VlO会联锁关闭、阀V13会联锁打开到50% (I秒后可手动调节)、阀V7会联锁开度30% (延时I秒后可手动调节阀V7)。
[0029]参照图1、2、4:
[0030]原料氢气进料管路上还设有流量计FIC2和压力计PI2，一般情况下，流量计FIC2设计在阀V2的进气端，压力计PI2设计在阀V2的出气端，流量计FIC2通过控制器控制阀V2的流量大小，压力计PI2通过控制器控制阀VlO和V13的开关，通常为了方便设备的检测分析，会在靠近阀V2进气端的管路上设置阀V17，阀V17的出气端可以用来连接检测分析仪器。为了保证压力计PI2的稳定性，会先将阀V16设置在靠近阀V2进气端的管路上，然后再将阀V16的出气端与压力计PI2连接。流量计FIC2通过控制器调节阀V2，流量低于设定流量值时开大阀V2，反之则关小阀V2。当然，也会在原料氢气进料管路的输出端的管路上设置压力计PI3，为了保证压力计PI3的稳定性，会先将阀V19设置在靠近原料氢气进料管路的输出端的管路上，然后再将阀V19的出气端与压力计PI3连接，设置压力计PI3是为了方便检测输出的气压的稳定性。
[0031 ] 氮气进料管路上还设有流量计FICl，流量计FICl通过控制器控制阀V7的开关，一般情况下，流量计FICl设置在阀V7和V8之间。为了随时能够观察或者清楚的了解到氮气进料管路的氮气压力，通常会在靠近阀V8的进气端处的管路上设置压力计PI1，为了保证压力计PIl的稳定性，会先将阀V18设置在靠近阀V8进气端的管路上，然后再将阀V18的出气端与压力计PIl连接。设置氮气进料管路的原因为为了提高本系统的安全性，防止氢气的不安全性，通常会在工作时，先通一段时间的氮气，使系统内部的压力和温度稳定后，才将氮气进料管路关闭，打开氢气进料管路进行纯化工作。流量计FICl通过控制器调节阀V7，流量低于设定流量值时开大阀V7，反之则关小阀V7。
[0032]放空管路一上还设有压力计PI4和流量计FIC3，流量计FIC3通过控制器控制阀V14的流量大小；一般情况下，放空管路一上由进气至出气方向上，先是设置压力计PI4，再设置流量计FIC3。为了保证压力计PI4的稳定性，会先将阀V24设置在靠近放空管路一上的进气端的管路上，然后再将阀V24的出气端与压力计PI4连接。通常为了方便设备的检测分析，会在靠近阀V24出气端的管路上设置阀V25，阀V25的出气端可以用来连接检测分析仪器。流量计FIC3采用控制器调节阀V14，流量小于或等于设定流量值(一般情况下，设定值为流量计FIC2设定值的1/10)时开大阀V14，反之则关小阀V14。
[0033]储氢供氢管路上还设有压力计PI5和流量计FIC4，流量计FIC4通过控制器控制阀VlO的流量大小。一般情况下，储氢供氢管路上由进气至出气方向上，先是设置压力计PI5，再设置流量计FIC4。为了保证压力计PI5的稳定性，会先将阀V21设置在靠近储氢供氢管路上的进气端的管路上，然后再将阀V21的出气端与压力计PI5连接。通常为了方便设备的检测分析，会在靠近阀VlO进气端的管路上设置阀V22，阀V22的出气端可以用来连接检测分析仪器。放空管路二的进气端一般设置在靠近阀VlO进气端的管路上。同时也为了方便产品储气罐11的检测分析，会在靠近产品储气罐11上设置阀V23，阀V23的出气端可以用来连接检测分析仪器。流量计FIC4采