专利名称：一种变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法
技术领域：
本发明涉及到一种提高变压吸附系统中真空泵使用寿命的控制方法。特别是工序在抽真空前避免压降过大对系统中在役真空泵的压力冲击，延长真空泵的使用寿命。
背景技术：
使用变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)系统从气体混合物分离一种或多种气体。PSA设备通常包括多个装有适当吸附剂的吸附塔，每个吸附塔连接到多个程控阀，这些程控阀按照一定的时序工作，使吸附塔吸入原料气，连续输送出产品气，完成相应的工艺要求。
由于当前的PSA系统工艺都是按照时序来控制步序，因此经常会出现在抽真空之前吸附塔内的压力很大，当打开对应的阀门时，工作中的真空泵将受到吸附塔内过大压力的冲击，由于各塔这种周期性的冲击负载作用于真空泵上，出现真空泵部件损坏严重，真空泵使用寿命远低于设计寿命。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术存在的缺陷，提供一种变压吸附系统中提高真空泵使用寿
命的控制方法。为达到上述目的，本发明的构思是本发明针对采用真空解吸再生吸附剂的PSA系统，由于系统中各吸附塔在切换到抽真空步骤时，瞬间压降很大，流体大量输入到真空泵，造成真空泵工况波动严重。由于该系统装置为连续生产，当周期性的负载不断加载作用于真空泵时，极大地降低真空泵的使用寿命。本发明采用在现有工艺上增加一套控制装置，即在各吸附塔执行抽真空前对塔内压力进行检测，并设定一个阈值，该阈值可以通过控制系统的人机界面接口按照实际需要输入。当塔内的压力高于该阈值时，控制系统将打开旁路阀门，让气体排出。当塔内压力低于该阈值时，就关闭旁路阔门，打开抽真空的阀门，从而使真空泵输送的流量稳定，让真空泵在一个较好的环境下工作，减弱负载波动对真空泵产生的冲击，从而极大地提高真空泵的使用寿命。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案
一种变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法，包括变压吸附系统的多塔顺控时序和程控阀时序，其特征在于在各塔均降压结束后采用一个抽真空前检测塔内压力的程序，控制新增旁通阀的开启和关闭。
上述变压吸附系统具有吸附剂填料的吸附塔，输送原料气至各吸附塔的供气通道、吸附塔顶端至界外产品气收集装置的产品通道、连接吸附塔顶端至均压塔的平行通道、连接吸附塔至废气收集装置中的废气通道和吸附塔底端至真空泵的抽真空通道，每个塔器带有相应程控阔门和新增旁通阀。
上述多塔顺控时序和程控阀时序控制变压吸附循环，所述变压吸附循环包括吸附，顺放，均降压，抽真空和均升压步序。
上述多塔顺控时序和程控阀时序是对各吸附塔的程控阀进行时序控制，实现变压吸附循环，使产品气连续通过产品气通道输出。旁通阀连接至吸附气体的回收装置进行再利用。
上述变压吸附具体操作步骤如下对于一个吸附塔所进行的变压吸附循环操作为打开程控阀，原料气经过供气通道进入到吸附塔中，流经吸附剂，被吸附剂吸附一定时间后，打开程控阀，将所得产品气流经产品通道顺放至产品收集装置，待设定时间到时，对吸附塔进行降压处理，打开程控阀，对吸附塔进行均降处理，紧接着打开程控阀将对吸附塔内的吸附剂进行再生处理，抽真空还原吸附剂的吸附特性，处理过后最后打开程控阀，进行升压处理，进入下一个吸附循环。吸附剂解吸的气体作为废气经废气通道由真空泵输送到废气收集装置；其他各个吸附塔的操作和所述吸附塔相同。
上述在各塔均降压结束后采用一个抽真空检测塔前检测塔内压力的程序，对一个吸附塔的操作为增加旁路，当吸附塔均降压结束后检测其压力，当压力值高于设定阈值时，开启新增旁通阀，降低吸附塔的压力低于设定阈值时，再开启真空泵对吸附塔进行抽空，从而极大地减缓负载波动对真空泵的冲击，提高真空泵的使用寿命；其他各个吸附塔的操作与所述吸附塔相同。
本发明实施简单，在原来的系统上增加设备少，价格便宜，完全采用自动化控制，系统维护量小的特点，易于使用与推广。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本发明在各塔均降压结束后采用一个抽真空检测塔内压力的程序，控制新增旁通阈的开启和关闭，当塔内压力高于阈值时，打开旁通阀，让气体排出，当塔内压力低于阈值时，关闭旁通阀，打开抽真空的阀门，从而使真空泵输送的流量稳定，减弱负载波动对真空泵产生的冲击，极大地提高了真空泵的使用寿命。本发明易于实施，在原来的系统上增加设备少，价格便宜，完全采用自动化控制，系统维护量小，易于推广使用。
图1为本发明一个实施例的系统结构示意图。具体的实施方式
本发明的一个优选实施例结合
如下
本变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法，包括变压吸附系统的多塔顺控时序和程控阀时序，在各塔均降压结束后采用一个抽真空前检测塔内压力的程序，控制新增旁通
阀的开启和关闭。参见图l，本实施例的变压吸附系统具有吸附剂填料的吸附塔l、 2、 3、 4、5、 6、 7、 8、输送原料气至各吸附塔的供气通道110、吸附塔顶端至界外产品气收集装置的产品通道140、连接吸附塔顶端至均压塔的平行通道130、连接吸附塔至废气收集装置中的废气通道150和吸附塔底端至真空泵的抽真空通道120，每个塔器带有相应程控阀门11，12，…17 ; 21,22,…27; 31， 32'...，37; 41, 42'...47; 51， 52，…，57 ; 61, 62,…，67 ;71， 72， ...77; 81,82,…，87;和新增旁通阀ZL1, ZL2, ZL8。
PSA循环包括吸附，顺放，均降压，抽真空，均升压等步序。各吸附塔按照程序来控制各程控阀的时序，实现PSA的循环，使产品气连续通过产品气通道140输出。以吸附塔l为例说明，其它7个吸附塔操作与其完全相同。打开程控阀ll，原料气经过供气通道110进入到吸附塔1中，流经吸附剂，被吸附剂吸附一定时间后，打开程控阀16，将所得产品气流经产品通道140顺放至产品收集装置，待设定时间到时，对吸附塔进行降压处理，打开程控阀13或14或15，对吸附塔1进行均降处理，紧接着打开程控阀12将对吸附塔1内的吸附剂进行再生处理，抽真空还原吸附剂的吸附特性，处理过后最后打开程控阀17,进行升压处理，进入下一个吸附循环。本发明在原有系统的基础上增加旁路ZL1，当吸附塔l均降压结束后检测其压力，当压力值高于设定阈值时，开启新增旁通阀ZL1，降低吸附塔1的压力低于后设定阈值时，再开启真空泵对吸附塔1进行抽空；其它各个吸附塔2、 3、 4、 5、 6、 7、 8的操作与所述吸附塔1的操作相同；从而极大地减缓负载波动对真空泵的冲击，提高真空泵的使用寿命。
如上所述实施例可以使本专业的技术人员理解本发明内容，对所述实施例进行修改，添加和替换都是可能的，都没有超出本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法，包括变压吸附系统的多塔顺控时序和程控阀时序，其特征在于在各塔均降压结束后采用一个抽真空前检测塔内压力的程序，控制新增旁通阀的开启和关闭。
2. 根据权利要求1所述的变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法，其特征在于 所述变压吸附系统具有吸附剂填料的吸附塔(l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8)、输送原料气至各吸 附塔的供气通道(110)、吸附塔顶端至界外产品气收集装置的产品通道(140)、连接吸附塔 顶端至均压塔的平行通道(130)、连接吸附塔至废气收集装置中的废气通道(150)和吸附塔 底端至真空泵的抽真空通道(120)，每个塔器带有相应程控阀门(ll, 12，...17; 21,22， ...27; 31,32,…，37; 41,42, ...47; 51， 52,…，57; 61,62,…，67; 71, 72, ...77; 81,82,…，87;)和新 增旁通阀(ZL1，ZL2，…，ZL8)。
3. 根据权利要求1所述的变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法，其特征在于 所述多塔顺控时序和程控阀时序控制变压吸附循环，所述变压吸附循环包括吸附，顺放，均 降压，抽真空和均升压步序。
4. 根据权利要求3所述的变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法，其特征在于 所述多塔顺控时序和程控阀时序是对各吸附塔的程控阔进行时序控制，实现变压吸附循环， 使产品气连续通过产品气通道(140)输出。旁通阀连接至吸附气体的回收装置进行再利用。
5. 根据权利要求4所述的变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法，其特征在于 所述变压吸附具体操作步骤如下对于一个吸附塔(1)所进行的变压吸附循环操作为打开 程控阀(11)，原料气经过供气通道(110)进入到吸附塔(l)中，流经吸附剂，被吸附剂吸附 一定时间后，打开程控阀(16),将所得产品气流经产品通道(140)顺放至产品收集装置，待 设定时间到时，对吸附塔进行降压处理，打开程控阀(13)或(14)或(15)，对吸附塔(l)进行均 降处理，紧接着打开程控阀(12)将对吸附塔(1)内的吸附剂进行再生处理，抽真空还原吸附剂 的吸附特性，处理过后最后打开程控阀(17)，进行升压处理，进入下一个吸附循环。吸附剂 解吸的气体作为废气经废气通道(150)由真空泵输送到废气收集装置；其他各个吸附塔(2、 3、 4、 5、 6、 7、 8)的操作和所述吸附塔(1)相同。
6. 根据权利要求1所述的变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法，其特征在于 所述在各塔均降压结束后采用一个抽真空前检测塔内压力的程序，对一个吸附塔(1)的操作 为增加旁路(ZL1)，当吸附塔(1)均降压结束后检测其压力，当压力值高于设定阈值时， 开启新增旁通阀(ZL1)，降低吸附塔(l)的压力低于设定阈值时，再开启真空泵对吸附塔(l) 进行抽空，从而极大地减缓负载波动对真空泵的冲击，提高真空泵的使用寿命；其他各个吸 附塔(2、 3、 4、 5、 6、 7、 8)的操作与所述吸附塔(1)相同。
全文摘要
本发明提出了一种变压吸附系统中提高真空泵使用寿命的控制方法。本方法包括变压吸附系统的多塔顺控时序和程控阀时序，在各塔降压结束后均采用一个抽真空前检测塔内压力的程序，控制新增旁通阀的开启和关闭。当塔内的压力高于该阈值时，控制系统将打开旁路阀门，让气体排出。当塔内压力低于该阈值时，就关闭旁路阀门，打开抽真空的阀门，从而使真空泵输送的流量稳定，减弱负载波动对真空泵产生的冲击，从而极大地提高真空泵的使用寿命。本发明实施简单，在原来的系统上增加设备少，价格便宜，完全采用自动化控制，系统维护量小，易于推广使用。
文档编号B01D53/047GK101670222SQ20091019655
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者严良文, 徐凤平, 文 李, 欢 王, 阚树林 申请人:上海大学