专利名称：一种空气分离中粗氩净化控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体净化控制装置，具体应用于空气分离有氢制氩中，对粗 氩的净化控制。
背景技术：
在线气体纯度在线分析，是世界工业的一大难题，现有的在线气体分析仪及分析 方法普遍存在不稳定、易漂移、数据严重滞后现象，尤其是随着使用时间增加，稳定性急剧 下降，漂移更快，必须经常校准方能达到要求。气体分析由于气体取样管道长度及分析仪本 身具有的滞后性，严重影响产品分析结果滞后，当气体分析仪纯度结果出来时，以有大量的 气体介质输出。国内外空气分离有氢制氩中，粗氩净化控制系统装置，是除去粗氩中所含的氧，要 求含氧量< 10PPM。根据工艺规程，当反应炉中过量氢> 1.0%时，就能够保证净化后氩气 含氧量< 10PPM。同时，后续工艺要求，过量氢必须<2.0%，否则将造成精氩系统压力升高 而放空，因此，必须将过量氢严格控制在1. 0 2. 0%之间。现有技术中，系统采用单回路定值调节系统，它通过过量氢分析仪分析的过量氢 值，来调节氢气入口阀流量，保证系统过量氢在1. 0 2. 0%之间。现有技术在实际工作中的应用存在以下问题现有技术中采用单回路丁子调节系统，该系统仅仅利用过量氢分析仪分析出的过 量氢值来调节进入反应炉的氢气入口阀流量，控制过量氢在1. 0 2. 0%之间，而没有考虑 在线过量氢分析仪的严重滞后性，造成被控量过量氢波动严重，进而使净化后氩气含氧量 超标，产品报废。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种空气分离中粗氩净化控制装置，他具 有针对在线过量氢分析仪的严重滞后性，找出与过量氢密切相关的物理量粗氩含氧量所对 应的及时物理量，即气体温度，通过采用串级调节系统代替现有技术中的单回路定值调节 系统，利用串级调节系统的特性，将及时物理量气体温度作为副参数、过量氢作为主参数， 对反应炉的氢气入口阀进行控制，保证系统过量氢在1. 0 2. 0%之间，实现空气分离中粗 氩净化控制系统稳定性的特点。为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种空气分离中粗氩净化控制装置，包 括粗氩含氧分析仪、炉温检测单元、过量氢分析仪，所述粗氩含氧分析仪连接反应炉的粗氩 输入端；所述炉温检测单元与反应炉连接，检测反应炉中的气体温度；所述过量氢分析仪 的输入端连接反应炉输出端的分子筛的输出端，其特征在于，还包括串级调节系统，所述串级调节系统的主参数输入端连接所述过量氢分析仪的输出端，串级调节系 统的副参数输入端连接所述炉温检测单元的输出端，串级调节系统的控制端连接反应炉的 氢气入口阀。[0010]本实用新型的优点在于本实用新型所提供一种空气分离中粗氩净化控制装置，针对在线过量氢分析仪的 严重滞后性，找出了与过量氢密切相关的物理量粗氩含氧量所对应的及时物理量，即气体 温度，通过采用串级调节系统代替现有技术中的单回路定值调节系统，利用串级调节系统 的特性，将及时物理量气体温度作为副参数、过量氢作为主参数，对反应炉的氢气入口阀进 行控制，保证系统过量氢在1. 0 2. 0%之间，满足工艺需求。实现了空气分离中粗氩净化 控制系统稳定性，避免了现有技术中被控量过量氢波动严重的问题，从而使净化后氩气含 氧量达标，产品质量得以保证。总之，本实用新型结构简单，易于制作，工作稳定，使用效果 好。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为温度与粗氩含氧量关系图。
具体实施方式
首先，对将气体温度作为与过量氢值有关的及时物理量进行说明由2H2+02 = 2H20方程式可知含氧量每变化1个单位，其过量氢变化2个单位。反应炉中粗氩含氧量的物理量与过量氢密切相关，然而粗氩含氧量分析也是一个 严重滞后量。发明人通过对空气分离中粗氩净化控制系统技术进行分析，找出了一个与粗 氩含氧量的物理量对应的即时物理量温度，来代替粗氩含氧量。一、对反应炉中的参数温度的统计与分析随机取粗氩含氧量为2.0%、2. 15%、2. 3%、2.45%时，粗氩含氧量上升及下降各 三次共二十四次测得的气体温度值。各点即时温度如列表一所示。列表一
^^显度 含氧^^T1T2T3T4T5T62. 0%410. 0411. 0410. 5409. 5409. 5410. 02. 15%420. 0422. 5422. 0419. 5419. 5419. 02. 3%431. 0430. 0429. 0428. 0431. 5429. 02. 45%440. 5442. 0439. 5438. 5441. 0439. 0 该表格中，2. 0%的粗氩含氧量Tl、T2、T3三个气体温度值是由比2. 0%的粗氩含 氧量小上升至2. 0%粗氩含氧量时，取的三次反应炉内测得的气体温度值；2. 0%的粗氩含
4氧量T4、T5、T6三个值是由2. 15%的粗氩含氧量下降至2. 0%的粗氩含氧量时，取的三次反 应炉内测得的气体温度值。2. 15%的粗氩含氧量的T1、T2、T3三个值是由2. 0%的粗氩含氧量上升至2. 15% 的粗氩含氧量时，取的三次反应炉内测得的气体温度值；2. 15%的粗氩含氧量的T4、T5、T6 三个值是由2. 3%的粗氩含氧量下降至2. 15%的粗氩含氧量时，取的三次反应炉内测得的 气体温度值。2. 3%的粗氩含氧量的T1、T2、T3三个值是由2. 15%的粗氩含氧量上升至2. 3%的 粗氩含氧量时，取的三次反应炉内测得的气体温度值；2. 3%的粗氩含氧量的T4、T5、T6三 个值是由2. 45%的粗氩含氧量下降至2. 3%的粗氩含氧量时，取的三次反应炉内测得的气 体温度值。2. 45%的粗氩含氧量的T1、T2、T3三个值是由2. 3%的粗氩含氧量上升至2. 45% 的粗氩含氧量时，取的三次反应炉内测得的气体温度值；2. 45%的粗氩含氧量的T4、T5、T6 三个值是由比2. 45%的粗氩含氧量大的粗氩含氧量下降至2. 45%的粗氩含氧量时，取的 三次反应炉内测得的气体温度值。二、求各点平均值2. 0 % 时 T2.= (410+411+410. 5+409+409. 5+410) /6= 410°C 2. 15 % 时 T2.15% = (420+422. 5+422+419. 5+419. 5+419) /6= 420. 4°C2. 3%时 T2 3%= (431+430+429+428+431. 5+429)/6= 429. 75 °C2. 45 % 时 T2.45% = (440. 5+442+439. 5+438. 5+441+439) /6= 440. 1°C列表二——不同粗氩含氧量对应的平均温度
权利要求1. 一种空气分离中粗氩净化控制装置，包括粗氩含氧分析仪、炉温检测单元、过量氢 分析仪，所述粗氩含氧分析仪连接反应炉的粗氩输入端；所述炉温检测单元与反应炉连接， 检测反应炉中的气体温度；所述过量氢分析仪的输入端连接反应炉输出端的分子筛的输出 端，其特征在于，还包括串级调节系统，所述串级调节系统的主参数输入端连接所述过量氢分析仪的输出端，串级调节系统的 副参数输入端连接所述炉温检测单元的输出端，串级调节系统的控制端连接反应炉的氢气 入口阀。
专利摘要本实用新型涉及气体净化控制装置，公开了一种空气分离中粗氩净化控制装置，包括粗氩含氧分析仪、炉温检测单元、过量氢分析仪，粗氩含氧分析仪连接反应炉粗氩输入端；炉温检测单元与反应炉连接；过量氢分析仪输入端连接分子筛输出端，还包括串级调节系统，串级调节系统的主参数输入端连接过量氢分析仪输出端，串级调节系统的副参数输入端连接炉温检测单元输出端，串级调节系统控制端连接反应炉的氢气入口阀。本实用新型针对在线过量氢分析仪的严重滞后性，找出与过量氢对应的及时物理量气体温度，采用串级调节系统代替现有技术中的单回路定值调节系统，对反应炉的氢气入口阀进行控制，满足工艺需求，实现了空气分离中粗氩净化控制系统稳定性。
文档编号B01D53/00GK201785193SQ20102028974
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者刘超, 沈淋, 齐红斌 申请人:武汉钢铁(集团)公司