專利名稱：調(diào)節(jié)用于氣體的吸附處理的裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)用于氣體的吸附處理的裝置的方法以及通過吸附處理氣體的方法，被處理的氣體流經(jīng)所述裝置。

背景技術(shù)：
文獻(xiàn)EP-A-1336910公開了這種以首字母簡略詞慣例稱作PSA(變壓吸附)的處理裝置的一個示例。這種裝置包括接收氣體的各種部件，例如至少兩個包括吸附劑的罐(在所引用文獻(xiàn)的示例中是10個罐)，作為一種非限制性方式，每個罐包括一層或多層吸附劑(例如活性炭或氧化鋁的分子篩)、向裝置運送氣體混合物的進(jìn)料管線、從裝置中輸出凈化氣體的生產(chǎn)管線、從裝置中輸出包含輸入氣體中雜質(zhì)的氣體的廢氣管線。此外，上述部件通過管線連接在一起，每根管線都配備有至少一個閥，用來容許或防止氣體在兩個部件之間流通。
這種裝置讓人完全滿意。但是，為了確保該裝置的使用壽命和/或所生產(chǎn)氣體的質(zhì)量，和/或所生產(chǎn)的氣流的質(zhì)量，需要對裝置中的氣體流動特別關(guān)注。


發(fā)明內(nèi)容
為此目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種調(diào)節(jié)通過吸附處理氣體的裝置的控制單元的方法， 所述裝置適于執(zhí)行用于生產(chǎn)氣體的方法，在生產(chǎn)過程中，含有雜質(zhì)的原料氣體被供應(yīng)到裝置中，用于生產(chǎn)至少一種通過原料氣體凈化后流出的氣體，所述生產(chǎn)方法包括多個步驟，在所述步驟期間，氣體在所述裝置中流動，所述流動具有多個特征流動參數(shù)， 所述裝置包括多個部件 -運送將要通過吸附凈化的原料氣體的進(jìn)料管線， -運送凈化氣體的生產(chǎn)管線， -運送廢氣的排出管線，廢氣中包含原料氣體中的雜質(zhì)， -多個包含至少一種吸附劑材料的罐， 所述裝置還包括 -多個連接管線，每個連接管線將所述部件中的兩個部件連接在一起， -在每個所述連接管線上的閥，每個閥適于選擇性地閉合以防止氣體在連接管線中流動，或者根據(jù)可變開度參數(shù)開啟以使氣體能在連接管線中流動， 由通過配備有閥的連接管線連接在一起的兩個部件限定出一系統(tǒng)， 所述裝置具有多個特征裝置參數(shù)，以及 -所述控制單元，該控制單元適于在每個步驟中根據(jù)每個系統(tǒng)的開度參數(shù)控制閥的開度， -對于每個系統(tǒng)，適于測量該系統(tǒng)中氣流的物理參數(shù)的測量值的檢測裝置， 所述控制單元適于計算每個系統(tǒng)中用于開啟閥的預(yù)測參數(shù)、所述物理流動參數(shù)的設(shè)定值、所述設(shè)定值的函數(shù)與所述測量值的函數(shù)之間的誤差， 所述控制單元適于在每個步驟中根據(jù)每個系統(tǒng)的所述開度參數(shù)控制閥的開度，所述開度參數(shù)基于至少所述用于開啟閥的預(yù)測參數(shù)以及應(yīng)用于所述誤差的至少一個校正參數(shù)。
所述調(diào)節(jié)方法包括步驟(a)，在該步驟中，根據(jù)所述特征裝置和流動參數(shù)調(diào)節(jié)所述校正參數(shù)。
由于這些設(shè)置，可以根據(jù)與裝置和流動相關(guān)聯(lián)的特征參數(shù)一次性調(diào)節(jié)控制單元，從而能夠在啟動時容易地配置該裝置，并且在例如原料氣體改變時自動地重新配置該裝置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，可進(jìn)一步采取下列設(shè)置中的一種和/或另一種 -校正參數(shù)是應(yīng)用于當(dāng)前設(shè)定值的函數(shù)與當(dāng)前測量值的函數(shù)之間的誤差上的比例校正參數(shù)； -在氣體生產(chǎn)方法的執(zhí)行過程中，控制單元適于根據(jù)閥先前的開度參數(shù)、預(yù)測參數(shù)的先前值、應(yīng)用于物理流動參數(shù)先前設(shè)定值的函數(shù)與物理流動參數(shù)先前測量值的函數(shù)之間的誤差上的所述比例校正參數(shù)、以及應(yīng)用于物理流動參數(shù)當(dāng)前設(shè)定值的函數(shù)與物理流動參數(shù)當(dāng)前測量值的函數(shù)之間的所述誤差上的第二綜合校正參數(shù)來進(jìn)一步控制閥的開度， 在調(diào)節(jié)方法的步驟(a)中，根據(jù)所述特征裝置和流動參數(shù)調(diào)節(jié)所述第二綜合校正參數(shù)； -在氣體生產(chǎn)方法的執(zhí)行過程中，控制單元適于根據(jù)閥先前的開度參數(shù)和預(yù)測參數(shù)的先前值來進(jìn)一步控制閥的開度；校正參數(shù)是應(yīng)用于所述先前設(shè)定值的函數(shù)與所述先前測量值的函數(shù)之間的誤差上的綜合校正參數(shù)， 在調(diào)節(jié)方法的步驟(a)中，根據(jù)裝置和流動參數(shù)調(diào)節(jié)所述綜合校正參數(shù)； -在氣體生產(chǎn)方法的執(zhí)行過程中，控制單元適于根據(jù)所述開度參數(shù)的最大容許值來進(jìn)一步控制閥的開度。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種使用包括控制單元的裝置通過吸附生產(chǎn)氣體的方法，該控制單元由上述調(diào)節(jié)方法加以調(diào)節(jié)，所述氣體生產(chǎn)方法包括多個不同的步驟，所述步驟在階段開始和階段終止之間延伸，在每個步驟期間，對于至少一個包括第一和第二部件、將所述第一和第二部件連接在一起的連接管線、在所述連接管線上的閥、在每個步驟期間在第一和第二部件之間流動的氣體的系統(tǒng)，重復(fù)執(zhí)行下列步驟 (b)計算物理流動參數(shù)的設(shè)定值， (c)使用檢測裝置測量所述物理流動參數(shù)的所述測量值， (d)作為時間、特征裝置和流動參數(shù)、以及所述物理流動參數(shù)的設(shè)定值的函數(shù)來計算用于開啟閥的預(yù)測參數(shù)；以及 (e)作為在步驟(a)中調(diào)節(jié)的校正參數(shù)以及預(yù)測開度參數(shù)的函數(shù)來計算所述開度參數(shù)的值，所述校正參數(shù)應(yīng)用于所述物理流動參數(shù)的所述測量值的函數(shù)與所述設(shè)定值的函數(shù)之間的誤差上。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，可以可選地進(jìn)一步采取下列設(shè)置中的一種和/或另一種 -在步驟開始時測量系統(tǒng)的操作點，并且在步驟(e)中，通過將一歸一化到該操作點的非線性函數(shù)應(yīng)用于所述測量值和所述設(shè)定值上來計算所述誤差； -此外，重復(fù)執(zhí)行下列步驟 (f)作為時間、特征裝置和流動參數(shù)、以及物理流動參數(shù)的所述測量值的函數(shù)來計算開度參數(shù)的最大容許值， (g)將所述最大容許值與步驟(e)中計算出的值進(jìn)行比較，如果所述最大容許值小于所述計算值，則使用所述最大容許值而不是所述計算值； -所述第一部件是容納有吸附劑的第一罐，第二部件是容納有吸附劑的第二罐，所述生產(chǎn)方法包括平衡步驟，在該平衡步驟中，氣體流入從第一罐到第二罐的連接管線中，直到第二罐中壓力與第一罐中壓力之間的壓力差達(dá)到一給定值，并且在該平衡步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以第一和第二罐之間的壓力差作為物理流動參數(shù)； -所述第一部件是容納有吸附劑的第一罐，第二部件是容納有吸附劑的第二罐，所述生產(chǎn)方法包括洗提步驟，在該洗提步驟中，氣體流入從第一罐到第二罐的連接管線中以沖洗所述第二罐，并且在該洗提步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以第一和第二罐之間的壓力差作為物理流動參數(shù)； -所述裝置包括輸送該裝置生產(chǎn)的氣體的生產(chǎn)管線，以及運送供給到所述裝置的氣體的進(jìn)料管線，第二部件是容納有吸附劑的第二罐，所述生產(chǎn)方法包括最終重新加壓步驟，在該最終重新加壓步驟中，氣體流入到第二罐的連接管線中以增加第二罐中的壓力值，并且在該最終重新加壓步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以連接到生產(chǎn)和進(jìn)料管線之一的第一罐與第二罐之間的壓力差作為物理流動參數(shù)； -所述第一部件是容納有吸附劑的第一罐，第二部件是廢氣排出管線，所述生產(chǎn)方法包括降壓步驟，在該降壓步驟中，氣體流入第一罐和廢氣排出管線之間的連接管線中，直到第一罐達(dá)到低壓水平，并且在該降壓步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以第一罐和廢氣排出管線之間的壓力差作為物理流動參數(shù)； -所述裝置還包括運送以供料速率供給到所述裝置的氣體的進(jìn)料管線， 從裝置中輸送以生產(chǎn)速率生產(chǎn)的氣體的生產(chǎn)管線， 以及平衡罐，在平衡步驟中，氣體從平衡罐流到第二罐，直到第二罐中壓力與平衡罐中壓力之間的壓力差達(dá)到一給定值， 第一部件是連接到供料和生產(chǎn)管線之一的第一罐， 第二部件是所述第二罐， 所述生產(chǎn)方法包括連續(xù)重新加壓步驟，在該連續(xù)重新加壓步驟中，氣體流入所述管線與第二罐之間的連接管線中，直到第二罐中獲得操作壓力，并且在該連續(xù)重新加壓步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以生產(chǎn)速率與供料速率之間的差作為物理流動參數(shù)； -在生產(chǎn)方法的至少一個步驟中，至少步驟(e)僅在生產(chǎn)方法的該步驟開始一時間間隔后執(zhí)行，所述時間間隔具有足夠的持續(xù)時間，以便物理流動參數(shù)達(dá)到代表值。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種包括程序編碼裝置的程序，當(dāng)所述程序在可編程機中運行時，所述程序編碼裝置適于執(zhí)行上述方法。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及通過所述方法生產(chǎn)的氣體。



通過下面結(jié)合附圖對作為非限制性示例提供的其中一個實施例的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將是顯而易見的。
在附圖中 -圖1是用于通過吸附處理氣體的裝置的示意圖； -圖2是圖1中裝置的吸附器的操作循環(huán)圖表，其中示出各個操作階段時間(temps de phase)a，b，...，j； -圖3I至圖3X分別是與圖1中裝置的吸附器有關(guān)的圖表，并示出與圖2相同的循環(huán)階段時間； -圖4示出閥控制方法的示意圖； -圖5a和圖5b是時間曲線圖，分別示出平衡步驟的壓力偏差設(shè)定值和隨時間變化的CV； -圖6示出進(jìn)行洗提步驟的系統(tǒng)； -圖7示出進(jìn)行降壓步驟的系統(tǒng)； -圖8示出進(jìn)行平衡步驟的系統(tǒng)； -圖9示出進(jìn)行最終重新加壓步驟的系統(tǒng)； -圖10示出進(jìn)行結(jié)合的平衡和連續(xù)重新加壓步驟的系統(tǒng)； -圖11示出第二氣體處理裝置的與圖2類似的操作循環(huán)圖表；以及 -圖12示出第二氣體處理裝置進(jìn)行結(jié)合的平衡和連續(xù)重新加壓步驟的系統(tǒng)。
在各個附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件。

具體實施例方式 圖1示出處理不純的氣體流例如不純的氫氣的裝置10。該裝置適于凈化該氫氣流中的雜質(zhì)，例如濕氣、一氧化碳、氮氣、沼氣、二氧化碳、碳?xì)浠衔锏取?br> 為此目的，裝置10包括若干容納氣體的部件，例如運送待凈化氫氣的進(jìn)料管線1、已凈化氫氣生產(chǎn)管線2以及10個吸附器，該吸附器分別標(biāo)記為R1，R2，R3，...，R9和R0。每個吸附器包括一罐，罐中容納一種或多種吸附劑材料，當(dāng)待處理的氫氣流通過時，所述吸附劑材料能保留全部或部分上面所述的雜質(zhì)。這種或這些材料是可再生的，也就是說，它們能回收在先吸附的雜質(zhì)。為此目的，裝置10包括廢氣排出管線5，該管線充滿了從再生吸附器中流出的溶解雜質(zhì)。裝置10還可以包括運送洗提氣體GE的供應(yīng)管線，例如生產(chǎn)管線2的分支管線。
一方面，裝置10還包括位于上述管線1、2和5與吸附器R1至R0之間的連接管線，包括管線7；另一方面，還包括將吸附器R1至R0連接在一起的連接管線3、4和6，其中一根連接管線4連接到供應(yīng)洗提氣體GE的管線。通過對裝置10的操作進(jìn)行描述，連接管線3、4、6和7的準(zhǔn)確布置將會變得更加清楚。此外，所有這些連接管線都配備有閥，用于控制流經(jīng)它們的氣體的流動，通過對裝置的操作的描述，閥的布置也將會變得清楚。
裝置10還包括單元8，用于控制該裝置的吸附器的閥。該單元的編程和操作細(xì)節(jié)將在下面詳細(xì)描述。
該裝置中設(shè)置有檢測裝置，例如用于各罐的壓力傳感器或者用于各管線的流量傳感器。
圖2示出裝置10的操作循環(huán)。在該圖中，時間t繪制在X軸上，絕對壓力P繪制在Y軸上，箭頭所示的線條表示氣流的移動和目標(biāo)，以及吸附器R1至R0中的各自流動方向 -當(dāng)箭頭指向Y軸的增加方向(朝向圖表的頂部)，則認(rèn)為流體在吸附器中順流。如果向上指向的箭頭位于表示吸附器中壓力的線條下方，那么氣流通過吸附器的入口端進(jìn)入吸附器；如果向上指向的箭頭位于表示壓力的線條上方，那么氣流通過吸附器的出口端從吸附器流出，入口端和出口端分別是待處理的氣體和生產(chǎn)階段提取的氣體； -當(dāng)箭頭指向Y軸的降低方向(朝向圖表的底部)，則認(rèn)為流體在吸附器中逆流。如果向下指向的箭頭位于表示吸附器中壓力的線條下方，那么氣流通過吸附器的入口端從吸附器流出；如果向下指向的箭頭位于表示壓力的線條上方，那么氣流從吸附器的出口端進(jìn)入吸附器，入口端和出口端總是待處理的氣體和生產(chǎn)階段提取的氣體。
各吸附器R1至R0遵循圖2所示的循環(huán)，與其前面的吸附器相隔稱作“階段時間”的持續(xù)時間，該持續(xù)時間等于循環(huán)的持續(xù)時間T除以操作中的吸附器數(shù)量(本例中是除以10)。因此，圖2中的循環(huán)包括10個階段時間，并且示出“階段時間/吸附器”對偶性，也就是說，在裝置10操作過程中的任意時刻，每個吸附器都處于不同的階段時間，相當(dāng)于說在裝置操作過程中的任意時刻，吸附器的操作狀態(tài)由該吸附器所處的階段時間確定。
現(xiàn)在，首先通過僅僅描述單個階段時間期間吸附器R1至R0的操作來說明裝置10的操作，可以理解，在循環(huán)的其余時間，吸附器的操作可以通過偏移吸附器的順序而重復(fù)地推導(dǎo)出來。
為此目的，我們可以考慮例如在其期間吸附器R1被認(rèn)為是“主導(dǎo)者(maitre)”的階段時間，也就是說，吸附器R1在高于大氣壓Patmo的高壓Pad下開始其吸附階段，如圖3I所示。與此相伴，吸附器R2遵循圖3II所示的圖表，吸附器R3遵循圖3III所示的圖表，以此類推，直到遵循圖3X所示的圖表的吸附器R0。
為了便于閱讀，只有在該階段時間的至少部分時間內(nèi)開啟的閥示出在圖2以及圖3I至圖3X中，為方便起見，該階段時間標(biāo)記為時刻t＝0至t＝T/10。為了編號的方便，這些閥用字母V后跟兩個字符X，Y標(biāo)記來描述該裝置，標(biāo)記方式如下 -X是與該閥相關(guān)聯(lián)的吸附器的編號，以及 -Y是具有相同功能的一組閥的編號，其與該裝置的其中一條管線相關(guān)聯(lián)，編號1與進(jìn)料管線1的“進(jìn)料”功能相關(guān)聯(lián)，編號2與生產(chǎn)管線2的“生產(chǎn)”功能相關(guān)聯(lián)，編號3與連接管線3的“低壓平衡”功能相關(guān)聯(lián)，編號4與連接管線4的“洗提”功能相關(guān)聯(lián)，編號5與管線5的“廢氣排出”功能相關(guān)聯(lián)，編號6與連接管線6的“高壓平衡”功能相關(guān)聯(lián)，而編號7與連接管線7的“最終重新加壓”功能相關(guān)聯(lián)。
重要的是，應(yīng)該指出，為了描述和表示的方便，實施裝置10操作的閥的布置是有意簡化過的；具體的布置，特別是例如包括更少的閥但包括橫向管線的整套裝置在所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所知的范圍內(nèi)，而沒有超出本發(fā)明的范圍。
在圖3I至3X所示的階段時間開始之前，即t＝0之前，閥V01、V02、V45和V55至少在圖3I至3X所示階段時間之前的階段時間末段開啟。在后面的階段時間里，吸附器R1和R0吸附，而其它吸附器再生。
更確切地說，在時刻t＝0 -除了閥V01和V02之外，閥V11和V12也開啟，從而確保部分凈化氫氣流的生產(chǎn)； -閥V26、V27和V96開啟，從而使至少部分分別從吸附器R1、R9和R0流出的流體能重新壓縮吸附器R2； -閥V33和V83開啟，從而使吸附器R3能被從吸附器R8中流出的流體重新壓縮； -閥V64和V65開啟，從而使吸附器R6的壓力能調(diào)節(jié)至循環(huán)低壓，并且使罐R6中的吸附劑材料能被洗提；以及 -除了閥V55之外，閥V54和V74也開啟，從而使吸附器R5能被從吸附器R7流出的流體洗提。
此外，基本在該時刻t＝0，吸附器R9的生產(chǎn)閥閉合，該吸附器R9在圖3I至3X所示階段時間之前的階段時間期間處于吸附狀態(tài)。
然后，從時刻t＝X1(在該時刻吸附器R2的壓力基本等于吸附器R9的壓力)開始 -閥V26和V96閉合，因此，吸附器R2隨后的重新壓縮變慢。
然后，從時刻t＝X2(在該時刻吸附器R3的壓力基本等于吸附器R8的壓力)開始 -閥V33閉合，閥V43開啟，從而吸附器R4的重新加壓能開始進(jìn)行； -閥V44和V45閉合，因此，從吸附器R7流出的全部流體供應(yīng)給吸附器R5；以及 -閥V36和V96開啟，從而使吸附器R3能被從吸附器R9流出的流體進(jìn)一步重新壓縮。
最后，在時刻t＝T/10(在該時刻吸附器R2的壓力基本等于吸附器R1的壓力)，閥V27、V96、V83、V74、V33、V43和V36閉合，從而從當(dāng)前所描述的階段時間轉(zhuǎn)換到下一階段時間。
因此，盡管圖2中的圖表看起來似乎示出了兩根連接管線6和3，更準(zhǔn)確的看法是其實際上涉及單根管線，該管線在相同的階段時間相繼運送兩種不同的流體。
裝置10在循環(huán)的其它階段時間內(nèi)的操作可以從上面的操作推導(dǎo)得出，在下一個階段時間里，吸附器R2被當(dāng)作主導(dǎo)者，接下來是R3，如此這般，直到吸附器R0。
對裝置的閥在10個循環(huán)階段時間里的所有控制操作形成通常所稱的待實施的單元控制程序器8。
為此目的引入?yún)?shù)，每個相繼的循環(huán)階段時間與用于識別處于該階段時間的吸附器的操作狀態(tài)的參數(shù)相關(guān)聯(lián)。
因此，在圖2所示的階段時間上，狀態(tài)參數(shù)j與其中吸附器開始吸附的階段時間相關(guān)聯(lián)；狀態(tài)參數(shù)i與隨后的階段時間相關(guān)聯(lián)，在該階段時間中吸附器終止吸附；狀態(tài)參數(shù)h與隨后的階段時間相關(guān)聯(lián)，在該階段時間中吸附器開始降壓；參數(shù)g、f、e、d、c、b和a與此相同。這些狀態(tài)參數(shù)在圖2中圖表的X軸上標(biāo)出。因此，有必要引入與階段時間相同數(shù)量的參數(shù)。
此外，這些參數(shù)被稱作“活動者(mobiles)”，其意義在于它們根據(jù)循環(huán)中所考慮的時刻可對應(yīng)于10個吸附器中的任意一個。因此，如果在給定的時刻參數(shù)j對應(yīng)于吸附器R1(j＝1)，則在相當(dāng)于循環(huán)時間T的五分之一的一段時間后，該參數(shù)j將對應(yīng)于吸附器R3(j＝3)。
然后，形成參數(shù)化序列步驟，用于僅僅在給定階段時間期間控制裝置10，在相對于選定階段時間的時間段內(nèi)，每個吸附器不是由其編號識別，而是由該吸附器的操作狀態(tài)的識別參數(shù)識別。換句話說，這相當(dāng)于在給定階段時間上描述裝置的操作，其方式與針對圖3I至圖3X所描述的方式相同，只是根據(jù)選定的階段時間使用可變參數(shù)a，...，j中的一個識別各個吸附器。
因此，在每個階段時間，在控制單元8的控制下，可以隨階段時間可變的方式在該裝置中限定一套系統(tǒng)，其選擇性地執(zhí)行生產(chǎn)、洗提、降壓、連續(xù)重新加壓或最終重新加壓功能，并且，每套系統(tǒng)包括至少兩個通過配備有開閥(vanne ouverte)的連接管線連接在一起的部件。
裝置的每個閥的開度由閥開度參數(shù)描述。對于這里所描述的示例，所用的參數(shù)從閥的CV(流量系數(shù)，該參數(shù)與流經(jīng)閥的流率成正比)得到。根據(jù)CV得到閥開度參數(shù)(開度百分比)，例如，通過應(yīng)用閥制造商提供的線性或非線性方程得到閥開度參數(shù)。但是，可以使用與本發(fā)明的框架適應(yīng)的任何類型參數(shù)，例如閥的位置或其它。
對于放置于將兩個部件例如兩個吸附罐、或者一個吸附罐與一根管線連接在一起的連接管線上的每個閥，執(zhí)行下面描述的方法，該方法在圖4中概括地示出。
在每個步驟中，重復(fù)進(jìn)行 -計算物理流動參數(shù)例如兩部件之間的壓力差的設(shè)定值， -根據(jù)該設(shè)定值，計算考慮中的閥的預(yù)測CV； -測量該物理流動參數(shù)的真實值，例如兩吸附罐之間的真實壓力差； -根據(jù)預(yù)測CV以及誤差的校正參數(shù)計算將要施加在閥上的CV控制，所述誤差是指物理流動參數(shù)的測量值函數(shù)與設(shè)定值函數(shù)之間的誤差，例如壓力差測量值和壓力差設(shè)定值之間的誤差； -(必要時)修正閥的開度。
特別地，應(yīng)該指出，調(diào)節(jié)可以根據(jù)壓力差或者該壓力差的合適函數(shù)y實施，y例如是恒等函數(shù)、歸一化函數(shù)、平方根或其它。
物理流動參數(shù)可以是壓力差、流率或任意其它合適的參數(shù)。例如，在調(diào)節(jié)方法的情況中，平衡步驟中供應(yīng)氣體的罐中的消耗率可以用作物理流動參數(shù)；或者，在生產(chǎn)方法中，洗提或降壓步驟的向外流率可以用作物理流動參數(shù)。
在調(diào)節(jié)該裝置的控制單元的方法的實施過程中，對于選自洗提、平衡、降壓、連續(xù)降壓或最終降壓步驟中的每一步驟，一次性地設(shè)定校正參數(shù)。在該方法的實施過程中，如下文結(jié)合圖6至12所述定義校正參數(shù)。
對于每一步驟，在每一時刻t都例如如圖5a所示在步驟開始時測量的壓力差和在步驟終止時獲得的壓力差之間線性地計算設(shè)定值 其中 ΔP(t)是時刻t的壓力差， ΔPinit是步驟開始時刻的壓力差， ΔPfinal是步驟終止時刻的壓力差設(shè)定值， t是所考慮步驟的計時器，以及 Tsp是所考慮步驟的預(yù)期持續(xù)時間。
但是，可以使用任意其它合適的減函數(shù)例如平方、指數(shù)或其它函數(shù)獲得設(shè)定值。
在某些實施例中，在每一步驟開始的轉(zhuǎn)換階段期間，可以設(shè)定CV保持恒定十分之幾秒到幾秒(例如從1秒到5秒)，然后才實施這里所述的方法。在所述轉(zhuǎn)換間隔期間，可以建立流率和壓力變化。
此外，出于安全原因，在某些應(yīng)用中，通過構(gòu)造確保應(yīng)用到閥上的CV控制不超過與罐中氣體消耗率相應(yīng)的最大容許CV是有用的。這些值隨時間的變化例如在涉及平衡步驟的圖5b中示出。
因此，在計算CV控制時包括將計算的CV控制與閥的最大容許CV進(jìn)行比較，以計算出閥中令人滿意的流率，如果計算的CV控制高于最大的CV，則將最大CV發(fā)送至閥。
在估計CV時，例如可能使用美國儀表協(xié)會(ISA)在ISA-S75.01-1985(R1995)“Flow Equation for Sizing Control Valves”中提出的模型，其中給出了CV、閥流率、閥的上游和下游壓力之間的方程?；蛘?，可以使用根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、試驗等的任何其它合適的方程。
ISA模型指定這些參數(shù)間的關(guān)系由下式?jīng)Q定 其中 Q是閥的流率(Nm3/h)， Pamont是閥的上游壓力[bara]， Y是閥的膨脹系數(shù)Y＝(1-x(t)/3FkXt)，范圍在0.67和1之間， x＝ΔP/Pamont，x在xt時飽和(相應(yīng)于臨界氣流的x)[無量綱]， ΔP是上游壓力和下游壓力之間的壓力差[bara]， Fp是與閥相對于管道的調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的幾何因子[無量綱]， Fk＝k/1.40，其中k＝Cp/Cv是氣體的比熱[無量綱]， Sg是氣體相對于空氣的比重[無量綱]， T是氣體的上游溫度[K]，和 Z是氣體的壓縮因子[無量綱]。
顯然，可以使用使CV、流率和壓力相關(guān)聯(lián)的任何其它合適的方程，如果閥配備有消音器時尤其如此。
對于這里所描述的示例，估計Fp，Z和Fk基本等于1，但是，可以使用任何合適的方程來估計這些參數(shù)的值。
所給出的方程用于從設(shè)定值ΔP(t)(與圖5a比較)來計算預(yù)測CV，設(shè)定值ΔP(t)是閥的其它參數(shù)的函數(shù)。但是，在本發(fā)明中，例如流率也可以作為閥參數(shù)如CV的函數(shù)來計算。
圖6至10示出氣體生產(chǎn)方法的不同步驟的模型，各模型用于在本發(fā)明調(diào)節(jié)方法的實施過程中確定控制單元的待調(diào)節(jié)的校正參數(shù)值。
圖6示出罐Rf和罐Rd(圖2)之間的洗提步驟。在該步驟中，閥Vf4和Vd5完全開啟，閥Vd4受控制。
理論上，可以寫成罐Rf中的壓力Pf服從如下方程式 式中，Veq是等效容積(每巴解除吸附的氫氣流率)[Nm3 H2/bar] 罐Rd的壓力Pd是廢氣排出管線5的壓力，該壓力可認(rèn)為是恒定的，因此，dPf/dt＝dΔP/dt。
通過聯(lián)立方程式(1)、(2)和Y的表達(dá)式，獲得洗提步驟時的CV預(yù)測項
式中 Qd4＝(ΔPinit-ΔPfinal，SP)3600Veq/TSP， ΔPfinal，SP是洗提步驟的最終壓力差設(shè)定值， ΔPinit是洗提步驟開始時測量得到的壓力差， Présiduaire，init是洗提步驟開始時測量得到的管線5中的壓力，以及 TSP是洗提步驟的持續(xù)時間設(shè)定值。
為了控制閥，從方程式(1)和(2)得出測量得到的變量(壓力)和控制變量(CV)之間的方程式
認(rèn)為洗提步驟的Y值是常數(shù)，求解出該方程
式中，飽和狀態(tài)指ΔP不能降低到0以下。根據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，將方程式(5)寫成飽和積分系統(tǒng)
式中 這樣獲得的因子K完全取決于特征裝置參數(shù)FP和Veq，以及特征流動參數(shù)Sg、T和Z。此外，對于洗提步驟，Y被認(rèn)為是常數(shù)，其值等于0.67。
通過調(diào)節(jié)使該系統(tǒng)相對于CV呈線性關(guān)系，相對于ΔP不呈線性關(guān)系，但是相對于非線性函數(shù)y(ΔP)＝(arcsinh[√ΔP/Présiduaire，init])呈線性關(guān)系，或者相對于y(ΔP)＝[√(ΔP/Présiduaire，init)]大致呈線性關(guān)系。
例如，可以使用Ziegler-Nichols方法，該方法用于確定G(s)＝e-θs.K/s類型的積分器系統(tǒng)的PID校正器的參數(shù)，其中θ是延遲時間。如果限定了比例增益校正器Kp，那么該方法給出Kp＝1/Kθ。
θ可以例如通過干擾待控制過程而模擬確定。該參數(shù)可例如選定在約5秒和100秒之間。θ的選擇足夠大用于避免過大的CV波動。θ的選擇足夠小用于達(dá)到所需的壓力。
在壓力校正器中增加積分項KI也是可能的。選擇KI＝比率×Kp，例如KI＝0.1Kp。因此，KI也完全取決于特征裝置和流動參數(shù)。
因此，真正的CV寫成 CV＝max[z-1CV+(1-z-1)(CVprévisionnel+Kpε)+KIε；0] (8) 式中 ε＝y(tǒng)mes-ySP，其中ymes是用于調(diào)節(jié)的測量得到的壓力差ΔP的函數(shù)(例如y＝arcsinh[√(ΔP/Présiduaire，init)]或y＝√(ΔP/Présiduaire，init)，ySP是應(yīng)用于壓力差設(shè)定值的相同函數(shù)(此處的Présiduaire，init用于歸一化壓力差設(shè)定值與測量得到的壓力差之間的誤差)，并且 算子z-1是示例系統(tǒng)的時間段滯后算符。
非線性函數(shù)y用于改善遇到干擾時修正參數(shù)的魯棒性。
這里應(yīng)該指出，在完全的比例系統(tǒng)中，KI選擇為0，方程式(8)寫成 CV＝max[CVprévisionnel+Kpε；0] (8’) 從預(yù)測閥開度參數(shù)以及應(yīng)用于現(xiàn)有設(shè)定值的函數(shù)與現(xiàn)有測量值的函數(shù)之間的誤差的比例校正參數(shù)可直接獲得閥開度參數(shù)。
在比例積分中，也可從應(yīng)用于該誤差的積分校正參數(shù)、開度參數(shù)的先前值、預(yù)測開度參數(shù)的先前值以及應(yīng)用于誤差的先前值上的比例校正參數(shù)獲得CV。
在可選實施例中，還可以確保調(diào)節(jié)問題不會導(dǎo)致罐內(nèi)的超速流動。這種調(diào)節(jié)問題例如可歸因于校正器的過高調(diào)節(jié)或者傳感器的故障，其中，校正器使用該傳感器來進(jìn)行測量。為此目的，計算與該步驟中閥的最大容許CV相應(yīng)的CVmax。例如，CVmax與容許罐內(nèi)氣體以消耗率的預(yù)定分?jǐn)?shù)(部分)x流動的CV相應(yīng)，這可以通過Ledoux公式近似(例如，這里所述的洗提步驟中x＝60％)。
罐中氣體的速度例如可寫成 式中 v是罐頂部或底部的速度[m/s]， Q是流過罐頂部或底部的流率[Nm3/h]， Tads是罐內(nèi)的溫度[K]， Pads是罐內(nèi)的壓力[bara]，以及 Sads是罐的橫截面積[m2]。
此外，Ledoux速度可寫為 式中 De是罐中吸附劑的平均等效直徑[m]， ρads是罐中吸附劑的平均密度[kg/m3]，以及 ρgaz是氣體密度[kg/Nm3] 使用方程式(9)和(10)獲得在罐中不應(yīng)超過的最大流率值。將方程式(1)與ρgaz＝1.29Sg聯(lián)立，得到閥的容許CVmax的表達(dá)式 應(yīng)該指出，這樣確定的CVMAX與氣體密度無關(guān)，這在無法識別氣體的情況下是有利的。
根據(jù)該可選實施例，在調(diào)節(jié)的情況下，可以通過如下所示修正方程式(8)來使用CVMAX，以在積分器中在CVMAX處達(dá)到飽和 CV＝min[max[z-1CV+(1-z-1)(CVprévisionnel+Kpε)+KIε；0]；CVMAX](12) 由此調(diào)節(jié)閥Vd4的壓力。
圖7示出罐Re的降壓步驟(圖2)。在該步驟中，閥Ve5受控制。此處的第二部件是廢氣排出管線5。
理論上，可以寫成罐Re的壓力Pe服從于下式 這里可以使用等效容積，但是，由于離開罐的氣體與純氫氣相對不同，此數(shù)量的估計也可更精確。
降壓步驟與洗提步驟非常相似，其區(qū)別在于最終壓力差設(shè)定值為0。因此，降壓步驟的預(yù)測CV項為
式中 Qe5＝(ΔPinit-ΔPfinal，SP)3600 Veq/TSP， ΔPfinal，SP是降壓步驟的最終壓力差設(shè)定值(＝0)， ΔPinit是降壓步驟開始時測量得到的壓力差， Présiduaire，init是降壓步驟開始時測量得到的管線5中的壓力，以及 TSP是降壓步驟的持續(xù)時間設(shè)定值。
為了控制閥，也可以寫成下式
式中 這樣獲得的因子K完全取決于特征裝置參數(shù)Fp和Veq，以及特征流動參數(shù)Sg、T和Z。此外，對于降壓步驟，Y被認(rèn)為是常數(shù)，其值等于0.83。
因此，洗提步驟的方程式對于降壓步驟也是有效的，即 CV＝max[z-1CV+(1-z-1)(CVprévisionnel+KPε)+KIε；0] (17) 并且，在可選實施例中 CV＝min[max[z-1CV+(1-z-1)(CVprévisionnel+Kpε)+KIε；0]；CVMAX](18) 其中，對于降壓步驟x例如等于160％。
由此調(diào)節(jié)閥Ve5的壓力。
圖8示出在罐Rg和罐Rb之間(圖2)的平衡步驟(沒有連續(xù)的重新加壓)。氣體從罐Rg流到罐Rb，直到在這兩個罐之間獲得給定的壓力差(可能為0)。在該步驟期間，閥Vg3完全開啟，閥Vb3受控制。
理論上，可以寫成罐Rb和Rg的壓力服從下列方程式 以及 將方程式(1)、(19)和(20)聯(lián)立求解，得到平衡步驟的CV預(yù)測項 式中 2.Qb3＝(ΔPinit-ΔPfinal，SP)3600 Veq/TSP， ΔPfinal，SP是平衡步驟的最終壓力差設(shè)定值(例如等于0)， ΔPinit是平衡步驟開始時測量得到的壓力差， TSP是平衡步驟的持續(xù)時間設(shè)定值。
為了控制閥，通過方程式(19)、(20)和(1)獲得測量得到的變量(壓力)和控制變量(CV)之間的方程式 認(rèn)為平衡步驟的Y為常數(shù)，解出該方程 根據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，方程式(23)也寫成飽和積分系統(tǒng)
式中 這樣獲得的因子K完全取決于特征裝置參數(shù)Fp和Veq，以及特征流動參數(shù)Sg、T和Z。此外，對于沒有連續(xù)重新加壓的平衡步驟，Y被認(rèn)為是常數(shù)，其值等于0.8。
該系統(tǒng)被如前所述線性化。
類似地，在可選實施例中，平衡步驟中可以選擇x＝60％，并且可根據(jù)方程式(12)相應(yīng)地計算CVMAX。
由此調(diào)節(jié)閥Vb3的壓力。
圖9示出罐Rj和罐Ra(圖2)之間的最終重新加壓步驟(柱a的右側(cè))。在該步驟期間，閥Vj2完全開啟，閥Va7受控制。
理論上，可以寫成罐Ra的壓力Pa服從于下式 生產(chǎn)管線2中的生產(chǎn)壓力Pprod大體上恒定，dPa/dt＝-dΔP/dt。
將方程式(1)和(26)聯(lián)立求解，得到最終重新加壓步驟的CV預(yù)測項 式中 Pprod，init是在最終重新加壓步驟開始時測量得到的生產(chǎn)壓力， Qa7＝(ΔPinit-ΔPfinal，SP)3600Veq/TSP， ΔPfinal，SP是最終重新加壓步驟的最終壓力差設(shè)定值， ΔPinit是最終重新加壓步驟開始時測量得到的壓力差， TSP是最終重新加壓步驟的持續(xù)時間設(shè)定值。
為了控制閥，通過方程式(1)和(26)獲得測量得到的變量(壓力)和控制變量(CV)之間的方程式 認(rèn)為最終重新加壓步驟的Y為常數(shù)，解出該方程
根據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，方程式(29)寫成飽和積分系統(tǒng)
式中 這樣獲得的因子K完全取決于特征裝置參數(shù)Fp和Veq，以及特征流動參數(shù)Sg、T和Z。此外，對于最終重新加壓步驟，Y被認(rèn)為是常數(shù)，其值等于0.9。
通過調(diào)節(jié)使該系統(tǒng)相對于CV呈線性關(guān)系，相對于arcsinh[√(ΔP/Pprod，init)]不呈線性關(guān)系，而直接相對于[√(ΔP/Pprod，init)]呈線性關(guān)系。在可選實施例中，獲得閥的容許CVmax的表達(dá)式為 其中例如可以采用與運送逆流的罐的安全因子相應(yīng)的x＝160％。
在調(diào)節(jié)的情況下，可以通過類似地修正方程式(8)來使用CVMAX，以在積分器中在CVMAX處達(dá)到飽和。
由此調(diào)節(jié)閥Va7的壓力。
圖10示出罐Rj和罐Ra之間連續(xù)重新加壓的平衡步驟(圖2中柱a的左手部)。閥Vj2和Vh6完全開啟。閥Va6和Va7受控制。
對于控制平衡閥Va6，由于平衡以及連續(xù)重新加壓的綜合影響，難以獲得與表達(dá)式(22)相似的表達(dá)式。起初，可以忽略連續(xù)重新加壓的影響，而僅考慮平衡。因此，我們回到前面針對圖8描述的情形。
由此調(diào)節(jié)閥Va6的壓力。
為了控制閥Va7，將預(yù)測CV項寫為 式中 QSP是流率設(shè)定值，以及 Qa6是為了Va6的平衡計算出的流率，如前面針對圖9所述，以及 ΔPinit＝Pprod，init-Pa.init。
為了在生產(chǎn)管線2中獲得基本上恒定的生產(chǎn)氣體流率，可嘗試控制閥Va7的流率。因此，得到該閥的流率Qa7和CV之間的方程式 例如可以通過下列假設(shè)建立該系統(tǒng)的模型 其中 這樣獲得的因子K完全取決于特征裝置參數(shù)Fp和特征流動參數(shù)Sg、T和Z。此外，對于連續(xù)重新加壓步驟，Y被認(rèn)為是常數(shù)，其值等于0.9。
例如可以由裝置入口處的流率與前一階段時間(在其“最終重新加壓”步驟)的生產(chǎn)流率之間的平均差值獲得流率設(shè)定值。以差值形式計算的這一設(shè)定值，由于與生產(chǎn)過程中罐吸附有關(guān)的偏差，并不嚴(yán)格等于流經(jīng)所述連續(xù)重新加壓閥的流率。但是，如果調(diào)節(jié)器所用的測量值也是這兩種流率之間的差值，那么兩者一致。如果使入口流率改變，則可以在由此獲得的設(shè)定值上應(yīng)用校正因子。
根據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，該系統(tǒng)寫成比例系統(tǒng)。
因此，連續(xù)重新加壓閥根據(jù)具有增益K的比例型模塊來調(diào)節(jié)流率。如果初始認(rèn)為閉環(huán)具有時間常數(shù)θ，那么，相關(guān)的校正器是積分器校正器。
如前所述，θ可以例如通過干擾待調(diào)節(jié)過程而模擬確定。該參數(shù)可例如選定在約5秒和100秒之間。
由此調(diào)節(jié)閥Va7的壓力。
在圖9和圖10所示的示例中，重新加壓從生產(chǎn)中的連接到生產(chǎn)管線2的罐開始執(zhí)行。在另外的示例性實施例中，通過使用作為物理流動參數(shù)的生產(chǎn)中的罐和進(jìn)行重新加壓的罐之間的壓力差，可以從進(jìn)料管線3開始執(zhí)行重新加壓。
這里描述了本發(fā)明用于PSA的正常操作循環(huán)。但是，本發(fā)明也能用于特殊的PSA循環(huán)——例如具有8個罐的循環(huán)，至少其中一個罐處于維護(hù)狀態(tài)，或者其它(循環(huán))。
盡管這里參考包括10個罐的PSA進(jìn)行了描述，毋庸置疑，這里描述的調(diào)節(jié)也適用于其它類型的PSA，例如，具有四個罐的PSA，其循環(huán)示于圖11。
可以看到，在該示例性實施例中，結(jié)合的平衡和連續(xù)重新加壓模型與第一實施例中提出的模型并非完全相同。實際上，閥V23位于連接管線6和7之間的連接點下游，這與圖9所示情形不同。
因此，圖12示出該第二示例性實施例的結(jié)合的平衡和連續(xù)重新加壓模型。在該步驟中，閥V43和V12完全開啟，閥V87(或重新加壓閥)和閥V23(或平衡閥)受控制。
理論上，可以寫成供應(yīng)平衡氣體的罐R4的壓力P4服從如下方程式 接收該氣體的罐R2的壓力P2服從下式 將方程式(1)、(37)和(38)聯(lián)立，得到閥V87和連續(xù)重新加壓步驟的CV預(yù)測項 式中 ΔPinit＝Pprod，init-P4，init 這里可以看出，為了估計最大容許速度，可考慮如下事實，即以順流模式流經(jīng)罐的流率等于流經(jīng)平衡閥V23的流率與流經(jīng)連續(xù)重新加壓閥V87的流率之間的差。
因此，氣體速度可以寫為 因此，由于ρgas＝1.29Sg，閥V23的容許CVMAX的表達(dá)式為 應(yīng)指出，例如可以假設(shè)x＝0.6以確定罐R4的安全因子。
由此調(diào)節(jié)閥V23的壓力。
例如可以規(guī)定，對于平衡和連續(xù)重新加壓步驟每秒執(zhí)行計算，對于洗提和降壓步驟每2秒執(zhí)行計算，對于最終重新加壓步驟每4秒執(zhí)行計算，但是，可以根據(jù)將要獲得的壓力坡度的斜率設(shè)定該頻率，例如在0.1和10秒之間。
因此，本發(fā)明不限于這里給出的兩種示例性裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠如本文所述實施與新型裝置相應(yīng)的模型，以調(diào)節(jié)閥中的流動。
由于調(diào)節(jié)過程中，過程參數(shù)被自動地在變量K中加以考慮，因此，這里所述的調(diào)節(jié)容易從一種裝置調(diào)換到另一種裝置。
事實上，在該裝置投入使用時，用于調(diào)節(jié)通過吸附生產(chǎn)氣體的裝置的閥控制單元的校正參數(shù)的方法通過軟件例如監(jiān)控軟件實施，該軟件適于根據(jù)特征流動和裝置參數(shù)以及用戶輸入的θ和比率參數(shù)調(diào)節(jié)校正器。因此，在生產(chǎn)過程中，控制單元根據(jù)可編程控制器程序運行所述裝置，該程序考慮調(diào)節(jié)的校正參數(shù)以控制閥的開度。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)通過吸附處理氣體的裝置的控制單元的方法，
所述裝置適于執(zhí)行用于生產(chǎn)氣體的方法，在生產(chǎn)過程中，含有雜質(zhì)的原料氣體被供應(yīng)到裝置中，用于生產(chǎn)至少一種通過原料氣體凈化后流出的氣體，所述生產(chǎn)方法包括多個步驟，在所述步驟期間，氣體在所述裝置中流動，所述流動具有多個特征流動參數(shù)，
所述裝置包括多個部件
-運送將要通過吸附凈化的原料氣體的進(jìn)料管線(1)，
-運送凈化氣體的生產(chǎn)管線(2)，
-運送廢氣的排出管線(5)，廢氣中包含原料氣體中的雜質(zhì)，
-多個包含至少一種吸附劑材料的罐(R1，…，R0)，
所述裝置還包括
-多個連接管線(3，4，6，7)，每個連接管線將所述部件中的兩個部件連接在一起，
-在每個所述連接管線上的閥，每個閥適于選擇性地閉合以防止氣體在連接管線中流動，或者根據(jù)可變開度參數(shù)開啟以使氣體能在連接管線中流動，
由通過配備有閥的連接管線連接在一起的兩個部件限定出一系統(tǒng)，
所述裝置具有多個特征裝置參數(shù)，以及
-所述控制單元(8)，該控制單元適于在每個步驟中根據(jù)每個系統(tǒng)的開度參數(shù)控制閥的開度，
-對于每個系統(tǒng)，適于測量該系統(tǒng)中氣流的物理參數(shù)的測量值的檢測裝置，
所述控制單元(8)適于計算每個系統(tǒng)中用于開啟閥的預(yù)測參數(shù)、所述物理流動參數(shù)的設(shè)定值、所述設(shè)定值的函數(shù)與所述測量值的函數(shù)之間的誤差，
所述控制單元適于在每個步驟中根據(jù)每個系統(tǒng)的所述開度參數(shù)控制閥的開度，所述開度參數(shù)基于至少所述用于開啟閥的預(yù)測參數(shù)以及應(yīng)用于所述誤差的至少一個校正參數(shù)。
所述調(diào)節(jié)方法包括步驟(a)，在該步驟中，根據(jù)所述特征裝置和流動參數(shù)調(diào)節(jié)所述校正參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于校正參數(shù)是應(yīng)用于當(dāng)前設(shè)定值的函數(shù)與當(dāng)前測量值的函數(shù)之間的誤差上的比例校正參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于在氣體生產(chǎn)方法的執(zhí)行過程中，控制單元適于根據(jù)閥先前的開度參數(shù)、預(yù)測參數(shù)的先前值、應(yīng)用于物理流動參數(shù)先前設(shè)定值的函數(shù)與物理流動參數(shù)先前測量值的函數(shù)之間的誤差上的所述比例校正參數(shù)、以及應(yīng)用于物理流動參數(shù)當(dāng)前設(shè)定值的函數(shù)與物理流動參數(shù)當(dāng)前測量值的函數(shù)之間的所述誤差上的第二綜合校正參數(shù)來進(jìn)一步控制閥的開度，
在調(diào)節(jié)方法的步驟(a)中，根據(jù)所述特征裝置和流動參數(shù)調(diào)節(jié)所述第二綜合校正參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于在氣體生產(chǎn)方法的執(zhí)行過程中，控制單元適于根據(jù)閥先前的開度參數(shù)和預(yù)測參數(shù)的先前值來進(jìn)一步控制閥的開度；校正參數(shù)是應(yīng)用于先前設(shè)定值的函數(shù)與先前測量值的函數(shù)之間的誤差上的綜合校正參數(shù)，
在調(diào)節(jié)方法的步驟(a)中，根據(jù)裝置和流動參數(shù)調(diào)節(jié)所述綜合校正參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于在氣體生產(chǎn)方法的執(zhí)行過程中，控制單元適于根據(jù)所述開度參數(shù)的最大容許值來進(jìn)一步控制閥的開度。
6.一種使用包括控制單元的裝置通過吸附生產(chǎn)氣體的方法，該控制單元由權(quán)利要求1至5中任一項所述的調(diào)節(jié)方法加以調(diào)節(jié)，所述氣體生產(chǎn)方法包括多個不同的步驟，所述步驟在階段開始和階段終止之間延伸，在每個步驟期間，對于至少一個包括第一和第二部件、將所述第一和第二部件連接在一起的連接管線、在所述連接管線上的閥、在第一和第二部件之間流動的氣體的系統(tǒng)，重復(fù)執(zhí)行下列步驟
(b)計算物理流動參數(shù)的設(shè)定值，
(c)使用檢測裝置測量所述物理流動參數(shù)的所述測量值，
(d)作為時間、特征裝置和流動參數(shù)、以及物理流動參數(shù)的所述設(shè)定值的函數(shù)來計算用于開啟閥的預(yù)測參數(shù)；以及
(e)作為在步驟(a)中調(diào)節(jié)的校正參數(shù)以及預(yù)測開度參數(shù)的函數(shù)來計算所述開度參數(shù)的值，所述校正參數(shù)應(yīng)用于所述物理流動參數(shù)的所述測量值的函數(shù)與所述設(shè)定值的函數(shù)之間的誤差上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于在步驟開始時測量系統(tǒng)的操作點；并且在步驟(e)中，通過將一歸一化到該操作點的非線性函數(shù)應(yīng)用于所述測量值和所述設(shè)定值上來計算所述誤差。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，重復(fù)執(zhí)行下列步驟
(f)作為時間、特征裝置和流動參數(shù)、以及物理流動參數(shù)的所述測量值的函數(shù)來計算開度參數(shù)的最大容許值，
(g)將所述最大容許值與步驟(e)中計算出的值進(jìn)行比較，如果所述最大容許值小于所述計算值，則使用所述最大容許值而不是所述計算值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一部件是容納有吸附劑的第一罐(R1，…，R0)，第二部件是容納有吸附劑的第二罐(R1，…，R0)，所述生產(chǎn)方法包括平衡步驟，在該平衡步驟中，氣體流入從第一罐到第二罐的連接管線中，直到第二罐中壓力與第一罐中壓力之間的壓力差達(dá)到一給定值，并且在該平衡步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以第一和第二罐之間的壓力差作為物理流動參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一部件是容納有吸附劑的第一罐(R1，…，R0)，第二部件是容納有吸附劑的第二罐(R1，…，R0)，所述生產(chǎn)方法包括洗提步驟，在該洗提步驟中，氣體流入從第一罐到第二罐的連接管線中以沖洗所述第二罐，并且在該洗提步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以第一和第二罐之間的壓力差作為物理流動參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述裝置包括輸送該裝置生產(chǎn)的氣體的生產(chǎn)管線(2)，以及運送供給到所述裝置的氣體的進(jìn)料管線(1)，其中，所述第二部件是容納有吸附劑的第二罐(R1，…，R0)，所述生產(chǎn)方法包括最終重新加壓步驟，在該最終重新加壓步驟中，氣體流入到第二罐的連接管線中以增加第二罐中的壓力值，并且在該最終重新加壓步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以連接到生產(chǎn)和進(jìn)料管線之一的第一罐與第二罐之間的壓力差作為物理流動參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述第一部件是容納有吸附劑的第一罐，第二部件是廢氣排出管線(5)，所述生產(chǎn)方法包括降壓步驟，在該降壓步驟中，氣體流入第一罐和廢氣排出管線之間的連接管線中，直到第一罐達(dá)到一低壓水平，并且在該降壓步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以第一罐和廢氣排出管線之間的壓力差作為物理流動參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的生產(chǎn)方法，其特征在于
所述裝置還包括運送以供料速率供給到所述裝置的氣體的進(jìn)料管線(1)，
從裝置中輸送以生產(chǎn)速率生產(chǎn)的氣體的生產(chǎn)管線(2)，
以及平衡罐，在平衡步驟中，氣體從平衡罐流到第二罐，直到第二罐中壓力與平衡罐中壓力之間的壓力差達(dá)到一給定值；
第一部件是連接到供料和生產(chǎn)管線之一的第一罐；
第二部件是所述第二罐(R1，…，R0)；
所述生產(chǎn)方法包括連續(xù)重新加壓步驟，在該連續(xù)重新加壓步驟中，氣體流入所述管線與第二罐之間的連接管線中，直到第二罐中獲得操作壓力，并且在該連續(xù)重新加壓步驟中至少執(zhí)行步驟(b)至(e)，其中以生產(chǎn)速率與供料速率之間的差作為物理流動參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求6至13中任一項所述的生產(chǎn)方法，其特征在于在生產(chǎn)方法的至少一個步驟中，至少步驟(e)僅在生產(chǎn)方法的該步驟開始一時間間隔后執(zhí)行，所述時間間隔具有足夠的持續(xù)時間，以便物理流動參數(shù)達(dá)到代表值。
15.一種包括程序編碼裝置的程序，當(dāng)所述程序在可編程機上運行時，所述程序編碼裝置適于執(zhí)行權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)一單元的方法，該單元用于控制氣體吸附處理用的裝置，該裝置包括接收氣體的至少第一部件和第二部件(2，5，R0，…，R9)；將第一和第二部件連接在一起的連接管道(3，4，6，7)；以及連接管道上的閥，該閥根據(jù)可變閥開度參數(shù)選擇性地閉合和開啟。控制單元根據(jù)基于下列各項的開度參數(shù)控制閥的開度閥較早的開度參數(shù)、臨時閥開度參數(shù)和至少一個校正參數(shù)。本發(fā)明的方法包括步驟(a)，在該步驟中，根據(jù)裝置和流動參數(shù)調(diào)節(jié)校正參數(shù)。
文檔編號B01D53/047GK101146593SQ200680009774
公開日2008年3月19日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者L·阿利迪熱斯, J-C·奧貝爾, C·德魯阿爾, Y·恩格雷 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司