一種用于變壓吸附裝置的多塔控制方法
【專利摘要】本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)場需要同時進行變壓吸附的吸附塔數(shù)量，從而確定所有吸附塔相應的運行模式，通過二進制數(shù)本身的特性，將不同數(shù)量的吸附塔對應一套不同的二進制數(shù)，在多個二進制數(shù)的循環(huán)比對過程中，自動的將比對后的值周期性的賦給對應吸附塔的對應閥門，使得所有吸附塔所形成的吸附系統(tǒng)完全的自動優(yōu)化運行；并根據(jù)每個吸附塔相應閥門是否及時反饋信息來確定該吸附塔是否存在故障，存在故障時則采用改變閥門操作模式的方式先切除故障塔，解除故障后繼續(xù)運行即可，使得該變壓吸附裝置中不再運行故障塔。本發(fā)明的控制方法具有天生的記憶性且拓展性方便，簡單易行，具有切換簡單、操作方便、用途廣泛的特點，適宜推廣使用。
【專利說明】—種用于變壓吸附裝置的多塔控制方法
【技術領域】
[0001]在本發(fā)明涉及一種應用于變壓吸附裝置中多個吸附塔自動切換時的控制方法，具體地說是一種利用字符循環(huán)法優(yōu)化配置所有需要運行的循環(huán)塔以使得整個變壓吸附裝置能高效穩(wěn)定的運行并在故障時能做到安全的切除故障塔的多塔控制方法。
【背景技術】
[0002]變壓吸附(PSA)是利用氣體各組分在吸附劑上吸附特性的差異以及吸附量隨壓力變化的原理，通過周期性的壓力變化實現(xiàn)氣體的分離。隨著我國社會經濟的高速發(fā)展，環(huán)境能源問題日益突出，變壓吸附(PSA)過程因為其啟動時間短，開停車方便，能耗小和運行成本低，自動化程度高，維護簡單，占地面積小和土建費用低等特點，被廣泛的認可和運用。
[0003]鑒于此，變壓吸附裝置被應用于在各種的化工工藝之中。如制氫、制氮等都被大量的應用和推廣。而為了提高吸附塔的運行效率，都是多塔同時進行原料氣體的吸附，互相不沖突。常見的為4塔，5塔，6塔以及更多。如何能更高效的實現(xiàn)多塔問的同時運行，如何在出現(xiàn)故障時能迅速的切掉故障塔使得裝置最穩(wěn)定運行，是最需要解決的問題，因此需要一種有效的方法來進行保障。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種切換簡單、操作方便、用途廣泛的用于變壓吸附裝置的多塔控制方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案解決的:
[0006]一種用于變壓吸附裝置的多塔控制方法，其特征在于所述控制方法的步驟如下:
[0007]步驟一、首先由吸附塔的數(shù)量確定相應的運行模式，然后根據(jù)運行模式中每個吸附塔中不同閥門的開關狀態(tài)生成一個對應該閥門的初始二進制數(shù)；
[0008]步驟二、接著提供一個首位為“I”且后續(xù)為“O”并與初始二進制數(shù)的位數(shù)相同的浮動二進制數(shù)，采用浮動二進制數(shù)與初始二進制數(shù)進行邏輯“與”的運算得到一個周期一二進制數(shù)，對每個閥門的周期一二進制數(shù)進行判斷，周期一二進制數(shù)中有數(shù)字“ I”時表示該閥門的初始閥位為“打開”或“可控”狀態(tài)，周期一二進制數(shù)中全為“O”時則表示該閥門的初始閥位為“關閉”狀態(tài)，即得到所有吸附塔上全部閥門初始時的正確閥位，將上述閥門初始時的正確閥位信號傳遞給各吸附塔上相應的閥門使其動作；
[0009]步驟三、當周期一運行結束后，將步驟二中浮動二進制數(shù)中的“ I ”向右偏移一位且尾位的“O”移至首位，生成新的浮動二進制數(shù)，然后采用新的浮動二進制數(shù)與初始二進制數(shù)繼續(xù)進行邏輯“與”的運算得到周期二二進制數(shù)，對周期二二進制數(shù)采用步驟二所述的方法判斷得出周期二運行階段時各吸附塔上相應閥門的正確閥位，并將該正確閥位的信號傳遞給各吸附塔上相應的閥門以切換閥門的狀態(tài)；
[0010]步驟四、重復步驟三直至浮動二進制數(shù)中的“ I ”偏移到該浮動二進制數(shù)的末尾并完成相應閥門的狀態(tài)切換，則吸附塔完成一次四種狀態(tài)的切換過程，并可根據(jù)步驟二?步驟四進行下一次吸附塔四種狀態(tài)的循環(huán)過程。
[0011]所述的步驟二?步驟四中，當在規(guī)定的時間內未收到吸附塔上相應閥門的閥位反饋信號時，則表示該閥門出現(xiàn)故障，此時控制系統(tǒng)會將該故障塔的所有閥門切換到手動狀態(tài)使得該故障塔退出工作循環(huán)進行檢修，故障解除后直接將該吸附塔的所有閥門切換到自動狀態(tài)繼續(xù)進行步驟二?步驟四的循環(huán)過程即可。
[0012]所述的步驟二?步驟四中，當在規(guī)定的時間內未收到吸附塔上相應閥門的閥位反饋信號時，則表示該閥門出現(xiàn)故障，此時控制系統(tǒng)會將該故障塔的所有閥門切換到手動狀態(tài)使得該故障塔退出工作循環(huán)進行檢修，故障解除后先暫停上述浮動二進制數(shù)的循環(huán)，然后將該吸附塔的所有閥門切換到自動狀態(tài)，啟動上述浮動二進制數(shù)的循環(huán)則該吸附塔會繼續(xù)進行步驟二?步驟四的循環(huán)過程。
[0013]所述步驟一中各閥門的初始二進制數(shù)按照運行模式中各吸附塔四種狀態(tài)的排列組合順序確定，四種狀態(tài)指的是吸附、升壓、沖洗和逆放。
[0014]所述步驟一中的吸附塔處于吸附狀態(tài)時，吸附塔的進氣閥打開、解吸閥關閉且出氣閥可控；吸附塔處于逆放狀態(tài)時，吸附塔的進氣閥關閉、解吸閥可控且出氣閥關閉；吸附塔處于沖洗狀態(tài)時，吸附塔的進氣閥關閉、解吸閥可控且出氣閥可控；吸附塔處于升壓狀態(tài)時，吸附塔的進氣閥關閉、解吸閥關閉且出氣閥可控；在上述四種狀態(tài)中，采用“0N或I”代表閥門打開或可控，“ OFF或O ”代表閥門關閉。
[0015]所述步驟一中的初始二進制數(shù)的位數(shù)不少于四位。
[0016]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術有如下優(yōu)點:
[0017]本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)場需要同時進行變壓吸附的吸附塔數(shù)量，從而確定所有吸附塔相應的運行模式，通過二進制數(shù)本身的特性，將不同數(shù)量的吸附塔對應一套不同的二進制數(shù)，在多個二進制數(shù)的循環(huán)比對過程中，自動的將比對后的值周期性的賦給對應吸附塔的對應閥門，使得所有吸附塔所形成的吸附系統(tǒng)完全的自動優(yōu)化運行；并根據(jù)每個吸附塔相應閥門是否及時反饋信息來確定該吸附塔是否存在故障，存在故障時則采用改變閥門操作模式的方式先切除故障塔，使得該變壓吸附裝置中不再運行故障塔，解除故障后繼續(xù)運行即可。
[0018]本發(fā)明的控制方法由于采用基于二進制數(shù)的字符循環(huán)，使得該控制方法具有天生的記憶性，當閥門出現(xiàn)故障時，浮動二進制數(shù)中的“I”循環(huán)停止即可，閥門保持，解除故障后閥門繼續(xù)運行，則“ I”循環(huán)繼續(xù)，若需要整個裝置重新運行，即初始化，則浮動二進制數(shù)中的“I”復位到首位即可；其次該控制方法的拓展性方便，可用于所有變壓吸附裝置的吸附塔技改性增減而不需改動大量的自控程序，只需根據(jù)閥門狀態(tài)調整二進制數(shù)和循環(huán)時間即可，簡單易行；該控制方法可以拓展用于各種自循環(huán)系統(tǒng)，在各類環(huán)保項目中可以實施運用，該控制方法具有切換簡單、操作方便、用途廣泛的特點，適宜推廣使用。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0020]一種用于變壓吸附裝置的多塔控制方法，該控制方法的步驟如下:
[0021]步驟一、首先由吸附塔的數(shù)量確定相應的運行模式，然后根據(jù)運行模式中每個吸附塔中不同閥門的開關狀態(tài)生成一個對應該閥門的初始二進制數(shù)，該初始二進制數(shù)的位數(shù)不少于四位；[0022]步驟二、接著提供一個首位為“I”且后續(xù)為“O”并與初始二進制數(shù)的位數(shù)相同的浮動二進制數(shù)，采用浮動二進制數(shù)與初始二進制數(shù)進行邏輯“與”的運算得到一個周期一二進制數(shù)，對每個閥門的周期一二進制數(shù)進行判斷，周期一二進制數(shù)中有數(shù)字“ I”時表示該閥門的初始閥位為“打開”或“可控”狀態(tài)，周期一二進制數(shù)中全為“O”時則表示該閥門的初始閥位為“關閉”狀態(tài)，即得到所有吸附塔上全部閥門初始時的正確閥位，將上述閥門初始時的正確閥位信號傳遞給各吸附塔上相應的閥門使其動作；
[0023]步驟三、當周期一運行結束后，將步驟二中浮動二進制數(shù)中的“ I ”向右偏移一位且尾位的“O”移至首位，生成新的浮動二進制數(shù)，然后采用新的浮動二進制數(shù)與初始二進制數(shù)繼續(xù)進行邏輯“與”的運算得到周期二二進制數(shù)，對周期二二進制數(shù)采用步驟二所述的方法判斷得出周期二運行階段時各吸附塔上相應閥門的正確閥位，并將該正確閥位的信號傳遞給各吸附塔上相應的閥門以切換閥門的狀態(tài)；
[0024]步驟四、重復步驟三直至浮動二進制數(shù)中的“ I ”偏移到該浮動二進制數(shù)的末尾并完成相應閥門的狀態(tài)切換，則吸附塔完成一次四種狀態(tài)的切換過程，并可根據(jù)步驟二~步驟四進行下一次吸附塔四種狀態(tài)的循環(huán)過程。
[0025]在步驟二~步驟四中，當在規(guī)定的時間內未收到吸附塔上相應閥門的閥位反饋信號時，則表示該閥門出現(xiàn)故障，此時控制系統(tǒng)會將該故障塔的所有閥門切換到手動狀態(tài)使得該故障塔退出工作循環(huán)進行檢修，故障解除后直接將該吸附塔的所有閥門切換到自動狀態(tài)繼續(xù)進行步驟二~步驟四的循環(huán)過程即可；另外故障解除后還可先暫停上述浮動二進制數(shù)的循環(huán)，然后將該吸附塔的所有閥門切換到自動狀態(tài)，啟動上述浮動二進制數(shù)的循環(huán)則該吸附塔會繼續(xù)進行步驟二~步驟四的循環(huán)過程。[0026]在控制方法中各閥門的初始二進制數(shù)按照運行模式中各吸附塔四種狀態(tài)的排列組合順序確定，具體地說，常規(guī)情況下每個吸附塔有四種狀態(tài)，即吸附、升壓、沖洗和逆放。每個吸附塔所配的進氣閥、解吸閥、出氣閥對應于不同的狀態(tài)，如吸附狀態(tài)時，根據(jù)原理進氣閥打開、解吸閥關閉且出氣閥可控；逆放狀態(tài)時，進氣閥關閉、解吸閥可控且出氣閥關閉；沖洗狀態(tài)時，進氣閥關閉、解吸閥可控且出氣閥可控；升壓狀態(tài)時，進氣閥關閉、解吸閥關閉且出氣閥可控。根據(jù)此現(xiàn)狀列出各種狀態(tài)時每種閥門的動作情況；可以設單個塔的進氣閥、解吸閥、出氣閥狀態(tài)為ON和0FF，其中ON代表閥門打開或可控，OFF代表閥門關閉，為采用二進制數(shù)表示閥門的開關狀態(tài)，則將“0N”設為“ I ”、“OFF”設為“0”，下表一則為單個吸附塔四個狀態(tài)對應的閥門狀態(tài)表。
【權利要求】
1.一種用于變壓吸附裝置的多塔控制方法，其特征在于所述控制方法的步驟如下: 步驟一、首先由吸附塔的數(shù)量確定相應的運行模式，然后根據(jù)運行模式中每個吸附塔中不同閥門的開關狀態(tài)生成一個對應該閥門的初始二進制數(shù)； 步驟二、接著提供一個首位為“I”且后續(xù)為“O”并與初始二進制數(shù)的位數(shù)相同的浮動二進制數(shù)，采用浮動二進制數(shù)與初始二進制數(shù)進行邏輯“與”的運算得到一個周期一二進制數(shù)，對每個閥門的周期一二進制數(shù)進行判斷，周期一二進制數(shù)中有數(shù)字“ I”時表示該閥門的初始閥位為“打開”或“可控”狀態(tài)，周期一二進制數(shù)中全為“O”時則表示該閥門的初始閥位為“關閉”狀態(tài)，即得到所有吸附塔上全部閥門初始時的正確閥位，將上述閥門初始時的正確閥位信號傳遞給各吸附塔上相應的閥門使其動作； 步驟三、當周期一運行結束后，將步驟二中浮動二進制數(shù)中的“ I ”向右偏移一位且尾位的“O”移至首位，生成新的浮動二進制數(shù)，然后采用新的浮動二進制數(shù)與初始二進制數(shù)繼續(xù)進行邏輯“與”的運算得到周期二二進制數(shù)，對周期二二進制數(shù)采用步驟二所述的方法判斷得出周期二運行階段時各吸附塔上相應閥門的正確閥位，并將該正確閥位的信號傳遞給各吸附塔上相應的閥門以切換閥門的狀態(tài)； 步驟四、重復步驟三直至浮動二進制數(shù)中的“I”偏移到該浮動二進制數(shù)的末尾并完成相應閥門的狀態(tài)切換，則吸附塔完成一次四種狀態(tài)的切換過程，并可根據(jù)步驟二?步驟四進行下一次吸附塔四種狀態(tài)的循環(huán)過程。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于變壓吸附裝置的多塔控制方法，其特征在于所述的步驟二?步驟四中，當在規(guī)定的時間內未收到吸附塔上相應閥門的閥位反饋信號時，則表示該閥門出現(xiàn)故障，此時控制系統(tǒng)會將該故障塔的所有閥門切換到手動狀態(tài)使得該故障塔退出工作循環(huán)進行檢修，故障解除后直接將該吸附塔的所有閥門切換到自動狀態(tài)繼續(xù)進行步驟二?步驟四的循環(huán)過程即可。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于變壓吸附裝置的多塔控制方法，其特征在于所述的步驟二?步驟四中，當在規(guī)定的時間內未收到吸附塔上相應閥門的閥位反饋信號時，則表示該閥門出現(xiàn)故障，此時控制系統(tǒng)會將該故障塔的所有閥門切換到手動狀態(tài)使得該故障塔退出工作循環(huán)進行檢修，故障解除后先暫停上述浮動二進制數(shù)的循環(huán)，然后將該吸附塔的所有閥門切換到自動狀態(tài)，啟動上述浮動二進制數(shù)的循環(huán)則該吸附塔會繼續(xù)進行步驟二?步驟四的循環(huán)過程。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于變壓吸附裝置的多塔控制方法，其特征在于所述步驟一中各閥門的初始二進制數(shù)按照運行模式中各吸附塔四種狀態(tài)的排列組合順序確定，四種狀態(tài)指的是吸附、升壓、沖洗和逆放。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的用于變壓吸附裝置的多塔控制方法，其特征在于所述步驟一中的吸附塔處于吸附狀態(tài)時，吸附塔的進氣閥打開、解吸閥關閉且出氣閥可控；吸附塔處于逆放狀態(tài)時，吸附塔的進氣閥關閉、解吸閥可控且出氣閥關閉；吸附塔處于沖洗狀態(tài)時，吸附塔的進氣閥關閉、解吸閥可控且出氣閥可控；吸附塔處于升壓狀態(tài)時，吸附塔的進氣閥關閉、解吸閥關閉且出氣閥可控；在上述四種狀態(tài)中，采用“ON或I”代表閥門打開或可控，“OFF或O”代表閥門關閉。
6.根據(jù)權利要求1或4所述的用于變壓吸附裝置的多塔控制方法，其特征在于所述步驟一中的初始二進制數(shù)的位數(shù)不少于四位。
【文檔編號】B01D53/047GK103566710SQ201310549984
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權日:2013年11月8日
【發(fā)明者】魏小卜, 于鋒 申請人:中石化南京工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司