[发明专利]变压吸附制氢系统中的多塔的自动切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压吸附(PSA)制氢系统中的多塔的自动切换方法，具体地讲，涉及这样一种方法：在利用PSA从焦炉煤气中提取氢气的过程中，如果多塔中的特定塔发生故障，则PSA制氢系统控制进行多塔的自动切换。

背景技术

氢气是生产过程中不可缺少的原料和保护气体，随着社会经济的快速发展及人们对环保意识的增强，对氢能源的需求量也越来越大。在制氢原料价格不断上涨的新形势下，为降低氢气成本，增强市场竞争能力，国内外研究者在制氢方法及净化方面做了大量的研究工作。在化学制氢、电解水制氢、生物制氢和PSA制氢这4种制氢模式中，PSA制氢因其工艺流程简单、产品纯度高、规模变化灵活以及生产成本低等特点而成为当前制氢方式的首选。目前国内外运行的PSA制氢系统一般采用4塔、5塔、6塔运行方式，6塔运行方式一般完成6塔到5塔、6塔到4塔的切换，生产的产品纯度一般为99.9％。

然而，当6塔中的某一塔出现故障时，如何根据出现的故障在多塔之间进行自动切换是需要解决的问题。因此，需要一种用于PSA制氢的多塔自动切换方法。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供了一种变压吸附制氢系统中的多塔的自动切换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：当变压吸附制氢系统在初始运行模式下运行时，根据每个塔的程控阀的信息来确定该塔是否存在故障；如果确定所述多塔中的至少一个塔存在故障，则根据预先存储的时间参数在合适的时间将变压吸附制氢系统自动切换到另一运行模式，在所述另一运行模式下，不运行存在故障的所述至少一个塔。

根据每个塔的程控阀的信息来确定该塔是否存在故障的步骤可包括：当打开该塔的程控阀时，确定在预定时间内是否接收到指示所述程控阀开到位的阀体开限位信号；如果在预定时间内接收到阀体开限位信号，则确定所述该塔不存在故障；如果在预定时间内没有接收到阀体开限位信号，则确定所述该塔存在故障。

根据每个塔的程控阀的信息来确定该塔是否存在故障的步骤可包括：当关闭该塔的程控阀时，则确定在预定时间内是否接收到指示所述程控阀关到位的阀体关限位信号；如果在预定时间内接收到阀体关限位信号，则确定所述该塔不存在故障；如果在预定时间内没有接收到阀体关限位信号，则确定所述该塔存在故障。

所述方法还可包括：如果所述至少一个塔的故障被排除，则将变压吸附制氢系统从所述另一运行模式自动切换到所述初始运行模式。

所述多塔可以是6塔，所述初始运行模式可以是6-2-3/P运行模式。

可根据存在故障的至少一个塔的数量来确定所述另一运行模式。

如果存在故障的至少一个塔的数量是1，则所述另一运行模式可以是5塔运行的运行模式或4塔运行的运行模式。

如果存在故障的至少一个塔的数量是2，则所述另一运行模式可以是4塔运行的运行模式。

5塔运行的运行模式可以是5-2-2/P运行模式。

4塔运行的运行模式可以是4-1-2/P运行模式。

所述时间参数可以是对变压吸附制氢系统在制氢过程中的每个步位在不同的工作方式下设置的不同的时间值。

所述步位可包括吸附、第1级压力均衡降、第2级压力均衡降、顺放、第3级压力均衡降、逆向放压、冲洗、第3级压力均衡升、第2级压力均衡升、第1级压力均衡升和最终升压中的至少一个。

根据本发明的示例性实施例的PSA制氢系统中的多塔的自动切换方法，当检测到某个程控阀存在故障，而导致与该程控阀相应的塔不能正常工作时，就会切除该塔，其余塔正常工作，从而保证生产不间断。类似地，可切除多个塔，PSA制氢系统仍能正常运行。这是提高PSA制氢系统的可靠性的一个关键因素，也是PSA控制技术的核心。

根据本发明的示例性实施例的PSA制氢系统中的多塔的自动切换方法，可准确控制在制氢过程中各种运行模式之间的切换，使得在吸附塔发生故障的情况下可切换到其他可行的运行模式，从而降低了PSA制氢系统的故障停机率，保障生产的连续性。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的PSA制氢系统中的多塔的自动切换方法的流程图；

图2是示出多塔之间的切换关系的示图。

具体实施方式

图1是示出根据本发明示例性实施例的PSA制氢系统中的多塔的自动切换方法的流程图。