[发明专利]基于对开关阀的开度调节来控制分子筛干燥升降压的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种对分子筛进行气体干噪处理过程中再生环节的降压及升压系统控制。特别是涉及一种基于对原开关阀的只有开关两种状态改变为可开度调节的基于对开关阀的开度调节来控制分子筛干燥升降压的系统。

背景技术

分子筛干燥是很多气体加工中不可缺少的工艺过程。干燥的分子筛（吸附剂）很容易吸收周围湿气介质中（吸附质）的水分，这个过程的结果是降低了吸附剂自身原先所拥有的“表面自由能”，而该过程能自发进行。吸收了水份的饱和分子筛必须经过加热再生过程才能释放出吸收的水份回复其”表面的自由能”，只有经过再生过程恢复了表面自由能的分子筛才能再次吸附湿气介质内的水分。再生过程主要是首先对干燥塔匀速降压降到确定的压力后再通入高温再生气流直到把分子筛里的水分析出，经过高温干燥处理后的分子筛还要经过冷吹降温后再进行匀速升压才能恢复了吸附剂的表面自由能,才能再次进入干燥程序。当分子筛塔采用低压再生时，分子筛干燥器需要降压、再生及冷吹、升压的四个阶段过程。

当降压升压速度进行过快时，一方面设备、管道可能发生局部变形并导致危险事故；另一方面压力的快速变化可能破坏分子筛内部结构，造成吸附能力下降甚至对吸附剂造成永久性损害对生产造成较大损失。太慢会打乱程序的正常运行，降低干燥的质量、延长再生时间并影响后续工艺过程的连续性。在2002年出版的《天然气利用手册》中明确指出“因再生压力低于吸附压力，干燥器在切换时应控制降压与升压速度，一般宜小于0.3MPa/min”。降压升压的速度要严格控制，所以控制好降压和升压的速度及时间是分子筛干燥过程中较为关键的步骤。

为了实现分子筛塔降压或升压的控制，传统方案如图1所示，升压过程是利用并联在原料气进口开关阀40旁的限流孔板42及开关阀41组成的专用升压支路完成。降压过程是利用再生气出口开关阀43旁并联的限流孔板44及开关阀45组成的专用降压支路来完成的。当旁路开关阀41、或45打开时，气体在限流孔板42或44的限制下以不高于0.3MPa/min的初始速度通过开关阀，经一定时间后完成分子筛干燥器的降压或升压。该方法中限流孔板42、44的孔径不可变，即随着升降压过程的进行孔板两端压差也逐渐降低而造成速度亦随之降低。

原料气进口开关阀40及再生气出口开关阀43改造前是完全相同的结构，具体如图2所示，图2中，51、52相当于图1中的阀门执行机构，图中的电磁阀8是控制开关阀做开关动作的电磁阀，图4中开关阀门3+4+51、52相当于图1中的开关阀40/43。

图1中为保证设备及分子筛的安全性，必须通过限流孔板控制升降压过程的最高（初始）流速不高于0.3MPa/min，因此必然导致随着升降压的进行流速在不断减慢，设备升降压的时间被延长，生产效率下降等问题。而且目前的这种控制方法其降压升压过程还必须通过降压升压专用支路来完成。改造后由调节40、43的开度来保持升压速度恒定减少了不必要的速度变得越来越慢升降压时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于对开关阀的开度调节来控制分子筛干燥升降压的系统。通过改变现有技术中进气源主路及再生气进/出主路上开关阀的开度来进行控制实现升压降压速度调节，代替现有技术专用带有限流孔板及开关阀的升降压支路的对该支路开关阀门的开关状态控制来完成分子筛干燥升降压的系统。

本发明所采用的技术方案是：一种基于对开关阀的开度调节来控制分子筛干燥升降压的系统，包括一端连接分子筛塔另一端连接天然气进气管的第一控制阀和一端连接分子筛塔另一端连接再生气出气干管的第二控制阀，所述的第一控制阀和第二控制阀结构完全相同均包括有一端连接分子筛塔另一端连接天然气进气管或再生气出气干管的开关阀门和用于控制开关阀门开关动作的气动膜头，其中将气动膜头分割为上气室和下气室的膜片通过阀杆连接开关阀门的阀芯，所述的阀杆上在位于气动膜头和开关阀门之间还设置有阀位传感器，所述的阀位传感器的输出信号端电连接阀位控制模块的阀位信号输入端，所述阀位控制模块的压力信号输入端电连接设置在分子筛塔上的取压点上的压力变送器的输出信号，所述气动膜头的上气室的气口和下气室的气口分别连接到进行干燥控制的开关控制机构和进行升压和降压控制的开度控制机构，所述的开关控制机构和开度控制机构的控制信号输入端分别电连接所述的阀位控制模块的控制信号输出端。