[发明专利]基于对分子筛干燥中对开关阀进行开度控制的升降压系统

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中再生过程的降压及升压控制系统。特别是涉及一种基于对分子筛干燥中对开关阀进行开度控制的升降压系统。

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）很容易吸收周围介质（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含水介质内的水分。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。当采用低压干气再生时，分子筛干燥器需要降压再生及冷吹升压的过程。

当降压升压速度过快时，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，是利用并联在原料气进口开关阀40及再生气出口开关阀43旁的专用升降压支路来完成的。升降压支路上安装作为流速限定装置的限流孔板42、44及开关阀41、45。当旁路开关阀41、45打开时，气体在限流孔板42、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。

并联在原料气进口开关阀40及再生气出口开关阀43旁的专用升降压支路48、47是完全相同的结构，具体如图1所示。

图中为保证设备及分子筛的安全性，必须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必须通过降压升压专用支路来完成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种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的基于对分子筛干燥中对开关阀进行开度控制的升降压系统。

本发明所采用的技术方案是：一种基于对分子筛干燥中对开关阀进行开度控制的升降压系统，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设置有阀位传感器，所述的阀位传感器的输出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的取压点上的压力变送器，所述气动膜头的上气室的气口和下气室的气口分别通过开关／开度转换机构与开关控制电磁阀连接，所述的阀杆在与膜片相连的这一端贯穿气动膜头与位于气动膜头上方的进行升压和降压控制的开度控制机构相连接，所述的开关／开度转换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。

所述的开度控制机构包括有底端连接在气动膜头上，顶端与手轮离合机构相连的阀座，所述的阀杆上端丝杠贯穿阀座通过手轮离合机构与手轮和固定在手轮下部的从同步齿轮连接，其中，所述的从同步齿轮通过同步齿形带连接主同步齿轮，所述的主同步齿轮连接伺服电机的输出轴，所述的伺服电机是通过固定在阀座上的伺服电机支撑板而固定设置在阀座的一侧，所述伺服电机的驱动控制端通过导线连接电机驱动控制模块，所述的电机驱动控制模块的信号输入端连接阀位控制模块的控制信号输出端。