[发明专利]一种用于变压吸附装置的多塔控制方法

说明书

技术领域

在本发明涉及一种应用于变压吸附装置中多个吸附塔自动切换时的控制方法，具体地说是一种利用字符循环法优化配置所有需要运行的循环塔以使得整个变压吸附装置能高效稳定的运行并在故障时能做到安全的切除故障塔的多塔控制方法。 

背景技术

变压吸附(PSA)是利用气体各组分在吸附剂上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化的原理，通过周期性的压力变化实现气体的分离。随着我国社会经济的高速发展，环境能源问题日益突出，变压吸附(PSA)过程因为其启动时间短，开停车方便，能耗小和运行成本低，自动化程度高，维护简单，占地面积小和土建费用低等特点，被广泛的认可和运用。 

鉴于此，变压吸附装置被应用于在各种的化工工艺之中。如制氢、制氮等都被大量的应用和推广。而为了提高吸附塔的运行效率，都是多塔同时进行原料气体的吸附，互相不冲突。常见的为4塔，5塔，6塔以及更多。如何能更高效的实现多塔问的同时运行，如何在出现故障时能迅速的切掉故障塔使得装置最稳定运行，是最需要解决的问题，因此需要一种有效的方法来进行保障。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种切换简单、操作方便、用途广泛的用于变压吸附装置的多塔控制方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案解决的： 

一种用于变压吸附装置的多塔控制方法，其特征在于所述控制方法的步骤如下： 

步骤一、首先由吸附塔的数量确定相应的运行模式，然后根据运行模式中每个吸附塔中不同阀门的开关状态生成一个对应该阀门的初始二进制数； 

步骤二、接着提供一个首位为“1”且后续为“0”并与初始二进制数的位数相同的浮动二进制数，采用浮动二进制数与初始二进制数进行逻辑“与”的运算得到一个周期一二进制数，对每个阀门的周期一二进制数进行判断，周期一二进制数中有数字“1”时表示该阀门的初始阀位为“打开”或“可控”状态，周期一二进制数中全为“0”时则表示该阀门的初始阀位为“关闭”状态，即得到所有吸附塔上全部阀门初始时的正确阀位，将上述阀门初始时的正确阀位信号传递给各吸附塔上相应的阀门使其动作； 

步骤三、当周期一运行结束后，将步骤二中浮动二进制数中的“1”向右偏移一位且尾位的 “0”移至首位，生成新的浮动二进制数，然后采用新的浮动二进制数与初始二进制数继续进行逻辑“与”的运算得到周期二二进制数，对周期二二进制数采用步骤二所述的方法判断得出周期二运行阶段时各吸附塔上相应阀门的正确阀位，并将该正确阀位的信号传递给各吸附塔上相应的阀门以切换阀门的状态； 

步骤四、重复步骤三直至浮动二进制数中的“1”偏移到该浮动二进制数的末尾并完成相应阀门的状态切换，则吸附塔完成一次四种状态的切换过程，并可根据步骤二～步骤四进行下一次吸附塔四种状态的循环过程。 

所述的步骤二～步骤四中，当在规定的时间内未收到吸附塔上相应阀门的阀位反馈信号时，则表示该阀门出现故障，此时控制系统会将该故障塔的所有阀门切换到手动状态使得该故障塔退出工作循环进行检修，故障解除后直接将该吸附塔的所有阀门切换到自动状态继续进行步骤二～步骤四的循环过程即可。 

所述的步骤二～步骤四中，当在规定的时间内未收到吸附塔上相应阀门的阀位反馈信号时，则表示该阀门出现故障，此时控制系统会将该故障塔的所有阀门切换到手动状态使得该故障塔退出工作循环进行检修，故障解除后先暂停上述浮动二进制数的循环，然后将该吸附塔的所有阀门切换到自动状态，启动上述浮动二进制数的循环则该吸附塔会继续进行步骤二～步骤四的循环过程。 

所述步骤一中各阀门的初始二进制数按照运行模式中各吸附塔四种状态的排列组合顺序确定，四种状态指的是吸附、升压、冲洗和逆放。 

所述步骤一中的吸附塔处于吸附状态时，吸附塔的进气阀打开、解吸阀关闭且出气阀可控；吸附塔处于逆放状态时，吸附塔的进气阀关闭、解吸阀可控且出气阀关闭；吸附塔处于冲洗状态时，吸附塔的进气阀关闭、解吸阀可控且出气阀可控；吸附塔处于升压状态时，吸附塔的进气阀关闭、解吸阀关闭且出气阀可控；在上述四种状态中，采用“ON或1”代表阀门打开或可控，“OFF或0”代表阀门关闭。 

所述步骤一中的初始二进制数的位数不少于四位。 

本发明相比现有技术有如下优点：