[发明专利]用于检查变压吸附设备中的量和纯度的方法和装置

说明书

本发明一种用于变压吸附设备的负载适配及量和纯度的监测的方法，其中所述变压吸附设备运行经过工作循环，并且所述工作循环包括至少一个生产阶段。在所述生产阶段期间，供应气体以非中断的方式提供给至少一个吸附器，并且所述生产阶段的结束时间借助于查明在所述生产阶段期间从所述至少一个吸附器抽取的所述产品气体的量M_A(t)来确定，其中所述生产阶段在所述量M_A(t)大于或等于预限定的量M_Design时结束，并且其中所述量M_A(t)由从所述产品缓冲器抽取的量Q(t)和所述产品缓冲器中的压力曲线来计算。本发明还涉及一种用于执行所述方法的变压吸附设备。

技术领域

本发明涉及一种变压吸附设备的负载适配及量和纯度监测的方法并且还涉及一种用于执行方法的装置。

背景技术

变压吸附设备内的借助于测量装置和闭环式控制装置实施的产品量的量监测可以从现有技术知晓。在此，特别在具有产品缓冲器的设备的情况下，从产品缓冲器抽取的产品量以闭环的方式控制。所述闭环式控制装置也可以同时用作闭环式压力控制手段。如果抽取的产品量低于预限定的设计量，那么首先以闭环式的方式控制压力，其中，随后，当获取设计量时，闭环式量控制发挥作用并阻止设备的过度运行。

在PSA(变压吸附)设备的情况下，负载适配通常通过延长工作循环来实施。特别地，用于实施这种延长的两种替代方式在现有技术中是已知的。

在一种替代方式中，工作循环的延长通过供气量流的节流并产生减少的产品抽取来实施。所述节流可以借助于供气压缩机的闭环式旋转速度控制或借助于从存储缓冲器的量流的控制来实施。供应气体供给至吸附器的阶段被相应地延长。采用这种方式，并不常出现下述情况，大约绝对相同的供气量供给至吸附器并且绝对相同的产品量被抽取。供应和抽取相应地以更长时间段的时间上分布的方式实施。

在另一替代方式中，工作循环的延长被实施，同时目前的供气量流一开始保持不变。工作循环附加地具有所谓的空闲阶段。在空闲阶段期间，没有供应气体流向设备，并且没有产品生成。在使用这一替代方式的情况下，产品缓冲器被需要，在空闲阶段期间所需的产品量从产品缓冲器抽取。可能设置的供气压缩机在空闲阶段期间以减小的能量消耗运行。在这种情况下平均供气量与减少的产品抽取大约成正比的降低。

这种替代方式尤其在下述情况下执行：如果供气量的闭环式控制上困难或不被期待的，例如剧烈波动的抽取曲线的情况下，或者如果闭环式旋转速度控制涉及高成本。没有闭环式控制机构需要供气量，这是因为它仅仅在100％与零之间变化。特别地，所述替代方式相应地在需要产品缓冲器的情况下执行。这例如除了空闲阶段之外，还可以是下述情况：在没有产品生成的另外的阶段期间，或产品压力显著的波动的情况下，特别在利用只有一个或两个吸附器的方法的情况下。

在这两种替代方式中，需要阻止产品的抽取大于预限定的设计量。这例如在供给至设备的供应气体的量限制的情况下是需要的。所述限制包括供气压缩机的最大能力或床中最大允许的流速，或可以通过再生条件例如VPSA(真空变压吸附)设备中的真空泵的大小来限定。由此基本上存在可以从变压吸附设备抽取的最大产品量。

用于限制从产品缓冲器的产品流的量的已知方法的缺点在于：实际上需要闭环式控制阀，并由此，特别地，故障的可能性提高。此外，不能阻止在短暂的情况下、例如在设备的启动后吸附器的过度运行。获取特定水平的纯度的时间由此可观地增加。这尤其在大产品缓冲器的情况下具有显著的问题。而且，设计量的短暂过量是不可能的，即使在相对较短的时间段上的平均的产品量没有超过设计量并由此纯度的不下降是被期待的。如果抽取的产品量关于预限定的设计值相对强烈地波动，那么量限制手段将反复被启用，以使得在一些场合下，全设计量不能被传送。量限制手段或闭环式量控制手段有可能设定成相对迟钝。然而，这不再可靠地阻止设备的过度运行。