[发明专利]变压吸附装置最优吸附时间确定方法及系统

摘要

本发明提供了一种变压吸附装置最优吸附时间确定方法及系统，所述方法包括：建立变压吸附装置的数学模拟模型；对建立数学模拟模型进行数学求解；判断求解结果中的产品氢组成和流量是否满足预设计算要求，若未满足预设计算要求，则修正吸附平衡动力学参数初始值；若满足预设计算要求，则建立所述变压吸附装置的非线性规划模型，并对建立的非线性规划模型进行求解，判断是否达到退出条件，若是，则退出求解过程，并将此时得到的吸附时间作为所述变压吸附装置的最优吸附时间；否则，修改所述非线性规划模型中的吸附时间变量，并继续求解。本发明能够在确保氢气回收质量、效率以及吸附剂不被污染的前提下，确定变压吸附装置的最优吸附时间。

主权项

1.一种变压吸附装置最优吸附时间确定方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据变压吸附装置装填吸附剂类别的不同，将变压吸附装置划分成不同的吸附层，并采用吸附平衡方程、传质速率方程和总传质平衡方程，建立所述变压吸附装置的数学模拟模型；步骤S2：根据所述变压吸附装置的设计参数和操作参数，设定所述变压吸附装置的数学模拟模型的吸附平衡动力学参数初始值；步骤S3：对所述变压吸附装置的数学模拟模型进行数学求解，获取产品氢组成和流量，同时获取原料气中预定组分气体穿透预定吸附层的时间；步骤S4：判断步骤S3求解结果中的产品氢组成和流量是否满足预设计算要求，若未满足预设计算要求，则修正步骤S2中的吸附平衡动力学参数初始值；若满足预设计算要求，则执行步骤S5；步骤S5：建立所述变压吸附装置的非线性规划模型；步骤S6：对所述变压吸附装置的非线性规划模型进行求解；在求解时，以所述变压吸附装置的吸附时间为优化变量，以最大化产品氢回收率为目标函数值，以产品氢氢纯度大于或等于预设纯度值以及原料气中预定组分气体不能穿透预定吸附层为约束条件；其中，所述变压吸附装置的吸附时间的初始值根据理论计算的穿透时间进行设置；步骤S7：判断步骤S6的求解是否达到退出条件，其中，退出条件为：总增加吸附时间达到预设限制条件或连续两次非线性规划优化目标函数值没有改进；若是，则退出求解过程，并将此时得到的吸附时间作为所述变压吸附装置的最优吸附时间；否则，修改所述非线性规划模型中的吸附时间变量，并返回步骤S6。