CN101146593B - 调节用于气体的吸附处理的装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调节一单元的方法，该单元用于控制气体吸附处理用的装置，该装置包括：接收气体的至少第一部件和第二部件(2，5，R0，...，R9)；将第一和第二部件连接在一起的连接管道(3，4，6，7)；以及连接管道上的阀，该阀根据可变阀开度参数选择性地闭合和开启。控制单元根据基于下列各项的开度参数控制阀的开度：阀较早的开度参数、临时阀开度参数和至少一个校正参数。本发明的方法包括步骤(a)，在该步骤中，根据装置和流动参数调节校正参数。

Description

调节用于气体的吸附处理的装置的方法

技术领域

本发明涉及调节用于气体的吸附处理的装置的方法以及通过吸附处理气体的方法，被处理的气体流经所述装置。 

背景技术

文献EP-A-1336910公开了这种以首字母简略词惯例称作PSA(变压吸附)的处理装置的一个示例。这种装置包括接收气体的各种部件，例如至少两个包括吸附剂的罐(在所引用文献的示例中是10个罐)，作为一种非限制性方式，每个罐包括一层或多层吸附剂(例如活性炭或氧化铝的分子筛)、向装置运送气体混合物的进料管线、从装置中输出净化气体的生产管线、从装置中输出包含输入气体中杂质的气体的废气管线。此外，上述部件通过管线连接在一起，每根管线都配备有至少一个阀，用来容许或防止气体在两个部件之间流通。 

这种装置让人完全满意。但是，为了确保该装置的使用寿命和/或所生产气体的质量，和/或所生产的气流的质量，需要对装置中的气体流动特别关注。 

发明内容

为此目的，根据本发明，提供了一种调节通过吸附处理气体的装置的控制单元的方法， 

所述装置适于执行用于生产气体的方法，在生产过程中，含有杂质的原料气体被供应到装置中，用于生产至少一种通过原料气体净化后流出的气体，所述生产方法包括多个步骤，在所述步骤期间，气体在所述装置 中流动，所述流动具有多个特征流动参数， 

所述装置包括多个部件： 

-运送将要通过吸附净化的原料气体的进料管线， 

-运送净化气体的生产管线， 

-运送废气的排出管线，废气中包含原料气体中的杂质， 

-多个包含至少一种吸附剂材料的罐， 

所述装置还包括： 

-多个连接管线，每个连接管线将所述部件中的两个部件连接在一起， 

-在每个所述连接管线上的阀，每个阀适于选择性地闭合以防止气体在连接管线中流动，或者根据可变开度参数开启以使气体能在连接管线中流动， 

由通过配备有阀的连接管线连接在一起的两个部件限定出一系统， 

所述装置具有多个特征装置参数，以及 

-所述控制单元，该控制单元适于在每个步骤中根据每个系统的开度参数控制阀的开度， 

-对于每个系统，适于测量该系统中气流的物理参数的测量值的检测装置， 

所述控制单元适于计算每个系统中用于开启阀的预测参数、所述物理流动参数的设定值、所述设定值的函数与所述测量值的函数之间的误差， 

所述控制单元适于在每个步骤中根据每个系统的所述开度参数控制阀的开度，所述开度参数基于至少所述用于开启阀的预测参数以及应用于所述误差的至少一个校正参数。 

所述调节方法包括步骤(a)，在该步骤中，根据所述特征装置和流动参数调节所述校正参数。 

由于这些设置，可以根据与装置和流动相关联的特征参数一次性调节控制单元，从而能够在启动时容易地配置该装置，并且在例如原料气体改变时自动地重新配置该装置。 

在本发明的优选实施例中，可进一步采取下列设置中的一种和/或另一 种： 

-校正参数是应用于当前设定值的函数与当前测量值的函数之间的误差上的比例校正参数； 

-在气体生产方法的执行过程中，控制单元适于根据阀先前的开度参数、预测参数的先前值、应用于物理流动参数先前设定值的函数与物理流动参数先前测量值的函数之间的误差上的所述比例校正参数、以及应用于物理流动参数当前设定值的函数与物理流动参数当前测量值的函数之间的所述误差上的第二综合校正参数来进一步控制阀的开度， 

在调节方法的步骤(a)中，根据所述特征装置和流动参数调节所述第二综合校正参数； 

-在气体生产方法的执行过程中，控制单元适于根据阀先前的开度参数和预测参数的先前值来进一步控制阀的开度；校正参数是应用于所述先前设定值的函数与所述先前测量值的函数之间的误差上的综合校正参数， 

在调节方法的步骤(a)中，根据装置和流动参数调节所述综合校正参数； 

-在气体生产方法的执行过程中，控制单元适于根据所述开度参数的最大容许值来进一步控制阀的开度。 

根据另一方面，本发明涉及一种使用包括控制单元的装置通过吸附生产气体的方法，该控制单元由上述调节方法加以调节，所述气体生产方法包括多个不同的步骤，所述步骤在阶段开始和阶段终止之间延伸，在每个步骤期间，对于至少一个包括第一和第二部件、将所述第一和第二部件连接在一起的连接管线、在所述连接管线上的阀、在每个步骤期间在第一和第二部件之间流动的气体的系统，重复执行下列步骤： 

(b)计算物理流动参数的设定值， 

(c)使用检测装置测量所述物理流动参数的所述测量值， 

(d)作为时间、特征装置和流动参数、以及所述物理流动参数的设定值的函数来计算用于开启阀的预测参数；以及 

(e)作为在步骤(a)中调节的校正参数以及预测开度参数的函数来 计算所述开度参数的值，所述校正参数应用于所述物理流动参数的所述测量值的函数与所述设定值的函数之间的误差上。 

在本发明的优选实施例中，可以可选地进一步采取下列设置中的一种和/或另一种： 

-在步骤开始时测量系统的操作点，并且在步骤(e)中，通过将一归一化到该操作点的非线性函数应用于所述测量值和所述设定值上来计算所述误差； 

-此外，重复执行下列步骤： 

(f)作为时间、特征装置和流动参数、以及物理流动参数的所述测量值的函数来计算开度参数的最大容许值， 

(g)将所述最大容许值与步骤(e)中计算出的值进行比较，如果所述最大容许值小于所述计算值，则使用所述最大容许值而不是所述计算值； 

-所述第一部件是容纳有吸附剂的第一罐，第二部件是容纳有吸附剂的第二罐，所述生产方法包括平衡步骤，在该平衡步骤中，气体流入从第一罐到第二罐的连接管线中，直到第二罐中压力与第一罐中压力之间的压力差达到一给定值，并且在该平衡步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以第一和第二罐之间的压力差作为物理流动参数； 

-所述第一部件是容纳有吸附剂的第一罐，第二部件是容纳有吸附剂的第二罐，所述生产方法包括洗提步骤，在该洗提步骤中，气体流入从第一罐到第二罐的连接管线中以冲洗所述第二罐，并且在该洗提步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以第一和第二罐之间的压力差作为物理流动参数； 

-所述装置包括输送该装置生产的气体的生产管线，以及运送供给到所述装置的气体的进料管线，第二部件是容纳有吸附剂的第二罐，所述生产方法包括最终重新加压步骤，在该最终重新加压步骤中，气体流入到第二罐的连接管线中以增加第二罐中的压力值，并且在该最终重新加压步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以连接到生产和进料管线之一的第一罐与第二罐之间的压力差作为物理流动参数； 

-所述第一部件是容纳有吸附剂的第一罐，第二部件是废气排出管线，所述生产方法包括降压步骤，在该降压步骤中，气体流入第一罐和废气排出管线之间的连接管线中，直到第一罐达到低压水平，并且在该降压步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以第一罐和废气排出管线之间的压力差作为物理流动参数； 

-所述装置还包括运送以供料速率供给到所述装置的气体的进料管线， 

从装置中输送以生产速率生产的气体的生产管线， 

以及平衡罐，在平衡步骤中，气体从平衡罐流到第二罐，直到第二罐中压力与平衡罐中压力之间的压力差达到一给定值， 

第一部件是连接到供料和生产管线之一的第一罐， 

第二部件是所述第二罐， 

所述生产方法包括连续重新加压步骤，在该连续重新加压步骤中，气体流入所述管线与第二罐之间的连接管线中，直到第二罐中获得操作压力，并且在该连续重新加压步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以生产速率与供料速率之间的差作为物理流动参数； 

-在生产方法的至少一个步骤中，至少步骤(e)仅在生产方法的该步骤开始一时间间隔后执行，所述时间间隔具有足够的持续时间，以便物理流动参数达到代表值。 

根据另一方面，本发明涉及一种包括程序编码装置的程序，当所述程序在可编程机中运行时，所述程序编码装置适于执行上述方法。 

根据另一方面，本发明涉及通过所述方法生产的气体。 

附图说明

通过下面结合附图对作为非限制性示例提供的其中一个实施例的描述，本发明的其它特征和优点将是显而易见的。 

在附图中： 

-图1是用于通过吸附处理气体的装置的示意图； 

-图2是图1中装置的吸附器的操作循环图表，其中示出各个操作阶段时间(temps de phase)a，b，...，j； 

-图3I至图3X分别是与图1中装置的吸附器有关的图表，并示出与图2相同的循环阶段时间； 

-图4示出阀控制方法的示意图； 

-图5a和图5b是时间曲线图，分别示出平衡步骤的压力偏差设定值和随时间变化的CV； 

-图6示出进行洗提步骤的系统； 

-图7示出进行降压步骤的系统； 

-图8示出进行平衡步骤的系统； 

-图9示出进行最终重新加压步骤的系统； 

-图10示出进行结合的平衡和连续重新加压步骤的系统； 

-图11示出第二气体处理装置的与图2类似的操作循环图表；以及 

-图12示出第二气体处理装置进行结合的平衡和连续重新加压步骤的系统。 

在各个附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。 

具体实施方式

图1示出处理不纯的气体流例如不纯的氢气的装置10。该装置适于净化该氢气流中的杂质，例如湿气、一氧化碳、氮气、沼气、二氧化碳、碳氢化合物等。 

为此目的，装置10包括若干容纳气体的部件，例如运送待净化氢气的进料管线1、已净化氢气生产管线2以及10个吸附器，该吸附器分别标记为R1，R2，R3，...，R9和R0。每个吸附器包括一罐，罐中容纳一种或多种吸附剂材料，当待处理的氢气流通过时，所述吸附剂材料能保留全部或部分上面所述的杂质。这种或这些材料是可再生的，也就是说，它们能回收在先吸附的杂质。为此目的，装置10包括废气排出管线5，该管线充满了从再生吸附器中流出的溶解杂质。装置10还可以包括运送洗提气体 GE的供应管线，例如生产管线2的分支管线。 

一方面，装置10还包括位于上述管线1、2和5与吸附器R1至R0之间的连接管线，包括管线7；另一方面，还包括将吸附器R1至R0连接在一起的连接管线3、4和6，其中一根连接管线4连接到供应洗提气体GE的管线。通过对装置10的操作进行描述，连接管线3、4、6和7的准确布置将会变得更加清楚。此外，所有这些连接管线都配备有阀，用于控制流经它们的气体的流动，通过对装置的操作的描述，阀的布置也将会变得清楚。 

装置10还包括单元8，用于控制该装置的吸附器的阀。该单元的编程和操作细节将在下面详细描述。 

该装置中设置有检测装置，例如用于各罐的压力传感器或者用于各管线的流量传感器。 

图2示出装置10的操作循环。在该图中，时间t绘制在X轴上，绝对压力P绘制在Y轴上，箭头所示的线条表示气流的移动和目标，以及吸附器R1至R0中的各自流动方向： 

-当箭头指向Y轴的增加方向(朝向图表的顶部)，则认为流体在吸附器中顺流。如果向上指向的箭头位于表示吸附器中压力的线条下方，那么气流通过吸附器的入口端进入吸附器；如果向上指向的箭头位于表示压力的线条上方，那么气流通过吸附器的出口端从吸附器流出，入口端和出口端分别是待处理的气体和生产阶段提取的气体； 

-当箭头指向Y轴的降低方向(朝向图表的底部)，则认为流体在吸附器中逆流。如果向下指向的箭头位于表示吸附器中压力的线条下方，那么气流通过吸附器的入口端从吸附器流出；如果向下指向的箭头位于表示压力的线条上方，那么气流从吸附器的出口端进入吸附器，入口端和出口端总是待处理的气体和生产阶段提取的气体。 

各吸附器R1至R0遵循图2所示的循环，与其前面的吸附器相隔称作“阶段时间”的持续时间，该持续时间等于循环的持续时间T除以操作中的吸附器数量(本例中是除以10)。因此，图2中的循环包括10个阶段 时间，并且示出“阶段时间/吸附器”对偶性，也就是说，在装置10操作过程中的任意时刻，每个吸附器都处于不同的阶段时间，相当于说在装置操作过程中的任意时刻，吸附器的操作状态由该吸附器所处的阶段时间确定。 

现在，首先通过仅仅描述单个阶段时间期间吸附器R1至R0的操作来说明装置10的操作，可以理解，在循环的其余时间，吸附器的操作可以通过偏移吸附器的顺序而重复地推导出来。 

为此目的，我们可以考虑例如在其期间吸附器R1被认为是“主导者(ma tre)”的阶段时间，也就是说，吸附器R1在高于大气压P_atmo的高压P_ad下开始其吸附阶段，如图3I所示。与此相伴，吸附器R2遵循图3II所示的图表，吸附器R3遵循图3III所示的图表，以此类推，直到遵循图3X所示的图表的吸附器R0。 

为了便于阅读，只有在该阶段时间的至少部分时间内开启的阀示出在图2以及图3I至图3X中，为方便起见，该阶段时间标记为时刻t＝0至t＝T/10。为了编号的方便，这些阀用字母V后跟两个字符X，Y标记来描述该装置，标记方式如下： 

-X是与该阀相关联的吸附器的编号，以及 

-Y是具有相同功能的一组阀的编号，其与该装置的其中一条管线相关联，编号1与进料管线1的“进料”功能相关联，编号2与生产管线2的“生产”功能相关联，编号3与连接管线3的“低压平衡”功能相关联，编号4与连接管线4的“洗提”功能相关联，编号5与管线5的“废气排出”功能相关联，编号6与连接管线6的“高压平衡”功能相关联，而编号7与连接管线7的“最终重新加压”功能相关联。 

重要的是，应该指出，为了描述和表示的方便，实施装置10操作的阀的布置是有意简化过的；具体的布置，特别是例如包括更少的阀但包括横向管线的整套装置在所属领域技术人员所知的范围内，而没有超出本发明的范围。 

在图3I至3X所示的阶段时间开始之前，即t＝0之前，阀V01、V02、 V45和V55至少在图3I至3X所示阶段时间之前的阶段时间末段开启。在后面的阶段时间里，吸附器R1和R0吸附，而其它吸附器再生。 

更确切地说，在时刻t＝0： 

-除了阀V01和V02之外，阀V11和V12也开启，从而确保部分净化氢气流的生产； 

-阀V26、V27和V96开启，从而使至少部分分别从吸附器R1、R9和R0流出的流体能重新压缩吸附器R2； 

-阀V33和V83开启，从而使吸附器R3能被从吸附器R8中流出的流体重新压缩； 

-阀V64和V65开启，从而使吸附器R6的压力能调节至循环低压，并且使罐R6中的吸附剂材料能被洗提；以及 

-除了阀V55之外，阀V54和V74也开启，从而使吸附器R5能被从吸附器R7流出的流体洗提。 

此外，基本在该时刻t＝0，吸附器R9的生产阀闭合，该吸附器R9在图3I至3X所示阶段时间之前的阶段时间期间处于吸附状态。 

然后，从时刻t＝X1(在该时刻吸附器R2的压力基本等于吸附器R9的压力)开始： 

-阀V26和V96闭合，因此，吸附器R2随后的重新压缩变慢。 

然后，从时刻t＝X2(在该时刻吸附器R3的压力基本等于吸附器R8的压力)开始： 

-阀V33闭合，阀V43开启，从而吸附器R4的重新加压能开始进行； 

-阀V44和V45闭合，因此，从吸附器R7流出的全部流体供应给吸附器R5；以及 

-阀V36和V96开启，从而使吸附器R3能被从吸附器R9流出的流体进一步重新压缩。 

最后，在时刻t＝T/10(在该时刻吸附器R2的压力基本等于吸附器R1的压力)，阀V27、V96、V83、V74、V33、V43和V36闭合，从而从当前所描述的阶段时间转换到下一阶段时间。 

因此，尽管图2中的图表看起来似乎示出了两根连接管线6和3，更准确的看法是其实际上涉及单根管线，该管线在相同的阶段时间相继运送两种不同的流体。 

装置10在循环的其它阶段时间内的操作可以从上面的操作推导得出，在下一个阶段时间里，吸附器R2被当作主导者，接下来是R3，如此这般，直到吸附器R0。 

对装置的阀在10个循环阶段时间里的所有控制操作形成通常所称的待实施的单元控制程序器8。 

为此目的引入参数，每个相继的循环阶段时间与用于识别处于该阶段时间的吸附器的操作状态的参数相关联。 

因此，在图2所示的阶段时间上，状态参数j与其中吸附器开始吸附的阶段时间相关联；状态参数i与随后的阶段时间相关联，在该阶段时间中吸附器终止吸附；状态参数h与随后的阶段时间相关联，在该阶段时间中吸附器开始降压；参数g、f、e、d、c、b和a以此类推。这些状态参数在图2中图表的X轴上标出。因此，有必要引入与阶段时间相同数量的参数。 

此外，这些参数被称作“活动者(mobiles)”，其意义在于它们根据循环中所考虑的时刻可对应于10个吸附器中的任意一个。因此，如果在给定的时刻参数j对应于吸附器R1(j＝1)，则在相当于循环时间T的五分之一的一段时间后，该参数j将对应于吸附器R3(j＝3)。 

然后，形成参数化序列步骤，用于仅仅在给定阶段时间期间控制装置10，在相对于选定阶段时间的时间段内，每个吸附器不是由其编号识别，而是由该吸附器的操作状态的识别参数识别。换句话说，这相当于在给定阶段时间上描述装置的操作，其方式与针对图3I至图3X所描述的方式相同，只是根据选定的阶段时间使用可变参数a，...，j中的一个识别各个吸附器。 

因此，在每个阶段时间，在控制单元8的控制下，可以随阶段时间可变的方式在该装置中限定一套系统，其选择性地执行生产、洗提、降压、

连续重新加压或最终重新加压功能，并且，每套系统包括至少两个通过配备有开阀(vanne ouverte)的连接管线连接在一起的部件。 

装置的每个阀的开度由阀开度参数描述。对于这里所描述的示例，所用的参数从阀的CV(流量系数，该参数与流经阀的流率成正比)得到。根据CV得到阀开度参数(开度百分比)，例如，通过应用阀制造商提供的线性或非线性方程得到阀开度参数。但是，可以使用与本发明的框架适应的任何类型参数，例如阀的位置或其它。 

对于放置于将两个部件例如两个吸附罐、或者一个吸附罐与一根管线连接在一起的连接管线上的每个阀，执行下面描述的方法，该方法在图4中概括地示出。 

在每个步骤中，重复进行： 

-计算物理流动参数例如两部件之间的压力差的设定值， 

-根据该设定值，计算考虑中的阀的预测CV； 

-测量该物理流动参数的真实值，例如两吸附罐之间的真实压力差； 

-根据预测CV以及误差的校正参数计算将要施加在阀上的CV控制，所述误差是指物理流动参数的测量值函数与设定值函数之间的误差，例如压力差测量值和压力差设定值之间的误差； 

-(必要时)修正阀的开度。 

特别地，应该指出，调节可以根据压力差或者该压力差的合适函数y实施，y例如是恒等函数、归一化函数、平方根或其它。 

物理流动参数可以是压力差、流率或任意其它合适的参数。例如，在调节方法的情况中，平衡步骤中供应气体的罐中的消耗率可以用作物理流动参数；或者，在生产方法中，洗提或降压步骤的向外流率可以用作物理流动参数。 

在调节该装置的控制单元的方法的实施过程中，对于选自洗提、平衡、降压、连续降压或最终降压步骤中的每一步骤，一次性地设定校正参数。在该方法的实施过程中，如下文结合图6至12所述定义校正参数。 

对于每一步骤，在每一时刻t都例如如图5a所示在步骤开始时测量的 压力差和在步骤终止时获得的压力差之间线性地计算设定值： 

$\mathrm{\ΔP}\left(t\right)=\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{init}}+({\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{final}}-{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}})\frac{t}{\mathrm{Tsp}}$

其中： 

ΔP(t)是时刻t的压力差， 

ΔP_init是步骤开始时刻的压力差， 

ΔP_final是步骤终止时刻的压力差设定值， 

t是所考虑步骤的计时器，以及 

Tsp是所考虑步骤的预期持续时间。 

但是，可以使用任意其它合适的减函数例如平方、指数或其它函数获得设定值。 

在某些实施例中，在每一步骤开始的转换阶段期间，可以设定CV保持恒定十分之几秒到几秒(例如从1秒到5秒)，然后才实施这里所述的方法。在所述转换间隔期间，可以建立流率和压力变化。 

此外，出于安全原因，在某些应用中，通过构造确保应用到阀上的CV控制不超过与罐中气体消耗率相应的最大容许CV是有用的。这些值随时间的变化例如在涉及平衡步骤的图5b中示出。 

因此，在计算CV控制时包括将计算的CV控制与阀的最大容许CV进行比较，以计算出阀中令人满意的流率，如果计算的CV控制高于最大的CV，则将最大CV发送至阀。 

在估计CV时，例如可能使用美国仪表协会(ISA)在ISA-S75.01-1985(R1995)“Flow Equation for Sizing Control Valves”中提出的模型，其中给出了CV、阀流率、阀的上游和下游压力之间的方程。或者，可以使用根据标准、试验等的任何其它合适的方程。 

ISA模型指定这些参数间的关系由下式决定： 

$\mathrm{CV}\left(t\right)=\frac{Q}{395F_P}\frac{1}{P_{\mathrm{amont}}\left(t\right).Y}\sqrt{\frac{S_g\mathrm{TZ}}{x\left(t\right)}}---\left(1\right)$

其中： 

Q是阀的流率(Nm³/h)， 

P_amont是阀的上游压力[bara]， 

Y是阀的膨胀系数Y＝(1-x(t)/3F_kx_t)，范围在0.67和1之间， 

x＝ΔP/P_amont，x在x_t时饱和(相应于临界气流的x)[无量纲]， 

ΔP是上游压力和下游压力之间的压力差[bara]， 

F^p是与阀相对于管道的调节相关联的几何因子[无量纲]， 

F_k＝k/1.40，其中k＝C_p/C_v是气体的比热[无量纲]， 

S_g是气体相对于空气的比重[无量纲]， 

T是气体的上游温度[K]，和 

Z是气体的压缩因子[无量纲]。 

显然，可以使用使CV、流率和压力相关联的任何其它合适的方程，如果阀配备有消音器时尤其如此。 

对于这里所描述的示例，估计F_p，Z和F_k基本等于1，但是，可以使用任何合适的方程来估计这些参数的值。 

所给出的方程用于从设定值ΔP(t)(与图5a比较)来计算预测CV，设定值ΔP(t)是阀的其它参数的函数。但是，在本发明中，例如流率也可以作为阀参数如CV的函数来计算。 

图6至10示出气体生产方法的不同步骤的模型，各模型用于在本发明调节方法的实施过程中确定控制单元的待调节的校正参数值。 

图6示出罐Rf和罐Rd(图2)之间的洗提步骤。在该步骤中，阀Vf4和Vd5完全开启，阀Vd4受控制。 

理论上，可以写成罐Rf中的压力Pf服从如下方程式： 

$\frac{\mathrm{dPf}}{\mathrm{dt}}=-\frac{Q_{d4}}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}---\left(2\right)$

式中，V_eq是等效容积(每巴解除吸附的氢气流率)[Nm³H₂/bar] 

罐Rd的压力Pd是废气排出管线5的压力，该压力可认为是恒定的，因此，dPf/dt＝dΔP/dt。 

通过联立方程式(1)、(2)和Y的表达式，获得洗提步骤时的CV预测项： 

式中： 

Q_d4＝(ΔP_init-ΔP_final，SP)3600V_eq/T_SP， 

ΔP_final，SP是洗提步骤的最终压力差设定值， 

ΔP_init是洗提步骤开始时测量得到的压力差， 

P_{résiduaire，init}是洗提步骤开始时测量得到的管线5中的压力，以及 

T_SP是洗提步骤的持续时间设定值。 

为了控制阀，从方程式(1)和(2)得出测量得到的变量(压力)和控制变量(CV)之间的方程式： 

认为洗提步骤的Y值是常数，求解出该方程： 

式中，饱和状态指ΔP不能降低到0以下。根据转换函数，将方程式(5)写成饱和积分系统： 

式中 $K=\frac{1}{2}\frac{{395\mathrm{YF}}_P}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}\sqrt{\frac{1}{S_g\mathrm{TZ}}}---\left(7\right)$

这样获得的因子K完全取决于特征装置参数F_P和V_eq，以及特征流动参数S_g、T和Z。此外，对于洗提步骤，Y被认为是常数，其值等于0.67。 

通过调节使该系统相对于CV呈线性关系，相对于ΔP不呈线性关系，但是相对于非线性函数y(ΔP)＝(arcsinh[√ΔP/P_{résiduaire，init}])呈线性关系， 或者相对于y(ΔP)＝[√(ΔP/P_{résiduaire，init})]大致呈线性关系。 

例如，可以使用Ziegler-Nichols方法，该方法用于确定G(s)＝e^-θs.K/s类型的积分器系统的PID校正器的参数，其中θ是延迟时间。如果限定了比例增益校正器K_p，那么该方法给出K_p＝1/Kθ。 

θ可以例如通过干扰待控制过程而模拟确定。该参数可例如选定在约5秒和100秒之间。θ的选择足够大用于避免过大的CV波动。θ的选择足够小用于达到所需的压力。 

在压力校正器中增加积分项K_I也是可能的。选择K_I＝比率×K_p，例如K_I＝0.1K_p。因此，K_I也完全取决于特征装置和流动参数。 

因此，真正的CV写成： 

CV＝max[z^-1CV+(1-z^-1)(CV_{prévisionnel}+K_pε)+K_Iε；0]  (8) 

式中： 

ε＝y_mes-y_SP，其中y_mes是用于调节的测量得到的压力差ΔP的函数(例如y＝arcsinh[√(ΔP/P_{résiduaire，init})]或y＝√(ΔP/P_{résiduaire，init})，y_SP是应用于压力差设定值的相同函数(此处的P_{résiduaire，init}用于归一化压力差设定值与测量得到的压力差之间的误差)，并且 

算子z^-1是示例系统的时间段滞后算符。 

非线性函数y用于改善遇到干扰时修正参数的鲁棒性。 

这里应该指出，在完全的比例系统中，K_I选择为0，方程式(8)写成： 

CV＝max[CV_{prévisionnel}+K_pε；0]  (8’) 

从预测阀开度参数以及应用于现有设定值的函数与现有测量值的函数之间的误差的比例校正参数可直接获得阀开度参数。 

在比例积分中，也可从应用于该误差的积分校正参数、开度参数的先前值、预测开度参数的先前值以及应用于误差的先前值上的比例校正参数获得CV。 

在可选实施例中，还可以确保调节问题不会导致罐内的超速流动。这种调节问题例如可归因于校正器的过高调节或者传感器的故障，其中，校正器使用该传感器来进行测量。为此目的，计算与该步骤中阀的最大容许 CV相应的CV_max。例如，CV_max与容许罐内气体以消耗率的预定分数(部分)x流动的CV相应，这可以通过Ledoux公式近似(例如，这里所述的洗提步骤中x＝60％)。 

罐中气体的速度例如可写成： 

$v=\frac{Q}{3600S_{\mathrm{ads}}}\frac{\mathrm{1,01325}}{P_{\mathrm{ads}}}\frac{T_{\mathrm{ads}}}{\mathrm{273,15}}---\left(9\right)$

式中： 

v是罐顶部或底部的速度[m/s]， 

Q是流过罐顶部或底部的流率[Nm³/h]， 

T_ads是罐内的温度[K]， 

P_ads是罐内的压力[bara]，以及 

S_ads是罐的横截面积[m²]。 

此外，Ledoux速度可写为： 

$v_{\mathrm{Ledoux}}=\sqrt{D_e{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ads}}\frac{\mathrm{1,01325}{T}_{\mathrm{ads}}}{\mathrm{273,15}{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{gaz}}{P}_{\mathrm{ads}}}}---\left(10\right)$

式中： 

D_e是罐中吸附剂的平均等效直径[m]， 

ρ_ads是罐中吸附剂的平均密度[kg/m³]，以及 

ρ_gaz是气体密度[kg/Nm³] 

使用方程式(9)和(10)获得在罐中不应超过的最大流率值。将方程式(1)与ρ_gaz＝1.29S_g联立，得到阀的容许CV_max的表达式： 

${\mathrm{CV}}_{\mathrm{MAX}}\left(t\right)=\frac{x.\mathrm{0,4.3600}{S}_{\mathrm{ads}}}{395F_{P}Y}\sqrt{D_e\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ads}}}{\text{1,29}}\·\frac{\mathrm{273,15}}{\mathrm{1,01325}}Z}\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{mes}}\left(t\right)}}---\left(11\right)$

应该指出，这样确定的CV_MAX与气体密度无关，这在无法识别气体的情况下是有利的。 

根据该可选实施例，在调节的情况下，可以通过如下所示修正方程式(8)来使用CV_MAX，以在积分器中在CV_MAX处达到饱和： 

CV＝min[max[z^-1CV+(1-z^-1)(CV_{prévisionnel}+K_pε)+K_Iε；0]；CV_MAX](12) 

由此调节阀V_d4的压力。 

图7示出罐Re的降压步骤(图2)。在该步骤中，阀Ve5受控制。此处的第二部件是废气排出管线5。 

理论上，可以写成罐Re的压力Pe服从于下式： 

$\frac{\mathrm{dPe}}{\mathrm{dt}}=-\frac{Q_{e5}}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}---\left(13\right)$

这里可以使用等效容积，但是，由于离开罐的气体与纯氢气相对不同，此数量的估计也可更精确。 

降压步骤与洗提步骤非常相似，其区别在于最终压力差设定值为0。因此，降压步骤的预测CV项为： 

式中： 

Q_e5＝(ΔP_init-ΔP_final，SP)3600 V_eq/T_SP， 

ΔP_final，SP是降压步骤的最终压力差设定值(＝0)， 

ΔP_init是降压步骤开始时测量得到的压力差， 

P_{résiduaire，init}是降压步骤开始时测量得到的管线5中的压力，以及 

T_SP是降压步骤的持续时间设定值。 

为了控制阀，也可以写成下式： 

式中： 

$K=\frac{1}{2}\frac{{395\mathrm{YF}}_P}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}\sqrt{\frac{1}{S_g\mathrm{TZ}}}---\left(16\right)$

这样获得的因子K完全取决于特征装置参数F_p和V_eq，以及特征流动 参数S_g、T和Z。此外，对于降压步骤，Y被认为是常数，其值等于0.83。 

因此，洗提步骤的方程式对于降压步骤也是有效的，即： 

CV＝max[z^-1CV+(1-z^-1)(CV_{prévisionnel}+K_Pε)+K_Iε；0]  (17) 

并且，在可选实施例中： 

CV＝min[max[z^-1CV+(1-z^-1)(CV_{prévisionnel}+K_Pε)+K_Iε；0]；CV_MAX](18) 

其中，对于降压步骤x例如等于160％。 

由此调节阀V_e5的压力。 

图8示出在罐Rg和罐Rb之间(图2)的平衡步骤(没有连续的重新加压)。气体从罐Rg流到罐Rb，直到在这两个罐之间获得给定的压力差(可能为0)。在该步骤期间，阀Vg3完全开启，阀Vb3受控制。 

理论上，可以写成罐Rb和Rg的压力服从下列方程式： 

$\frac{\mathrm{dPb}}{\mathrm{dt}}=\frac{Q_{b3}}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}---\left(19\right),$ 以及 $\frac{\mathrm{dPg}}{\mathrm{dt}}=-\frac{Q_{b3}}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}---\left(20\right)$

将方程式(1)、(19)和(20)联立求解，得到平衡步骤的CV预测项： 

$\mathrm{CV}\left(t\right)=\frac{Q_{b3}}{{395F}_P}-\frac{\sqrt{\frac{S_g\mathrm{TZ}(P_{g,\mathrm{init}}-Q_{b3}/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t)}{{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}}-2Q_{b3}/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t}}}{P_{g,\mathrm{init}}-Q_{b3}/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t-\frac{{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}}-2Q_{b3}/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t}{3F_k{x}_t}}---\left(21\right)$

式中： 

2.Q_b3＝(ΔP_init-ΔP_final，SP)3600 V_eq/T_SP， 

ΔP_final，SP是平衡步骤的最终压力差设定值(例如等于0)， 

ΔP_init是平衡步骤开始时测量得到的压力差， 

T_SP是平衡步骤的持续时间设定值。 

为了控制阀，通过方程式(19)、(20)和(1)获得测量得到的变量(压力)和控制变量(CV)之间的方程式： 

$\frac{\mathrm{d\ΔP}}{\sqrt{\mathrm{\ΔP}}\sqrt{P_{b,\mathrm{init}}+P_{g,\mathrm{init}}+\mathrm{\ΔP}}}=-\left[\frac{{395\mathrm{YF}}_P}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}\sqrt{\frac{2}{S_g\mathrm{TZ}}}\right]\mathrm{CV}\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(22\right)$

认为平衡步骤的Y为常数，解出该方程： 

$\mathrm{arcsinh}\left(\sqrt{\frac{\mathrm{\ΔP}}{P_{b,\mathrm{init}}+P_{g,\mathrm{init}}}}\right)=\mathrm{arcsinh}\left(\sqrt{\frac{\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{init}}}{P_{b,\mathrm{init}}+P_{g,\mathrm{init}}}}\right)-\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{395{\mathrm{YF}}_P}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}\sqrt{\frac{1}{S_g\mathrm{TZ}}}[\underset{0}{\overset{t}{\∫}}\mathrm{CV}---\left(23\right)$

根据转换函数，方程式(23)也写成饱和积分系统： 

式中： 

$K=\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{395Y{F}_P}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}\sqrt{\frac{1}{S_g\mathrm{TZ}}}---\left(25\right)$

这样获得的因子K完全取决于特征装置参数F_p和V_eq，以及特征流动参数S_g、T和Z。此外，对于没有连续重新加压的平衡步骤，Y被认为是常数，其值等于0.8。 

该系统被如前所述线性化。 

类似地，在可选实施例中，平衡步骤中可以选择x＝60％，并且可根据方程式(12)相应地计算CV_MAX。 

由此调节阀V_b3的压力。 

图9示出罐Rj和罐Ra(图2)之间的最终重新加压步骤(柱a的右侧)。在该步骤期间，阀Vj2完全开启，阀Va7受控制。 

理论上，可以写成罐Ra的压力Pa服从于下式： 

$\frac{\mathrm{dPa}}{\mathrm{dt}}=\frac{Q_{a7}}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}---\left(26\right)$

生产管线2中的生产压力P_prod大体上恒定，dPa/dt＝-dΔP/dt。 

将方程式(1)和(26)联立求解，得到最终重新加压步骤的CV预测项： 

$\mathrm{CV}\left(t\right)=\frac{Q_{a7}}{{395F}_P}\frac{\sqrt{\frac{S_g\mathrm{TZ}{P}_{\mathrm{prod},\mathrm{init}}}{{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}}-Q_{a7}/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t}}}{P_{\mathrm{prod},\mathrm{init}}-\frac{{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}}-Q_{a7}/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t}{{3F}_k{x}_t}}---\left(27\right)$

式中： 

P_prod，init是在最终重新加压步骤开始时测量得到的生产压力， 

Q_a7＝(ΔP_init-ΔP_final，SP)3600 V_eq/T_SP， 

ΔP_final，SP是最终重新加压步骤的最终压力差设定值， 

ΔP_init是最终重新加压步骤开始时测量得到的压力差， 

T_SP是最终重新加压步骤的持续时间设定值。 

为了控制阀，通过方程式(1)和(26)获得测量得到的变量(压力)和控制变量(CV)之间的方程式： 

$\frac{\mathrm{d\ΔP}}{\sqrt{\mathrm{\ΔP}}}=-\left[\frac{{395\mathrm{YF}}_P}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}\sqrt{\frac{P_{\mathrm{prod},\mathrm{init}}}{S_g\mathrm{TZ}}}\right]\mathrm{CV}\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(28\right)$

认为最终重新加压步骤的Y为常数，解出该方程： 

根据转换函数，方程式(29)写成饱和积分系统： 

式中： 

$K=\frac{1}{2}\frac{{395\mathrm{YF}}_P}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}\sqrt{\frac{1}{S_g\mathrm{TZ}}}---\left(31\right)$

这样获得的因子K完全取决于特征装置参数F_p和V_eq，以及特征流动参数S_g、T和Z。此外，对于最终重新加压步骤，Y被认为是常数，其值等于0.9。 

通过调节使该系统相对于CV呈线性关系，相对于arcsinh[√(ΔP/P_prod，init )]不呈线性关系，而直接相对于[√(ΔP/P_prod，init)]呈线性关系。 

在可选实施例中，获得阀的容许CV_max的表达式为： 

${\mathrm{CV}}_{\mathrm{MAX}}\left(t\right)=\frac{x.\mathrm{0,4.3600}{S}_{\mathrm{ads}}}{{395F}_{P}Y}\sqrt{D_e\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ads}}}{\mathrm{1,29}}\·\frac{\mathrm{273,15}}{\mathrm{1,01325}}Z}\frac{\sqrt{P_a\left(t\right)}}{\sqrt{\mathrm{\ΔP}\left(t\right)P_{\mathrm{prod}}\left(t\right)}}---\left(32\right)$

其中例如可以采用与运送逆流的罐的安全因子相应的x＝160％。 

在调节的情况下，可以通过类似地修正方程式(8)来使用CV_MAX，以在积分器中在CV_MAX处达到饱和。 

由此调节阀V_a7的压力。 

图10示出罐Rj和罐Ra之间连续重新加压的平衡步骤(图2中柱a的左手部)。阀Vj2和Vh6完全开启。阀Va6和Va7受控制。 

对于控制平衡阀Va6，由于平衡以及连续重新加压的综合影响，难以获得与表达式(22)相似的表达式。起初，可以忽略连续重新加压的影响，而仅考虑平衡。因此，我们回到前面针对图8描述的情形。 

由此调节阀Va6的压力。 

为了控制阀Va7，将预测CV项写为： 

${\mathrm{CV}}_{a7}\left(t\right)=\frac{Q_{\mathrm{SP}}}{395F_P}\frac{\sqrt{\frac{S_g{\mathrm{TZP}}_{\mathrm{prod}}}{{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}}-Q_{a6}/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t}}}{P_{\mathrm{prod}}-\frac{{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}}-Q_{a6}/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t}{3F_k{x}_t}}---\left(33\right)$

式中： 

Q_SP是流率设定值，以及 

Q_a6是为了Va6的平衡计算出的流率，如前面针对图9所述，以及 

ΔP_init＝P_prod，init-P_a，init。 

为了在生产管线2中获得基本上恒定的生产气体流率，可尝试控制阀Va7的流率。因此，得到该阀的流率Q_a7和CV之间的方程式： 

$Q={395\mathrm{YF}}_P\sqrt{\frac{P_{\mathrm{prod}}}{S_g\mathrm{TZ}}}\mathrm{CV}\left(t\right)\sqrt{P_{\mathrm{prod}}-P_a}---\left(34\right)$

例如可以通过下列假设建立该系统的模型： 

$\frac{Q}{\sqrt{P_{\mathrm{prod},\mathrm{init}}}\sqrt{P_{\mathrm{prod},\mathrm{init}}-P_{a,\mathrm{init}}}}=K.\mathrm{CV}---\left(35\right)$

其中： 

$K=\frac{{395\mathrm{YF}}_p}{\sqrt{\mathrm{SgTZ}}}---\left(36\right)$

这样获得的因子K完全取决于特征装置参数F_p和特征流动参数S_g、T和Z。此外，对于连续重新加压步骤，Y被认为是常数，其值等于0.9。 

例如可以由装置入口处的流率与前一阶段时间(在其“最终重新加压”步骤)的生产流率之间的平均差值获得流率设定值。以差值形式计算的这一设定值，由于与生产过程中罐吸附有关的偏差，并不严格等于流经所述连续重新加压阀的流率。但是，如果调节器所用的测量值也是这两种流率之间的差值，那么两者一致。如果使入口流率改变，则可以在由此获得的设定值上应用校正因子。 

根据转换函数，该系统写成比例系统。 

因此，连续重新加压阀根据具有增益K的比例型模块来调节流率。如果初始认为闭环具有时间常数θ，那么，相关的校正器是积分器校正器。 

如前所述，θ可以例如通过干扰待调节过程而模拟确定。该参数可例如选定在约5秒和100秒之间。 

由此调节阀Va7的压力。 

在图9和图10所示的示例中，重新加压从生产中的连接到生产管线2的罐开始执行。在另外的示例性实施例中，通过使用作为物理流动参数的生产中的罐和进行重新加压的罐之间的压力差，可以从进料管线3开始执行重新加压。 

这里描述了本发明用于PSA的正常操作循环。但是，本发明也能用于特殊的PSA循环--例如具有8个罐的循环，至少其中一个罐处于维护状态，或者其它(循环)。 

尽管这里参考包括10个罐的PSA进行了描述，毋庸置疑，这里描述的调节也适用于其它类型的PSA，例如，具有四个罐的PSA，其循环示于图11。 

可以看到，在该示例性实施例中，结合的平衡和连续重新加压模型与第一实施例中提出的模型并非完全相同。实际上，阀V23位于连接管线6和7之间的连接点下游，这与图9所示情形不同。 

因此，图12示出该第二示例性实施例的结合的平衡和连续重新加压模型。在该步骤中，阀V43和V12完全开启，阀V87(或重新加压阀)和阀V23(或平衡阀)受控制。 

理论上，可以写成供应平衡气体的罐R4的压力P4服从如下方程式： 

$\frac{\mathrm{dP}4}{\mathrm{dt}}=-\frac{(Q_{23}-Q_{\mathrm{SP}})}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}---\left(37\right)$

接收该气体的罐R2的压力P2服从下式： 

$\frac{\mathrm{dP}2}{\mathrm{dt}}=\frac{Q_{23}}{{3600V}_{\mathrm{eq}}}---\left(38\right)$

将方程式(1)、(37)和(38)联立，得到阀V87和连续重新加压步骤的CV预测项： 

$\mathrm{CV}\left(t\right)=\frac{Q_{\mathrm{SP}}}{{395F}_P}\frac{\sqrt{\frac{S_g{\mathrm{TZP}}_{\mathrm{prod},\mathrm{init}}}{{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}}+(Q_{23}-Q_{\mathrm{SP}})/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t}}}{P_{\mathrm{prod},\mathrm{init}}-\frac{{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{init}}+(Q_{23}-Q_{\mathrm{SP}})/{{3600V}_{\mathrm{eq}}}^t}{3F_k{x}_t}}---\left(39\right)$

式中： 

ΔP_init＝P_prod，init-P_4，init

这里可以看出，为了估计最大容许速度，可考虑如下事实，即以顺流模式流经罐的流率等于流经平衡阀V23的流率与流经连续重新加压阀V87的流率之间的差。 

因此，气体速度可以写为： 

$v=\frac{Q_{23}-Q_{87}}{{3600S}_{\mathrm{ads}}}\frac{\mathrm{1,01325}}{P_{\mathrm{ads}}}\frac{T_{\mathrm{ads}}}{\mathrm{273,15}}---\left(40\right)$

因此，由于ρ_gas＝1.29S_g，阀V23的容许CV_MAX的表达式为： 

${\mathrm{CV}}_{\mathrm{MAX}}\left(t\right)=(\frac{x.\mathrm{0,4.3600}{S}_{\mathrm{ads}}}{441F_{P}Y}\sqrt{D_e\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ads}}}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{gaz}}}\·\frac{\mathrm{273,15}}{\mathrm{1,01325}}\frac{P_{\mathrm{mes}}\left(t\right)}{T_{\mathrm{ads}}}}+Q_{87,\mathrm{mes}})\frac{\sqrt{S_g{T}_{\mathrm{ads}}Z}}{\sqrt{\mathrm{\ΔP}\left(t\right)P_{\mathrm{mes}}\left(t\right)}}---\left(41\right)$

应指出，例如可以假设x＝0.6以确定罐R4的安全因子。 

由此调节阀V23的压力。 

例如可以规定，对于平衡和连续重新加压步骤每秒执行计算，对于洗提和降压步骤每2秒执行计算，对于最终重新加压步骤每4秒执行计算，但是，可以根据将要获得的压力坡度的斜率设定该频率，例如在0.1和10秒之间。 

因此，本发明不限于这里给出的两种示例性装置，本领域技术人员能够如本文所述实施与新型装置相应的模型，以调节阀中的流动。 

由于调节过程中，过程参数被自动地在变量K中加以考虑，因此，这里所述的调节容易从一种装置调换到另一种装置。 

事实上，在该装置投入使用时，用于调节通过吸附生产气体的装置的阀控制单元的校正参数的方法通过软件例如监控软件实施，该软件适于根据特征流动和装置参数以及用户输入的θ和比率参数调节校正器。因此，在生产过程中，控制单元根据可编程控制器程序运行所述装置，该程序考虑调节的校正参数以控制阀的开度。 

Claims (14)

1.一种调节通过吸附处理气体的装置的控制单元的方法，

所述装置适于执行用于生产气体的方法，在生产过程中，含有杂质的原料气体被供应到装置中，用于生产至少一种通过原料气体净化后流出的气体，所述生产方法包括多个步骤，在所述步骤期间，气体在所述装置中流动，所述流动具有多个特征流动参数，

所述装置包括多个部件：

-运送将要通过吸附净化的原料气体的进料管线(1)，

-运送净化气体的生产管线(2)，

-运送废气的排出管线(5)，废气中包含原料气体中的杂质，

-多个包含至少一种吸附剂材料的罐(R1，...，R0)，

所述装置还包括：

-多个连接管线(3，4，6，7)，每个连接管线将所述部件中的两个部件连接在一起，

-在每个所述连接管线上的阀，每个阀适于选择性地闭合以防止气体在连接管线中流动，或者根据可变开度参数开启以使气体能在连接管线中流动，

由通过配备有阀的连接管线连接在一起的两个部件限定出一系统，

所述装置具有多个特征装置参数，以及

-所述控制单元(8)，该控制单元适于在每个步骤中根据每个系统的开度参数控制阀的开度，

-对于每个系统，适于测量该系统中气体的物理流动参数的测量值的检测装置，

所述控制单元(8)适于计算每个系统中用于开启阀的预测参数、所述物理流动参数的设定值、所述设定值的函数与所述测量值的函数之间的误差，

所述控制单元适于在每个步骤中根据每个系统的所述开度参数控制阀的开度，所述开度参数基于至少所述用于开启阀的预测参数以及应用于所述误差的至少一个校正参数。

所述调节方法包括步骤(a)，在该步骤中，根据所述特征装置参数和特征流动参数调节所述校正参数。

2.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于：校正参数是应用于当前设定值的函数与当前测量值的函数之间的误差上的比例校正参数。

3.根据权利要求2所述的调节方法，其特征在于：在气体生产方法的执行过程中，控制单元适于根据阀先前的开度参数、预测参数的先前值、应用于物理流动参数先前设定值的函数与物理流动参数先前测量值的函数之间的误差上的所述比例校正参数、以及应用于物理流动参数当前设定值的函数与物理流动参数当前测量值的函数之间的所述误差上的第二综合校正参数来进一步控制阀的开度，

在调节方法的步骤(a)中，根据所述特征装置参数和特征流动参数调节所述第二综合校正参数。

4.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于：在气体生产方法的执行过程中，控制单元适于根据阀先前的开度参数和预测参数的先前值来进一步控制阀的开度；校正参数是应用于先前设定值的函数与先前测量值的函数之间的误差上的综合校正参数，

在调节方法的步骤(a)中，根据特征装置参数和特征流动参数调节所述综合校正参数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的调节方法，其特征在于：在气体生产方法的执行过程中，控制单元适于根据所述开度参数的最大容许值来进一步控制阀的开度。

6.一种使用包括控制单元的装置通过吸附生产气体的方法，该控制单元由权利要求1至5中任一项所述的调节方法加以调节，所述气体生产方法包括多个不同的步骤，所述步骤在阶段开始和阶段终止之间延伸，在每个步骤期间，对于至少一个包括第一和第二部件、将所述第一和第二部件连接在一起的连接管线、在所述连接管线上的阀、在第一和第二部件之间流动的气体的系统，重复执行下列步骤：

(b)计算物理流动参数的设定值，

(c)使用检测装置测量所述物理流动参数的所述测量值，

(d)作为时间、特征装置参数和特征流动参数、以及物理流动参数的所述设定值的函数来计算用于开启阀的预测参数；以及

(e)作为在步骤(a)中调节的校正参数以及所述用于开启阀的预测参数的函数来计算所述开度参数的值，所述校正参数应用于所述物理流动参数的所述测量值的函数与所述设定值的函数之间的误差上。

7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于：在步骤开始时测量系统的操作点；并且在步骤(e)中，通过将一归一化到该操作点的非线性函数应用于所述测量值和所述设定值上来计算所述误差。

8.根据权利要求6或7所述的生产方法，其特征在于，重复执行下列步骤：

(f)作为时间、特征装置参数和特征流动参数、以及物理流动参数的所述测量值的函数来计算开度参数的最大容许值，

(g)将所述最大容许值与步骤(e)中计算出的值进行比较，如果所述最大容许值小于所述计算值，则使用所述最大容许值而不是所述计算值。

9.根据权利要求6或7所述的生产方法，其特征在于：所述第一部件是容纳有吸附剂的第一罐(R1，...，R0)，第二部件是容纳有吸附剂的第二罐(R1，...，R0)，所述生产方法包括平衡步骤，在该平衡步骤中，气体流入从第一罐到第二罐的连接管线中，直到第二罐中压力与第一罐中压力之间的压力差达到一给定值，并且在该平衡步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以第一和第二罐之间的压力差作为物理流动参数。

10.根据权利要求6或7所述的生产方法，其特征在于：所述第一部件是容纳有吸附剂的第一罐(R1，...，R0)，第二部件是容纳有吸附剂的第二罐(R1，...，R0)，所述生产方法包括洗提步骤，在该洗提步骤中，气体流入从第一罐到第二罐的连接管线中以冲洗所述第二罐，并且在该洗提步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以第一和第二罐之间的压力差作为物理流动参数。

11.根据权利要求6或7所述的生产方法，其特征在于：所述装置包括输送该装置生产的气体的生产管线(2)，以及运送供给到所述装置的气体的进料管线(1)，其中，所述第一部件是容纳有吸附剂的第一罐(R1，...，R0)，所述第二部件是容纳有吸附剂的第二罐(R1，...，R0)，所述生产方法包括最终重新加压步骤，在该最终重新加压步骤中，气体流入到第二罐的连接管线中以增加第二罐中的压力值，并且在该最终重新加压步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以连接到生产和进料管线之一的第一罐与第二罐之间的压力差作为物理流动参数。

12.根据权利要求6或7所述的生产方法，其特征在于：所述第一部件是容纳有吸附剂的第一罐，第二部件是废气排出管线(5)，所述生产方法包括降压步骤，在该降压步骤中，气体流入第一罐和废气排出管线之间的连接管线中，直到第一罐达到一低压水平，并且在该降压步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以第一罐和废气排出管线之间的压力差作为物理流动参数。

13.根据权利要求6或7所述的生产方法，其特征在于：

所述装置还包括运送以供料速率供给到所述装置的气体的进料管线(1)，

从装置中输送以生产速率生产的气体的生产管线(2)，

以及平衡罐，在平衡步骤中，气体从平衡罐流到第二罐，直到第二罐中压力与平衡罐中压力之间的压力差达到一给定值；

第一部件是连接到供料和生产管线之一的第一罐；

第二部件是所述第二罐(R1，...，R0)；

所述生产方法包括连续重新加压步骤，在该连续重新加压步骤中，气体流入所述管线与第二罐之间的连接管线中，直到第二罐中获得操作压力，并且在该连续重新加压步骤中至少执行步骤(b)至(e)，其中以生产速率与供料速率之间的差作为物理流动参数。

14.根据权利要求6或7所述的生产方法，其特征在于：在生产方法的至少一个步骤中，至少步骤(e)仅在生产方法的该至少一个步骤开始一时间间隔后执行，所述时间间隔具有足够的持续时间，以便物理流动参数达到代表值。

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