CN103405989B - 一种空气型纯化器装置的控制柜装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气型纯化器装置的控制柜装置及其控制方法，控制柜装置包括：两个分子筛吸附桶，加热器，流量计，再生气入口，放空阀门，两个温度感应元件，第一阀门组，第二阀门组和以PLC为主体的控制系统；第一阀门组和第二阀门组均分别通过管道与两个吸附桶连接；加热器通过管道与第一阀门组和再生气入口相连接，且加热器和再生气入口相连的管道上开设一具有放空阀门的支管。本发明的优点通过控制系统的LC流程板直观显示当前纯化器的运行状态，通过操作面板实现对两个吸附桶的压力、电加热器的压力、12个阀门的工作状态、再生气流量和加热温度的操作和监控，并能实现自动或手动对相应的加热器和切换阀门进行控制。

Description

一种空气型纯化器装置的控制柜装置及其控制方法

技术领域

本发明属于化工纯化装置技术领域，尤其涉及一种空气型纯化器装置的控制柜装置及其控制方法。

背景技术

化工纯化装置在流程化工生产中非常常见，通过此装置对原料进行净化，通过吸附器内的吸附材料除去生产中不需要的杂质。一般设备由两个吸附桶构成，当一个工作时另一个做再生处理，工作桶中吸附能力饱和后切换到另一个桶工作，当前桶再进行再生，以备下次使用。就比如把一块海绵当成吸符桶，慢慢的让他去吸水，吸到一定程度后它会饱和，这时用另一个备用海绵继续吸，饱和的那个作除水除湿处理，以备下次使用，达到了不间断工作，且便于对装置进行维护等特点。

以深冷法空气分离设备为例，空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气、氪、氙、氖、氦等惰性气体的设备。空分设备中的纯化器是该设备的重要部件之一，纯化器中有两个吸附器，吸附器内有吸附介质分子筛，通过其对空气进行纯化，除去空气中的水分、二氧化碳等，保证后面工艺的正常运行。

分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。分子筛纯化器无论是在小型还是大型空分设备上的作用都是净化空气，分子筛可以吸附空气当中水、二氧化碳、乙炔、以及各种碳氢化合物。

空气纯化系统由分子筛吸附器、电加热器、切换阀门、控制系统组成。两只分子筛吸附器起到吸附空气中的水分、二氧化碳和一些碳氢化合物的作用，且两只分子筛吸附器一只工作，一只被用于加热的污氮气再生。

然而，现有的空气型纯化器装置的控制柜的PLC控制程序是固定的，也没有直观显示纯化器工作状态的显示屏。这样既不能实时知晓污氮气排放压力、流量，也不能手动对相应的加热器和切换阀门进行控制，只能依赖PLC已经设定好的程序进行运行纯化器，这样，纯化器就难以在多种不同工况下有效工作。现有的一种空气型纯化器装置在开放阀门时采用一次性全部开放的方法，在不能对阀门手动调节时，会导致生产中吸附桶和加热器的压力不稳定，产品的纯度不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气型纯化器装置的控制柜装置及其控制方法，通过直观显示当前纯化器的运行状态，对两个吸附桶的压力、电加热器的压力、12个阀门的工作状态、再生气流量和加热温度的操作和监控，实现自动或手动对相应的加热器和切换阀门进行控制。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一方面，本发明提供一种空气型纯化器装置的控制柜装置，包括：两个分子筛吸附桶，一加热器，一流量计，一再生气入口，一放空阀门，两个温度感应元件，第一阀门组，第二阀门组和以PLC为主体的控制系统；所述第一阀门组和所述第二阀门组均分别通过管道与两个所述吸附桶连接；所述加热器通过管道与所述第一阀门组和所述再生气入口相连接，且所述加热器和所述再生气入口相连的管道上开设一具有所述放空阀门的支管。

优选的，所述流量计位于所述加热器与所述支管之间的管道上。

优选的，所述温度感应元件数量为两个，一所述温度感应元件位于所述加热器与所述第一阀门组连通的管道上，另一所述温度感应元件位于所述第二阀门组出气管道上。

优选的，所述第一阀门组包括切换阀门。

优选的，所述第一阀门组包括出气口。

优选的，所述第二阀门组包括切换阀门。

优选的，所述第二阀门组包括进气口。

优选的，所述控制系统包括PLC，加热选择开关，阀门控制开关，LC流程板和操作面板。

优选的，所述控制系统的所述PLC输入接口与所述吸附桶，所述加热器，所述流量计，所述再生气入口，所述放空阀门，所述温度感应元件，所述第一阀门组，所述第二阀门组相连接。

优选的，所述控制系统的所述操作面板实现对两个吸附桶的压力，电加热器的压力，12个阀门的工作状态，再生气流量和加热温度的操作和监控。

优选的，所述切换阀门及所述放空阀门均由所述控制系统控制自动开关，或由根据用户控制所述阀门控制开关手动控制。

优选的，所述控制系统能与主系统进行通讯，通过所述主系统的DSC实现远程及就地的操作与监控。

另一方面，本发明还提供一种如上述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，包括下列步骤：

第一步：第一阀门工作，对源料气杂质进行吸附；第二阀门泄压；第二阀门通过第七阀门把工作时残留的压力进行缺载，为加热做准备；再生气通过放空阀门进行放空；

第二步：吸附桶工作，对源料气杂质进行吸附；另一吸附桶加热；关闭放空阀门，打开第三阀门和第五阀门，再生气经过加热器再通过第三阀门和第五阀门，进出第二阀门对其进行反吹再生，吹除其吸附的杂质；

第三步：吸附桶工作，对源料气杂质进行吸附；第二阀门冷吹；当出温度感应元件测得气体出纯化器温度到达设定温度时，关闭加热器，放空阀门、第三阀门和第五阀门保持打开，再生气经过加热器再通过第三阀门和第五阀门，进出另一吸附桶对其进行冷吹，使其达到常温以便下次使用；

第四步：吸附桶工作，对源料气杂质进行吸符；另一吸附桶均压；当冷吹时间到，冷吹结束，关闭第三阀门和第五阀门，打开放空阀门把再生气直接放空掉，打开第四阀门使一吸附桶的压力缓缓进入另一吸附桶，对其进行充气均压，使其两个桶的压力达到平衡；

第五步：两个吸附桶同时工作，进行切换工作；两个桶同时工作一分钟后，关闭第一阀门和第八阀门，切阀到另一吸附桶工作，打第六开阀门，对吸附桶进行泄压，接下来如同上面所述一样，反过来对一吸附桶进行加热、冷吹、均压、切换工作。

相对于现有技术，本发明的技术方案的优点是：

本发明的优点通过控制系统的LC流程板直观显示当前纯化器的运行状态，通过操作面板实现对两个吸附桶的压力、电加热器的压力、12个阀门的工作状态、再生气流量和加热温度的操作和监控，并能实现自动或手动对相应的加热器和切换阀门进行控制。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明所提供的一种空气型纯化器装置的控制柜装置的功能机构框图。

其中，1是吸附桶，2是一加热器，3是一流量计，4是再生气入口，5是放空阀门，6是温度感应元件，7是第一阀门组，8是第二阀门组，11～21是切换阀门，22是出气口，23是进气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

如图1中所示的一种空气型纯化器装置的控制柜装置，包括：两个分子筛吸附桶1，一加热器2，一流量计3，一再生气入口4，一放空阀门5，两个温度感应元件6，第一阀门组7，第二阀门组8和以PLC为主体的控制系统；第一阀门组7和第二阀门组8均分别通过管道与两个吸附桶1连接；加热器2通过管道与第一阀门组7和再生气入口4相连接，且加热器和再生气入口相连的管道上开设一具有放空阀门5的支管。

在本发明的实施例中，优选流量计3位于加热器2与支管之间的管道上。

在本发明的实施例中，优选温度感应元件6数量为两个，一温度感应元件6位于加热器2与第一阀门组7连通的管道上，另一温度感应元件6位于第二阀门组8出气管道上。

在本发明的实施例中，优选第一阀门组7包括第一阀门11、第二阀门12、第九阀门13、第三阀门14以及第四阀门15，其中，第一阀门11、第二阀门12为工作阀门，第九阀门13、第三阀门14为再生阀门，第四阀门15均压阀门。

在本发明的实施例中，优选第一阀门组7包括出气口22。

在本发明的实施例中，优选第二阀门组8包括第五阀门16、第六阀门17、第七阀门18、第八阀门20、第十阀门19以及第十一阀门21；其中，第五阀门16、第六阀门17为再生阀门，第七阀门18、第十阀门19为泄压阀们，第八阀门20、第十一阀门21为工作阀门。

在本发明的实施例中，优选第二阀门组8包括进气口23。

在本发明的实施例中，优选控制系统包括PLC，加热选择开关，阀门控制开关，LC流程板和操作面板。

在本发明的实施例中，优选控制系统的所述PLC输入接口与所述吸附桶(1，加热器2，流量计3，所述再生气入口4，放空阀门5，温度感应元件6，第一阀门组7，第二阀门组8相连接。

在本发明的实施例中，优选控制系统的操作面板实现对两个吸附桶的压力，电加热器的压力，12个阀门的工作状态，再生气流量和加热温度的操作和监控。

在本发明的实施例中，优选控制系统具有的LC流程板直观显示当前纯化器的运行状态。

在本发明的实施例中，优选第一阀门11、第二阀门12、第九阀门13、第三阀门14、第四阀门15、第五阀门16、第六阀门17、第七阀门18、第八阀门20、第十阀门19、第十一阀门21及放空阀门5均由控制系统控制自动开关，或由根据用户控制阀门控制开关手动控制。

在本发明的实施例中，优选控制系统能与主系统进行通讯，通过主系统的DSC实现远程及就地的操作与监控。

优选的，本发明还提供一种控制方法：

第一步：第一阀门11工作，对源料气杂质进行吸附；第二阀门12泄压；第二阀门12通过第七阀门19把工作时残留的压力进行缺载，为加热做准备；再生气通过放空阀门5进行放空。

第二步：一吸附桶1工作，对源料气杂质进行吸附；另一吸附桶1加热；关闭放空阀门5，打开第三阀门14和第五阀门17，再生气经过加热器再通过第三阀门14和第五阀门17，进出第二阀门12对其进行反吹再生，吹除其吸附的杂质。

第三步：一吸附桶1工作，对源料气杂质进行吸附；第二阀门12冷吹；当出温度感应元件6测得气体出纯化器温度到达设定温度时，例如100℃，关闭加热器，放空阀门5、第三阀门14和第五阀门17保持打开，再生气经过加热器再通过阀门第三14和第五阀门17，进出另一吸附桶1对其进行冷吹，使其达到常温以便下次使用。

第四步：一吸附桶1工作，对源料气杂质进行吸符；另一吸附桶1均压；当冷吹时间到，冷吹结束，关闭第三阀门14和第五阀门17，打开放空阀门5把再生气直接放空掉，打开第四阀门15使一吸附桶1的压力缓缓进入另一吸附桶1，对其进行充气均压，使其两个桶的压力达到平衡。

第五步：两个吸附桶1同时工作，进行切换工作；两个桶同时工作一分钟后，关闭第一阀门11和第八阀门20，切阀到另一吸附桶1工作，打开第六阀门18，对一吸附桶1进行泄压，接下来如同上面所述一样，反过来对一吸附桶1进行加热、冷吹、均压、切换工作。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其中，所述空气型纯化器装置的控制柜装置，包括：两个分子筛吸附桶(1)，一加热器(2)，一流量计(3)，一再生气入口(4)，一放空阀门(5)，温度感应元件(6)，第一阀门组(7)，第二阀门组(8)和以PLC为主体的控制系统；所述第一阀门组(7)和所述第二阀门组(8)均分别通过管道与两个所述吸附桶(1)连接；所述加热器(2)通过管道与所述第一阀门组(7)和所述再生气入口(4)相连接，且所述加热器(2)和所述再生气入口(4)相连的管道上开设一具有所述放空阀门(5)的支管；所述温度感应元件(6)数量为两个，一所述温度感应元件(6)位于所述加热器(2)与所述第一阀门组(7)连通的管道上，另一所述温度感应元件(6)位于所述第二阀门组(8)出气管道上；所述第一阀门组包括切换阀门I(11～15)；所述第二阀门组包括切换阀门II(16～21)；

其特征在于，所述空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法包括下列步骤：

第一步：第一阀门(11)工作，对源料气杂质进行吸附；第二阀门(12)泄压；第二阀门(12)通过第七阀门(19)把工作时残留的压力进行缺载，为加热做准备；再生气通过放空阀门(5)进行放空；

第二步：吸附桶(1)工作，对源料气杂质进行吸附；另一吸附桶(1)加热；关闭放空阀门(5)，打开第三阀门(14)和第五阀门(17)，再生气经过加热器再通过第三阀门(14)和第五阀门(17)，进出第二阀门(12)对其进行反吹再生，吹除其吸附的杂质；

第三步：吸附桶(1)工作，对源料气杂质进行吸附；第二阀门(12)冷吹；当出温度感应元件(6)测得气体出纯化器温度到达设定温度时，关闭加热器，放空阀门(5)、第三阀门(14)和第五阀门(17)保持打开，再生气经过加热器再通过第三阀门(14)和第五阀门(17)，进出另一吸附桶(1)对其进行冷吹，使其达到常温以便下次使用；

第四步：吸附桶(1)工作，对源料气杂质进行吸符；另一吸附桶(1)均压；当冷吹时间到，冷吹结束，关闭第三阀门(14)和第五阀门(17)，打开放空阀门(5)把再生气直接放空掉，打开阀门第四(15)使一吸附桶(1)的压力缓缓进入另一吸附桶(1)，对其进行充气均压，使其两个桶的压力达到平衡；

第五步：两个吸附桶(1)同时工作，进行切换工作；两个桶同时工作一分钟后，关闭第一阀门(11)和第八阀门(20)，切阀到另一吸附桶(1)工作，打开阀门第六(18)，对吸附桶(1)进行泄压，接下来如同上面所述一样，反过来对一吸附桶1进行加热、冷吹、均压、切换工作。

2.如权利要求1所述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其特征在于，所述流量计(3)位于所述加热器(2)与所述支管之间的管道上。

3.如权利要求1所述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其特征在于，所述第一阀门组包括出气口(22)。

4.如权利要求1所述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其特征在于，所述第二阀门组包括进气口(23)。

5.如权利要求1所述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其特征在于，所述控制系统包括PLC，加热选择开关，阀门控制开关，LC流程板和操作面板。

6.如权利要求1所述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其特征在于，所述控制系统的所述PLC输入接口与所述吸附桶(1)，所述加热器(2)，所述流量计(3)，所述再生气入口(4)，所述放空阀门(5)，所述温度感应元件(6)，所述第一阀门组(7)，所述第二阀门组(8)相连接。

7.如权利要求5所述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其特征在于，所述控制系统的所述操作面板实现对两所述吸附桶的压力，电加热器的压力，所述切换阀门I(11～15)和所述切换阀门II(16～21)及所述放空阀门(5)的工作状态，再生气流量和加热温度的操作和监控。

8.如权利要求7所述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其特征在于，所述切换阀门I(11～15)和所述切换阀门II(16～21)及所述放空阀门(5)均由所述控制系统控制自动开关，或由根据用户控制所述阀门控制开关手动控制。

9.如权利要求1所述的空气型纯化器装置的控制柜装置的控制方法，其特征在于，所述控制系统能与主系统进行通讯，通过所述主系统的DSC实现远程及就地的操作与监控。