CN212396302U - 一种智能启停式变压吸附制氢系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能启停式变压吸附制氢系统，解决现有技术启停时操作繁琐复杂导致启停时间长的技术问题。本实用新型包括原料气输送管、吸附塔组、逆放降压管、冲洗出管、产品气外输管、一均及终充程控阀管线、均压程控阀管线、顺放冲洗程控阀管线、终充管线、终充调节阀HV101、放空管线、产品气放空调节阀PV101、可调式程控阀HV102、可调式程控阀HV103、程控阀KV102、程控阀KV101、以及用于控制制氢系统运行的控制系统。本实用新型可实现系统智能启停并利用本身生产的氢气为系统保压，省去氮气置换步骤和置换氮气，变压吸附制氢系统开车后产品氢气可以快速合格。

Description

一种智能启停式变压吸附制氢系统

技术领域

本实用新型属于变压吸附气体分离技术领域，具体涉及一种智能启停式变压吸附制氢系统。

背景技术

变压吸附制氢技术是利用吸附剂对非氢气杂质的吸附容量大于氢气的吸附容量，并且吸附容量随着压力的升高而升高，随着压力的降低而降低的特性完成氢气的提纯。变压吸附制氢技术已经广泛应用于冶金、化工、能源等各种领域。变压吸附提纯氢气分离过程没有温度的变化，在常温下即可完成，氢气纯度高，操作简便，是目前应用最广泛的氢气提纯方法。

变压吸附制氢的应用场景一般要求装置连续运行时间尽量长，开停车时间尽量短，因此，变压吸附的吸附剂和程控阀门的配置都能够满足装置长期运行的要求。石化装置的检修周期在3～5年，并且一般的变压吸附制氢装置仅在检修期间进行开停车操作。

变压吸附制氢的吸附剂在停车期间容易被污染而受损，影响下次开车时装置的分离效果，因此，变压吸附装置在停车后需要泄压，然后用氮气进行置换，置换后再用氮气保压。一般的变压吸附装置有4～12个吸附塔，每个吸附塔完成泄压后依次进行氮气置换及充压操作，过程繁琐，费时较长，而且手动操作比较多。对于某些需要经常停车的变压吸附制氢装置来说，如为生产质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气的变压吸附制氢装置，由于夜间无加氢需求，氢气需求主要集中在白天，提供氢源的变压吸附装置需要白天开车，晚上停车，甚至在一些地区由于氢气需求量比较小，一天的氢气产量可以满足几天的用量，需要变压吸附制氢装置经常启停。如果采用传统的变压吸附装置启停方法，每次启停车费时长，操作复杂。

因此，设计一种智能启停式变压吸附制氢系统，将原本启停操作时需要手动操作的过程，转化为程序自动判断和执行的过程，实现变压吸附制氢装置的智能启停，并利用装置本身生产的氢气为装置保压，省去氮气置换步骤和置换氮气，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种智能启停式变压吸附制氢系统，解决现有技术启停时操作繁琐复杂导致启停时间长的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能启停式变压吸附制氢系统，包括原料气输送管、吸附塔组、逆放降压管、冲洗出管、产品气外输管、一均及终充程控阀管线、均压程控阀管线、顺放冲洗程控阀管线、以及用于控制制氢系统运行的控制系统，一均及终充程控阀管线和产品气外输管之间连接有终充管线，终充管线上设有终充调节阀HV101，产品气外输管上连接有放空管线，放空管线上设有产品气放空调节阀PV101，原料气输送管上设有可调式程控阀HV102，逆放降压管上设有可调式程控阀HV103，冲洗出管上设有程控阀KV102，产品气外输管上设有程控阀KV101。

进一步地，控制系统分别与终充调节阀HV101、产品气放空调节阀PV101、可调式程控阀HV102、可调式程控阀HV103、程控阀KV102和程控阀KV101连接。

进一步地，吸附塔组设有用于检测吸附塔内气体压力的压力检测仪表。

进一步地，原料气输送管上设有与控制系统连接的原料气流量计FQ101。

进一步地，产品气外输管与吸附塔组之间设有与控制系统连接的产品气程控阀。

进一步地，原料气输送管与吸附塔组之间设有与控制系统连接的原料气程控阀。

进一步地，吸附塔组和逆放降压管之间设有逆放降压程控阀管线。

进一步地，吸附塔组和冲洗出管之间设有冲洗出程控阀管线。

进一步地，产品气外输管上设有与控制系统连接的产品气质量在线检测仪表R101。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，将原本启停操作时需要手动操作的过程，转化为控制系统自动判断和执行的过程，实现变压吸附制氢系统的智能启停，并利用变压吸附制氢系统本身生产的氢气为系统保压，省去氮气置换步骤和置换氮气，变压吸附制氢系统开车后产品氢气可以快速合格，其可有效解决现有技术启停时操作繁琐复杂导致启停时间长的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型变压吸附制氢系统的系统框图。

图2为本实用新型实例中8塔变压吸附制氢系统的系统框图。

图3为本实用新型实例中10塔变压吸附制氢系统的系统框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供的一种智能启停式变压吸附制氢系统，包括原料气输送管、吸附塔组、逆放降压管、冲洗出管、产品气外输管、一均及终充程控阀管线、均压程控阀管线、顺放冲洗程控阀管线、以及用于控制制氢系统运行的控制系统，一均及终充程控阀管线和产品气外输管之间连接有终充管线，终充管线上设有终充调节阀HV101，产品气外输管上连接有放空管线，放空管线上设有产品气放空调节阀PV101，原料气输送管上设有可调式程控阀HV102，逆放降压管上设有可调式程控阀HV103，冲洗出管上设有程控阀KV102，产品气外输管上设有程控阀KV101。控制系统分别与终充调节阀HV101、产品气放空调节阀PV101、可调式程控阀HV102、可调式程控阀HV103、程控阀KV102和程控阀KV101连接。

本实用新型变压吸附制氢系统吸附塔组设有每个吸附塔的压力检测仪表，原料气输送管上设有与控制系统连接的原料气流量计FQ101。产品气外输管与吸附塔组之间设有与控制系统连接的产品气程控阀。产品气外输管上设有与控制系统连接的产品气质量在线检测仪表R101。原料气输送管与吸附塔组之间设有与控制系统连接的原料气程控阀。吸附塔组和逆放降压管之间设有逆放降压程控阀管线。吸附塔组和冲洗出管之间设有冲洗出程控阀管线。

本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，将原本启停操作时需要手动操作的过程，转化为控制系统自动判断和执行的过程，实现变压吸附制氢系统的智能启停，并利用变压吸附制氢系统本身生产的氢气为系统保压，省去氮气置换步骤和置换氮气，变压吸附制氢系统开车后产品氢气可以快速合格，可有效解决现有技术启停时操作繁琐复杂导致启停时间长的技术问题。

本实用新型还提供了一种智能启停式变压吸附制氢系统的停车方法，包括以下步骤：

步骤1、吸附剂再生：控制系统首先控制可调式程控阀HV102和程控阀KV101关闭，再将下一分周期时间改为半负荷运行时的时间继续运行，直至吸附塔组中每个吸附塔完成冲洗时停止；

步骤2、吸附塔组均压：吸附塔组完成吸附塔再生后，控制系统检测处于吸附步骤及终充步骤(或第一均压升步骤和第一均压降步骤)的吸附塔，并将上述步骤吸附塔对应的一均阀门打开进行均压，均压完成后关闭相应一均阀门并打开上述步骤吸附塔对应的产品气程控阀及终充调节阀；

步骤3、吸附塔组充压：控制系统检测处于需要升压步骤即顺放步骤(如果顺放步骤还未结束，则处于顺放步骤的吸附塔不用升压)、逆放步骤和冲洗步骤的吸附塔，并将上述吸附塔对应的终充程控阀打开以对其升压，当其压力上升至设定值时关闭对应终充程控阀，直至所有处于需要升压步骤的吸附塔内压力全部达到或超过设定值，控制系统控制终充调节阀HV101和所有程控阀关闭，系统自动停车即完成。

其中，在所述步骤2中，处于吸附步骤及终充步骤(或第一均压升步骤和第一均压降步骤)吸附塔在打开均压阀进行均压时，其均压时间为1分钟；优选地，在所述步骤2中，打开充压调节阀时其开度设置为10％；更优选地，在所述步骤3中，处于需要升压步骤的吸附塔升压的设定值为0.20MPaG。

本实用新型还提供了一种智能启停式变压吸附制氢系统的启动方法，包括以下步骤：

步骤A、自动泄压：控制系统将变压吸附制氢系统在停机时所检测到处于需要升压步骤的吸附塔所对应的逆放降压程控阀打开，将可调式程控阀HV103打开至设定开度以开始泄压，当其压力降至再生压力时，关闭逆放降压程控阀，将可调式程控阀HV103改为全开并打开程控阀KV102；

步骤B、自动升压：完成步骤A自动泄压步骤后，控制系统控制变压吸附制氢系统转入正常运行时的阀门切换，同时打开可调式程控阀HV102，直至吸附塔内压力达到原料气的压力；

步骤C、自动运转：完成步骤B自动升压步骤后，打开产品气放空调节阀PV101以放空产品气，直至产品氢气达到指标要求，关闭产品气放空调节阀PV101，打开产品气外输管上的产品气程控阀以向外输出合格产品氢气。

其中，在所述步骤A中，设定开度为15％；优选地，在所述步骤B中，控制系统控制变压吸附制氢系统转入正常运行时的阀门切换时，变压吸附制氢系统的分周期时间保持半负荷时的分周期时间；更优选地，在所述步骤B中，打开可调式程控阀HV102后，可调式程控阀HV102需在30s内从零开度逐渐开启至10％；进一步优选地，在所述步骤B中，打开可调式程控阀HV102后，需根据原料气流量计FQ101控制原料气流量在30％。

本实用新型目的在于通过对现有变压吸附制氢系统的改进实现变压吸附制氢系统智能一键启停。主要为在变压吸附制氢系统的原料气输送管和逆放降压管分别设置可调式程控阀，即具有调节功能的切断阀，在产品气外输管和冲洗出管上增加程控阀。

自动停车主要包括吸附剂再生和吸附塔充压过程，具体步骤如下：

1)吸附剂再生

当变压吸附制氢系统需要停车时，点击控制系统操作屏幕上一键停车按钮，控制系统首先关闭原料气输送管上的可调式程控阀HV102和产品气外输管上的程控阀KV101，将变压吸附系统与原料气、产品气隔离，即系统不再进入原料气，不再产出产品气；运行到下一分周期的第1步时，控制系统标记刚刚转入吸附步骤的吸附塔编号为“N”(N＝该吸附塔的序号)，控制系统自动将分周期时间改为半负荷运行时的时间继续运行，直至编号为“N-1”(如果N＝1，则定义N-1＝吸附塔的最大编号)的吸附塔运行至冲洗结束时停止，至此，所有的吸附塔已经再生且未进原料气，即每个吸附塔都是经过再生的“清洁”吸附塔；吸附塔内都是氢气。

2)吸附塔充压

完成吸附塔再生后，控制系统检测处于吸附步骤及终充步骤(或第一均压升步骤和第一均压降步骤)的吸附塔，将上述吸附塔编号标记为“M”，打开“M”吸附塔对应的一均阀门，进行均压，经1分钟后关闭“M”吸附塔对应的一均阀门；随后打开“M”塔对应的产品气程控阀，同时打开终充调节阀，将调节阀的开度设置为10％。

控制系统检测处于需要升压步骤即顺放步骤(如果顺放步骤还未结束，则处于顺放步骤的吸附塔不用泄压，对应的吸附塔不做标记)、逆放步骤和冲洗步骤的吸附塔，将其编号标记为“P”，打开“P”吸附塔对应的终充程控阀，对低压的吸附塔即“P”吸附塔升压，当“P”吸附塔的压力大于等于0.20MPaG时关闭对应的终充程控阀，直至所有的“P”吸附塔的压力全部达到0.20MPaG，关闭终充调节阀HV101和所有的程控阀。

至此，所有的吸附塔的压力均处于0.20MPaG以上，并且每个吸附塔都是“干净”的吸附塔，变压吸附系统完成自动停车步骤。

变压吸附提纯氢气系统自动启动包含自动泄压、自动升压、自动运转三个过程，具体步骤如下：

1)自动泄压

当变压吸附制氢装统需要启动时，点击控制系统操作屏幕上一键开车按钮，控制系统将打开“P”吸附塔对应的逆放降压程控阀和可调式程控阀HV103，并将HV103的开度设为15％；此时“P”吸附塔开始泄压，当“P”吸附塔的压力降低至再生压力时，关闭“P”吸附塔的逆放降压程控阀，直至所有的“P”吸附塔的逆放降压程控阀关闭，完成吸附塔自动泄压。逆放降压管上的可调式程控阀HV103开度改为全开，并打开冲洗出管上的程控阀KV102。

2)自动升压

完成自动泄压步骤后，变压吸附制氢系统的运行转入正常运行时的阀门切换，并且系统的分周期时间保持停车时的分周期时间，即半负荷时的分周期时间，同时打开原料气输送管上的可调式程控阀HV102，且该可调式程控阀HV102在30s内从零开度逐渐开启至10％，并根据原料气输送管上原料气流量计FQ101控制原料气流量在30％。由于产品气外输管上的程控阀KV101处于关闭状态，没有产品气输出，因此，随着系统的运转，系统内处于吸附状态的吸附塔的压力逐步升高，直至达到原料气的压力。

3)自动运转

完成自动升压步骤后，即处于吸附状态的吸附塔内压力达到原料气压力时，打开产品气放空调节阀PV101，将产品气放空，直至产品气质量在线检测仪表R101的反馈值达到产品氢气的指标要求，此时，关闭产品气放空调节阀PV101，打开产品气外输管上的程控阀，合格的产品氢气向外输出。

至此，控制系统完成变压吸附制氢系统的自动启动，此后变压吸附制氢系统的运行根据需要调整系统的负荷及运行参数。

为了使本领域技术人员能够更好地理解本实用新型技术方案，现特提供以下实例进行详细阐述。

如图2所示，为具有智能启停车系统的8塔变压吸附制氢系统，原料气组成：H₂:N₂:CH₄＝80:4:16，原料气压力：2.5MPaG，产品气压力：2.45MPaG，产品氢气纯度99.9％(mol/mol)，解吸压力0.02MPaG，采用8-1-4/P工艺，即1塔吸附，4次均压，冲洗再生的工艺流程，时序如表1所示。

原料气输送管上有可调式程控阀HV102，逆放降压管上有可调式程控阀HV103，产品气外输管上有程控阀KV101，冲洗出管上有程控阀KV102，放空管线上设有产品气放空调节阀PV101，终充管线上设有终充调节阀HV101，原料气输送管上设有原料气流量计FQ101，产品气外输管上设有与控制系统连接的产品气质量在线检测仪表R101。

自动停车过程如下：

1)吸附塔再生

当变压吸附制氢系统需要停车时，点击控制系统操作屏幕上一键停车按钮，控制系统首先关闭原料气输送管上的可调式程控阀HV102和产品气外输管上的程控阀KV101，将变压吸附系统与原料气、产品气隔离，即系统不再进入原料气，不再产出产品气；运行到下一分周期的第1步时，本实例假定处于第2个分周期的第1步，控制系统标记刚刚转入吸附步骤的吸附塔编号为“N”(N＝该吸附塔的序号)，即第2个吸附塔为“N”，此时吸附塔2、3、4已经完成再生，未进入原料气，吸附塔内的气体来自其均压气和终充的气体，均为氢气；控制系统自动将分周期时间改为半负荷运行时的时间继续运行，直至编号为“N-1”(如果N＝1，则定义N-1＝8)的吸附塔运行至冲洗结束时停止，即运行至第6分周期第1步结束时刻(该实例在任意时刻停车均在分周期的第1步结束时完成吸附塔再生)，关闭所有程控阀门，至此，所有的吸附塔已经再生且未进原料气，即每个吸附塔都是经过再生的“清洁”吸附塔；吸附塔内都是氢气。

2)吸附塔充压

完成吸附塔再生后，控制系统检测处于吸附步骤、第一均压升步骤和第一均压降步骤的吸附塔，将吸附塔编号标记为“M”，本实例中5塔、6塔和7塔为“M”塔；打开“M”吸附塔对应的一均阀门，进行均压，经1分钟后关闭“M”吸附塔对应的一均阀门；随后打开“M”塔对应的产品气程控阀，同时打开终充调节阀，将调节阀的开度设置为10％；

控制系统检测处于需要升压步骤即逆放步骤和冲洗步骤的吸附塔(本实例中任意分周期第1步结束时刻顺放均未结束)，将其编号标记为“P”，本实例中1塔和2塔为“P”塔，打开“P”吸附塔对应的终充程控阀，对低压的吸附塔即“P”吸附塔升压，当“P”吸附塔的压力大于等于0.20MPaG(判断依据为|P_p-0.20MPa|≤0.02MPa，即“P”吸附塔的压力达到0.20MPa±0.02MPa)时关闭对应的终充程控阀，直至所有的“P”吸附塔的压力全部达到0.20MPaG，关闭终充调节阀HV101和所有的程控阀。

至此，所有的吸附塔的压力均处于0.20MPaG以上，并且每个吸附塔都是“干净”的吸附塔，变压吸附系统完成自动停车步骤。

自动启动过程如下：

自动启动包含自动泄压、自动升压、自动运转三个过程，具体步骤如下：

1)自动泄压

当变压吸附提纯氢气系统需要启动时，点击控制系统操作屏幕上一键开车按钮，控制系统将打开“P”吸附塔对应的逆放降压程控阀和可调式程控阀HV103，并将其开度设为15％；此时“P”吸附塔开始泄压，当“P”吸附塔的压力降低至0.02MPaG(判断依据为|P_p-0.02MPa|≤0.02MPa，即“P”吸附塔的压力达到0.02MPa±0.02MPa)时，关闭“P”吸附塔的逆放降压程控阀，直至所有的“P”吸附塔的逆放降压程控阀关闭，完成吸附塔自动泄压。可调式程控阀HV103开度改为全开，打开冲洗出管上的程控阀KV102。

2)自动升压

完成自动泄压步骤后，变压吸附制氢系统的运行转入正常运行时的阀门切换，并且系统的分周期时间保持停车时的分周期时间，即半负荷时的分周期时间，同时打开原料气输送管上的可调式程控阀HV102，且该程控阀在30s内从零开度逐渐开启至10％，并根据原料气流量计FQ101控制原料气流量在30％。由于产品气外输管上的程控阀KV101处于关闭状态，没有产品气输出，因此，随着系统的运转系统内处于吸附状态的吸附塔的压力逐步升高，直至达到原料气的压力(判断依据为|P_A-2.5MPa|≤0.03MPa，即吸附压力达到2.5MPa±0.03MPa)。

3)自动运转

完成自动升压步骤后，即处于吸附状态的吸附塔内压力达到原料气压力时，打开产品气放空调节阀PV101，将产品气放空，直至产品气质量在线检测仪表R101的反馈值达到产品氢气的指标要求，本实例中氢气纯度≥99.9％(mol/mol)，此时，关闭产品气放空调节阀PV101，打开产品气外输管上的程控阀，合格的产品氢气向外输出。

至此，控制系统完成变压吸附制氢系统的自动启动，此后变压吸附制氢系统的运行根据需要调整系统的负荷及运行参数。

表1： 8-1-4/P时序表

注：A：吸附步骤，1D：第一均压降步骤，2D：第二均压降步骤，3D：第三均压降步骤，4D：第四均压降步骤，PP：顺放步骤，D：逆放步骤，P：冲洗步骤，4R：第四均压升步骤，3R：第三均压升步骤，2R：第二均压升步骤，1R：第一均压升步骤，FR：终充步骤。

如图3所示，具有自动启停车系统的10塔变压吸附制氢系统，原料气组成：H₂:N₂:CH₄:CO:CO₂＝72:10:8:2:8，原料气压力：2.5MPaG，产品气压力：2.45MPaG，产品氢气纯度99.9％(mol/mol)，CO+CO₂≤10ppmv，解吸压力0.02MPaG，采用10-2-4/P工艺，即2塔吸附、4次均压、冲洗再生的工艺流程，时序如表2所示。

原料气输送管上有可调式程控阀HV102，逆放降压管上有可调式程控阀HV103，产品气外输管上有程控阀KV101，冲洗出管上有程控阀KV102，放空管线上设有产品气放空调节阀PV101，终充管线上设有终充调节阀HV101，原料气输送管上设有原料气流量计FQ101，产品气外输管上设有与控制系统连接的产品气质量在线检测仪表R101。

自动停车过程如下：

1)吸附塔再生

当变压吸附提纯氢气系统需要停车时，点击控制系统操作屏幕上一键停车按钮，控制系统首先关闭原料气输送管上的可调式程控阀HV102和产品气外输管上的程控阀KV101，将变压吸附系统与原料气、产品气隔离，即系统不再进入原料气，不再产出产品气；运行到下一分周期的第1步时，本实例假定处于第3个分周期的第1步，控制系统标记刚刚转入吸附步骤的吸附塔编号为“N”(N＝该吸附塔的序号)，本实例第3个吸附塔为“N”，此时吸附塔3、4、5已经完成再生，未进入原料气，吸附塔内的气体来自其均压气和终充的气体，均为氢气；控制系统自动将分周期时间改为半负荷运行时的时间继续运行，直至编号为“N-1”(如果N＝1，则定义N-1＝10)的吸附塔运行至冲洗步骤结束时刻停止，本实例中为第9分周期第1步结束时刻(该实例在任意时刻停车均在分周期的第1步结束时完成吸附塔再生)，关闭所有程控阀门，至此，所有的吸附塔已经再生且未进原料气，即每个吸附塔都是经过再生的“清洁”吸附塔；吸附塔内都是氢气。

2)吸附塔充压

完成吸附塔再生后，控制系统检测处于吸附步骤、第一均压升步骤和第一均压降步骤的吸附塔，将吸附塔编号标记为“M”，本实例中7塔、8塔、9塔、10塔为“M”塔；打开“M”吸附塔对应的一均阀门，进行均压，经1分钟后关闭“M”吸附塔对应的一均阀门；随后打开“M”塔对应的产品气程控阀，同时打开充压调节阀，将充压调节阀的开度设置为10％；

控制系统检测处于需要升压步骤即逆放步骤和冲洗步骤的吸附塔(本实例中任意分周期第1步结束时刻顺放均未结束)，将其编号标记为“P”，本实例中2塔、3塔和4塔为“P”塔，打开“P”吸附塔对应的终充程控阀，对低压的吸附塔即“P”吸附塔升压，当“P”吸附塔的压力大于等于0.20MPaG(判断依据为|P_p-0.20MPa|≤0.02MPa即“P”吸附塔的压力达到0.20MPa±0.02MPa)时关闭对应的终充程控阀，直至所有的“P”吸附塔的压力全部达到0.20MPaG，关闭终充调节阀HV101和所有的程控阀。

至此，所有的吸附塔的压力均处于0.20MPaG以上，并且每个吸附塔都是“干净”的吸附塔，变压吸附系统完成自动停车步骤。

自动启动过程如下：

自动启动包含自动泄压、自动升压、自动运转三个过程，具体步骤如下：

1)自动泄压

当变压吸附制氢系统需要启动时，点击控制系统操作屏幕上一键开车按钮，控制系统将打开“P”吸附塔对应的逆放降压程控阀和可调式程控阀HV103，并将其开度设为15％；此时“P”吸附塔开始泄压，当“P”的压力降低至0.02MPaG(判断依据为|P_p-0.02MPa|≤0.02MPa即“P”吸附塔的压力达到0.02MPa±0.02MPa)时，关闭“P”吸附塔的逆放降压程控阀，直至所有的“P”吸附塔的逆放降压程控阀关闭，完成吸附塔自动泄压。可调式程控阀HV103开度改为全开，打开冲洗出管上的程控阀KV102。

2)自动升压

完成自动泄压步骤后，变压吸附制氢系统的运行转入正常运行时的阀门切换，并且系统的分周期时间保持停车时的分周期时间，即半负荷时的分周期时间，同时打开原料气输送管上的可调式程控阀HV102，且该程控阀在30s内从零开度逐渐开启至10％，并根据原料气流量计FQ101控制原料气流量在30％。由于产品气外输管上的程控阀KV101处于关闭状态，没有产品气输出，因此，随着系统的运转系统内处于吸附状态的吸附塔的压力逐步升高，直至达到原料气的压力(判断依据为|P_A-2.5MPa|≤0.03MPa，即吸附压力达到2.5MPa±0.03MPa)。

3)自动运转

完成自动升压步骤后，即处于吸附状态的吸附塔内压力达到原料气压力时，打开产品气放空调节阀PV101，将产品气放空，直至产品气质量在线检测仪表R101的反馈值达到产品氢气的指标要求，本实例中氢气纯度≥99.9％(mol/mol)，CO+CO₂≤10ppmv，此时，关闭产品气放空调节阀PV101，打开产品气外输管上的程控阀，合格的产品氢气向外输出。

至此，控制系统完成变压吸附制氢系统的自动启动，此后变压吸附制氢系统的运行根据需要调整系统的负荷及运行参数。

表2： 10-2-4/P时序表

注：A：吸附步骤，1D：第一均压降步骤，2D：第二均压降步骤，3D：第三均压降步骤，4D：第四均压降步骤，PP：顺放步骤，D：逆放步骤，P：冲洗步骤，4R：第四均压升步骤，3R：第三均压升步骤，2R：第二均压升步骤，1R：第一均压升步骤，FR：终充步骤。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能启停式变压吸附制氢系统，包括原料气输送管、吸附塔组、逆放降压管、冲洗出管、产品气外输管、一均及终充程控阀管线、均压程控阀管线、顺放冲洗程控阀管线、以及用于控制制氢系统运行的控制系统，其特征在于，一均及终充程控阀管线和产品气外输管之间连接有终充管线，终充管线上设有终充调节阀HV101，产品气外输管上连接有放空管线，放空管线上设有产品气放空调节阀PV101，原料气输送管上设有可调式程控阀HV102，逆放降压管上设有可调式程控阀HV103，冲洗出管上设有程控阀KV102，产品气外输管上设有程控阀KV101。

2.根据权利要求1所述的一种智能启停式变压吸附制氢系统，其特征在于，控制系统分别与终充调节阀HV101、产品气放空调节阀PV101、可调式程控阀HV102、可调式程控阀HV103、程控阀KV102和程控阀KV101连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能启停式变压吸附制氢系统，其特征在于，吸附塔组设有用于检测吸附塔内压力的压力检测仪表。

4.根据权利要求1所述的一种智能启停式变压吸附制氢系统，其特征在于，原料气输送管上设有与控制系统连接的原料气流量计FQ101。

5.根据权利要求1所述的一种智能启停式变压吸附制氢系统，其特征在于，产品气外输管与吸附塔组之间设有与控制系统连接的产品气程控阀。

6.根据权利要求1所述的一种智能启停式变压吸附制氢系统，其特征在于，原料气输送管与吸附塔组之间设有与控制系统连接的原料气程控阀。

7.根据权利要求1所述的一种智能启停式变压吸附制氢系统，其特征在于，吸附塔组和逆放降压管之间设有逆放降压程控阀管线。

8.根据权利要求1所述的一种智能启停式变压吸附制氢系统，其特征在于，吸附塔组和冲洗出管之间设有冲洗出程控阀管线。

9.根据权利要求1所述的一种智能启停式变压吸附制氢系统，其特征在于，产品气外输管上设有与控制系统连接的产品气质量在线检测仪表R101。

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