一种空分纯化系统中可充分利用能量的再生控制装置制造方法及图纸

一种空分纯化系统中可充分利用能量的再生控制装置，包括电加热器、加热接触器、加热定时器、延时计时器和控制器，所述电加热器安装在空分设备纯化系统的再生气体管路上并通过加热接触器的常开触点与电源连接，所述加热接触器的控制线圈通过加热定时器的常开触点与电源连接，所述加热定时器的控制端通过延时计时器的常开触点接电源正极，所述延时计时器的控制端接控制器的输出端口。本实用新型专利技术利用延时计时器使电加热器推迟启动，待吸附剂从流过的再生气体中吸热并达到与再生气体相同的温度后再通过加热定时器将启动信号送到加热接触器，这样就可以在满足系统使用周期要求的同时，有效缩短电加热器的运行时间，降低电加热器能耗，避免造成电能的浪费。避免造成电能的浪费。避免造成电能的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种空分纯化系统中可充分利用能量的再生控制装置


[0001]本技术涉及一种在空气分离设备(空分设备)中的纯化系统使用的再生控制装置，属于分离


技术介绍

[0002]“纯化系统”是第六代空分设备的重要组成部分，其核心作用是：利用纯化系统中吸附剂的选择吸附特性净除原料空气中的水分(露点≤-65℃)、二氧化碳(＜1ppm)和大部分碳氢化合物。
[0003]主流空分机组纯化系统中的卧式双层床结构，由两个分子筛吸附器罐体(以下简称吸附器)组成，每个吸附器内上层装填分子筛吸附剂，下层装填活性氧化铝吸附剂(吸附原料空气中水分)。工作时原料空气在吸附器内由下至上穿过吸附剂完成水分、二氧化碳和大部分碳氢化合物的吸附清除。再生时加温污氮气由上至下穿过吸附剂完成解析再生，一般一个吸附器进行正常的吸附工作，另一个再生(包含：泄压、加温、冷吹和加压四个步骤)，两个吸附器交替使用，满足空分设备连续运行的需要。
[0004]目前，对使用老式分子筛吸附剂的吸附器进行再生时，为了满足系统使用周期方面的要求，广泛采用的方法是：吸附器泄压完毕后(吸附剂温度由于被吸附组分部分解析可降至-7℃)马上通入再生气体(污氮气)并立即启动电加热器对再生气体进行加温，然后进行冷吹，冷吹结束时吸附剂温度刚刚满足使用要求(≤25℃)，泄压、加温、冷吹时间均由控制器设定，整个再生过程基本没有富裕时间。随着新型高效分子筛吸附剂的广泛使用，纯化系统的使用周期由原来的4小时延长至6小时，若仍然采用原有的再生方法则冷吹结束后的富裕时间一般达到2小时以上，如果能够利用这些富裕时间使吸附器泄压完毕后的低温吸附剂在不启动电加热器的情况下升温，则可减少电加热器运行时间，降低设备能耗。然而现有的纯化系统均无法利用这些能量，造成了电能的无端浪费。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种空分纯化系统中可充分利用能量的再生控制装置，以降低电加热部件的能耗，避免造成电能的无端浪费。
[0006]本技术所述问题是以下述技术方案解决的：
[0007]一种空分纯化系统中可充分利用能量的再生控制装置，构成中包括电加热器、加热继电器、加热接触器、加热定时器、延时计时器、三极管、加热按钮和控制器，所述电加热器安装在空分设备纯化系统的再生气体管路上并通过加热接触器的常开触点与电源连接，所述加热接触器的控制线圈通过加热继电器的常开触点与电源连接，所述加热继电器的控制线圈通过加热定时器的常开触点与电源连接，所述加热定时器的定时电路通过延时计时器的常开触点与电源连接，所述延时计时器的延时电路通过三极管与电源连接，所述三极管的基极接控制器的输出端口，所述加热按钮的一端接控制器的输入端口，另一端通过电阻与电源连接。
[0008]上述空分纯化系统中可充分利用能量的再生控制装置，所述控制器为空分设备纯化系统的PLC控制器。
[0009]本技术在电加热器控制回路中设置了延时计时器和加热定时器，利用延时计时器使电加热器在需要时才进行启动，待吸附剂从流过的再生气体中吸热并达到与再生气体相同的温度后再通过加热定时器将启动信号送到加热接触器，再由加热接触器启动接续工序步骤，这样既有效利用了热能，又可以缩短电加热器的运行时间，降低电能消耗，避免了能源的浪费。
附图说明
[0010]下面结合附图对本技术作进一步详述。
[0011]图1是本技术在空分设备纯化系统中的连接示意图(图中细实线表示导线，粗实线为气体管路)。
[0012]图中各标号分别表示为：1、电加热器，2、冷箱，3、氮水预冷系统，4、放空消声器，FS1、第一吸附器，FS2、第二吸附器，F1～F8、第一截止阀～第八截止阀，DF1、泄压电动调节阀，U1、控制器，T1、延时计时器，T2、加热定时器，J1、加热继电器，CJ、加热接触器，AN、加热按钮，R1、电阻，Q1、三极管。
具体实施方式
[0013]参看图1，本技术包括电加热器1、控制器U1、延时计时器T1、加热定时器T2、加热继电器J1、加热接触器CJ、加热按钮AN、电阻R1和三极管Q1。本技术还包括冷箱2、氮水预冷系统3、放空消声器4、泄压电动调节阀DF1、两个吸附器(即分子筛，包括第一吸附器FS1和第二吸附器FS2)和八个截止阀(即第一截止阀F1～第八截止阀F8，当然，也可以采用电磁阀来完成自动控制)构成一个纯化系统。
[0014]纯化系统的工作过程是，通过八个截止阀实现第一吸附器FS1和第二吸附器FS2的状态切换，一个吸附器进行正常的吸附工作，另一个再生(包含：泄压、加温、冷吹和加压四个步骤)，两个吸附器交替使用，满足空分设备连续运行的需要。工作时来自氮水预冷系统3的原料空气在吸附器内由下至上穿过吸附剂完成水分、二氧化碳和大部分碳氢化合物的吸附清除，最终进入冷箱2。再生时加温污氮气由上至下穿过吸附剂完成解析再生，污氮气最后从放空消声器4放散到大气中，泄压电动调节阀DF1用于控制泄压速度。
[0015]处于再生状态的吸附器经泄压后进入加温阶段，此时再生气体(污氮气)流入吸附器，同时操作人员通过加热按钮AN输入控制信号，控制器U1输出电加热器启动信号，但由于控制电路中增加了延时计时器T1和加热定时器T2，启动信号不能直接送到加热接触器CJ的控制线圈，而是先送到延时计时器T1，延时计时器T1启动后，其常开触点并不立即闭合，而是延迟设定的时间后才闭合，在延迟时间内，12-15℃左右的再生气体(污氮气)流过吸附器，此时吸附器内吸附剂的温度由于被吸附组分部分解析而降至-7℃，于是吸附剂与再生气体进行热交换，吸附剂从再生气体中吸热。到达设定的延迟时间后，延时计时器T1的常开触点闭合，加热定时器T2得电，其常开触点闭合，使加热继电器J1和加热接触器CJ得电动作，电加热器1开始运行，到达定时时间后加热定时器T2的常开触点断开，电加热器1停止加热。
[0016]通过合理设定延时计时器T1的延迟时间和加热定时器T2的定时时间，即可以在满足系统使用周期要求的同时，有效缩短电加热器的运行时间，降低电加热器能耗，避免造成电能的浪费。
[0017]本技术中的控制器U1可采用单片机，如C8051F340系列芯片；延时计时器T1和加热定时器T2的定时时间应选择可满足300分钟的延时要求。
[0018]以某公司制氧厂15000m3/h空分设备纯化再生系统为例，改造前，泄压后的加温时间为103分钟，电加热器的运行时间为103分钟，改造后，泄压后的加温时间为228分钟，其中延迟时间为145分钟，在此期间内电加热器不工作，由再生气体给吸附剂直接供热，剩余的时间：228分钟-145分钟＝83分钟是电加热器的工作时间，可见，电加热器的加热时间减少了20分钟，能耗明显降低。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空分纯化系统中可充分利用能量的再生控制装置，其特征是，构成中包括电加热器(1)、加热继电器(J1)、加热接触器(CJ)、加热定时器(T2)、延时计时器(T1)、三极管(Q1)、加热按钮(AN)和控制器(U1)，所述电加热器(1)安装在空分设备纯化系统的再生气体管路上并通过加热接触器(CJ)的常开触点与电源连接，所述加热接触器(CJ)的控制线圈通过加热继电器(J1)的常开触点与电源连接，所述加热继电器(J1)的控制线圈通过加热定时器(T2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建国，
申请(专利权)人：河北鑫达钢铁集团有限公司，
类型：新型
国别省市：