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1、(10)申请公布号 CN 103691253 A (43)申请公布日 2014.04.02 CN 103691253 A (21)申请号 201310706579.9 (22)申请日 2013.12.20 B01D 53/02(2006.01) (71)申请人 上海加力气体有限公司 地址 201399 上海市浦东新区惠南镇治南路 2 号 (72)发明人 张宏林 任小强 薛祥龙 (74)专利代理机构 上海三方专利事务所 31127 代理人 吴干权 钱品兴 (54) 发明名称 一种有关空气分离工艺的前段预处理装置及 方法 (57) 摘要 本发明涉及空气处理技术领域， 具体是一种 有关空气分离工艺的。
2、前段预处理装置及方法， 包 括空压机、 预冷机、 水分离器、 纯化器、 冷箱、 电加 热器、 PLC 数字控制模块电路， 空压机的输入端通 过管道分别连接阀门 V1 和阀门 V3， 阀门 V3 的另 一端连接水分离器的输入端， 水分离器的输出端 与两个纯化器的输出端连接在一起， 两个纯化器 的输入端通过管道连接在一起， 两个纯化器的输 入管道上分别设有冷箱和阀门 V4 控制的电加热 器。本发明同现有技术相比， 其优点在于 ： 合理设 计纯化器中吸附剂的装填量、 再生气的流量， 并设 置智能控制系统， 在预冷机故障时自动切换到无 预冷机工况运转， 保证空分前端预处理系统不间 断正常运转。 (51。
3、)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103691253 A CN 103691253 A 1/3 页 2 1. 一种有关空气分离工艺的前段预处理装置， 包括空压机、 预冷机、 水分离器、 纯化器、 冷箱、 电加热器、 PLC 数字控制模块电路， 其特征在于所述的空压机的输入端通过管道分别 连接阀门V1和阀门V3， 阀门V3的另一端连接水分离器的输入端， 水分离器的输出端与两个 纯化器的输出端连接在一起， 两个纯化器的输入端通过管道连接在一起。
4、， 两个纯化器的输 入管道上分别设有冷箱和阀门V4控制的电加热器， 阀门V1的另一端连接预冷机输入端， 预 冷机输出端连接阀门V2一端， 阀门V2另一端连接在阀门V3至水离器输入端的管道， PLC数 字控制模块电路的信号输入端连接预冷机的信号输入端， PLC 数字控制模块电路输出控制 信号端设有五路， 第一路连接电加热器的信号输入端， 第二路连接阀门 V3 的信号输入端， 第三路连接两个纯化器的信号输入端， 第四路连接阀门 V1 的信号输入端， 第五路连接阀门 V2 的信号输入端， 通过 PLC 数字控制模块电路控制预冷机的运行及停止信号来改变纯化器 的吸附时间、 预冷机进出口阀门开关V1再生。
5、气的流量控制阀门V4的大小， 纯化器电加热器 的投有数量以达到预冷机正常运转使空压机分流的预处理系统的能耗最低， 在预冷机故障 时自动切换到无预冷机工况运转， 保证空分前端预处理系统不间断正常运转， 并可在线检 修预冷机， 维修完成后， 再自动转回有预冷机工况运转。 2. 如权利要求 1 所述的一种有关空气分离工艺的前段预处理装置， 其特征在于所述的 纯化器里设有吸附材料， 所述的吸附材料为活性氧化铝和 13X 分子筛构成。 3. 一种有关空气分离工艺的前段预处理装置的方法， 其特征在于计算纯化器中吸附剂 的装填量、 纯化器再生电加热器的配置数量和功率、 再生气的流量， 并设置智能控制系统， 。
6、利用预冷机的运行及停止信号来改变纯化器的吸附时间、 预冷机进出口阀门开关、 再生气 的流量控制阀门的大小、 纯化器电加热器的投用数量， 以达到在预冷机正常运转时使空分 预处理系统的能耗降低， 在预冷机故障时自动切换到无预冷机工况运转， 保证空分前端预 处理系统不间断正常运转， 并可在线检修预冷机， 待预冷机维修完成后， 再自动转回有预冷 机工况运转 ； a. 纯化器吸附剂活性氧化铝的装填量的工艺核算方法 ： 有预冷机工况时吸附时间按 照t1核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力P1、 预冷机出口空气温度T1、 预冷机出 口流量 Q1、 吸附时间 t1 ； 无预冷机工况时吸附时间按照 。
7、t2 核算， 主要设计参数如下 ： 空压 机出口空气压力P2、 空压机出口空气温度T2、 空压机出口流量Q2、 吸附时间t2 ； 选取两者中 较大者作为纯化器活性氧化铝的装填量 ； b. 纯化器吸附剂的 13X 分子筛装填量的工艺核算方法 ： 有预冷机工况时吸附时间按照 t1 核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度 T1、 预冷机出口 流量 Q1、 吸附时间 t1 小时 ； c. 再生气流量、 电加热器功率计算方法 ： 有预冷机工况时吸附时间按照 t1 核算， 主要 设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度 T1、 预冷机出口流量 。
8、Q1、 吸附 时间 t1， 得到再生气流量为 Q11， 再生时间电加热器功率为 M1， 将电加热器功率分成 N1， 每 份功率为M11 ； 无预冷机工况时吸附时间按照t2核算， 主要设计参数如下 ： 空压机出口空气 压力P2、 空压机出口空气温度T2、 空压机出口流量Q2、 吸附时间t2， 得到再生气流量为Q21， 电加热器功率为 M2， 将电加热器功率分成 N2， 每份功率为 M11 ； 选取 N1 和 N2 中较大者作为 电加热器的配置数量， 每个电加热器的功率为 M11 ； d. 再生时间、 冷吹时间、 均压时间、 泄压时间计算时间 ： 有预冷机工况时吸附时间按照 权 利 要 求 书 C。
9、N 103691253 A 2 2/3 页 3 t1 核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度 T1、 预冷机出口 流量 Q1、 吸附时间 t1， 得到再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均压时间 t13、 泄压时间 t14 ； 无预 冷机工况时吸附时间按照 t2 核算， 主要设计参数如下 ： 空压机出口空气压力 P2、 空压机出 口空气温度 T2、 空压机出口流量 Q2、 吸附时间 t2， 得到再生时间 t21， 冷吹时间 t22、 均压时 间 t23、 泄压时间 t24。 4. 如权利要求 3 所述的一种有关空气分离工艺的前段预处理装置的方法， 其特。
10、征在于 所述的方法还包括 ： 预冷机处于正常运转时， 纯化器按照吸附时间 T1、 再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均压时 间t13、 泄压时间t14运转， 电加热器投用N1组， 再生气流量控制在Q11 ； 在预冷机出现故障 停车时， 纯化器按照吸附时间 T2、 再生时间 t21， 冷吹时间 t22、 均压时间 t23、 泄压时间 t24 运转， 电加热器投用 N1 组， 再生气流量控制在 Q21， 预冷机进出口分别设置一个自动控制阀 V1、 V2， 预冷机设置一个旁路， 旁路上设置一个自动控制阀 V3 ； 再生气上设置一个自动控制 阀 V4。 5. 如权利要求 3 所述的一种有关空气分。
11、离工艺的前段预处理装置的方法， 其特征在于 所述的具体方法如下 ： 将制冷技术和电子技术结合在一起， 通过 PLC 数字控制模块电路， 降低预冷机的空气 温度， 该方法包括以下步骤 ： a.PLC 数字控制模块具有存储和运算功能， 模块的输入数据为预冷机的运行 / 停车信 号， 输出数据为 ： 纯化器运行时间 ： 一组吸附时间T1、 再生时间t11， 冷吹时间t12、 均压时间 t13、 泄压时间 t14， 另一组为吸附时间 T2、 再生时间 t21， 冷吹时间 t22、 均压时间 t23、 泄压 时间 t24， 电加热器投用数量一组为 N1、 另一组为 N2， 预冷机进出口控制阀 V1 和 。
12、V2 和旁路 控制阀开关数据 V3 ： 一组为进出口控制阀 V1 和 V2 全开、 旁路阀 V3 全关， 另一组为进出口 控制阀V1和V2全关、 旁路阀V3全开， 再生气V4控制开度数据一组为再生气流量Q11， 另一 组为再生气流量 Q21 ； b. 预冷机处于正常运转， 则将运行数据输入给 PLC 智能控制模块， 控制模块经过计算 后， 输出以下数据 ： 纯化器运行时间， 包括吸附时间 T1、 再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均压时 间 t13、 泄压时间 t14， 电加热器投用数量 （N1） ， 预冷机进出口控制阀 V1 和 V2 和旁路控制 阀开关 V3 数据包括进出口控制阀全开。
13、、 旁路阀全关， 再生气控制开度数据包括再生气流量 Q11， 此时空分前端预处理运行状态为 ： 预冷机进出口阀门V1和V2全开， 旁路阀V3全关， 预 冷机正常运转， 纯化器按照以下程序运转， 包括吸附时间 T1、 再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均压时间t13、 泄压时间t14， 再生气通过控制阀V4将流量控制在Q11， 再生加热器投用数量 为 N1 ； c. 预冷机处于停车状态或运行过程中突然停车， 包括故障停车或人工停车， 则将停车 数据输入给 PLC 数字控制模块， 控制模块经过计算后， 输出以下数据 ： 纯化器运行时间， 包 括吸附时间 T2、 再生时间 t21， 冷吹时间 。
14、t22、 均压时间 t23、 泄压时间 t24， 电加热器投用数 量 （N2） ， 预冷机进出口控制阀 V1 和 V2 和旁路控制阀开关 V3 数据包括进出口控制阀 V1 和 V2全关、 旁路阀V3全开， 再生气控制开度数据包括再生气流量Q21， 此时空分前端预处理运 行状态为 ： 预冷机进出口阀门全关， 旁路阀全开， 预冷机停运状态， 纯化器按照以下程序运 转， 包括吸附时间T2、 再生时间t21， 冷吹时间t22、 均压时间t23、 泄压时间t24， 再生气通过 权 利 要 求 书 CN 103691253 A 3 3/3 页 4 控制阀将流量控制在 Q21， 再生加热器投用数量为 N2。。
15、 权 利 要 求 书 CN 103691253 A 4 1/6 页 5 一种有关空气分离工艺的前段预处理装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及空气处理技术领域， 具体是一种有关空气分离工艺的前段预处理装置 及方法。 背景技术 0002 一般空分装置的由以下几个系统组成 ： 空气净化系统、 空气压缩系统、 空气预冷系 统、 空气纯化系统、 制冷系统、 换热系统、 空气精馏系统， 将空气净化系统、 空气压缩系统、 空 气预冷系统、 空气纯化系统整体称为空分前端预处理系统， 其中空气预冷系统有两种形式 ： 氮水预冷 （适用于大中型空分） 和冷水机组 （即预冷机， 适用于 4000 的空分） 。 。
16、0003 对于小型空分， 前端预处理系统的流程一般形式为 ： 空气过滤器空压机预冷 机水分离器纯化器。空气中除氮气、 氧气之外， 还含有机械杂质、 水分、 二氧化碳、 乙炔 等碳氢化合物等， 空气过滤器的作用是去除空气中的机械杂质， 预冷机的作用是实现空气 的等温压缩、 增大等温效率、 去除空气中的部分水分、 降低空气进主换热器的温度、 使纯化 条件工作在最佳状态， 按照此流程设置， 空分预处理系统的能耗最低。 0004 一般空压机出口空气温度为40度， 预冷机出口空气温度为5-10度， 空气中水含量 比空压机出口水含量大大降低， CO2含量保持不变。纯化器中装有吸附剂， 一般由活性氧化 铝和。
17、 13X 分子筛组合装填， 活性氧化铝的作用是吸附空气中的水分和少部分 CO2， 13X 分子 筛的作用是吸附空气中剩余的大部分CO2。 空分前端预处理流程中预冷机故障率较高， 一旦 预冷机出现故障， 整个空分装置就不能运行， 否则会造成水分、 二氧化碳穿透纯化器带入冷 箱， 造成换热器及精馏塔堵塞， 需要立即将空分装置整体停车， 对预冷机进行维修， 待预冷 机维修好后才能重新开车运行， 使装置的运行稳定性下降， 即使跳开预冷机运行 （即走预冷 机的旁路） ， 由于空压机出口空气温度比预冷机出口温度高、 空气含水量更高， 超过了纯化 器中吸附剂的吸附容量， 会导致水分、 CO2穿透吸附剂， 进。
18、入后续的制冷、 换热及精馏系统， 也会造成换热器及精馏塔堵塞。 0005 申请号为 201210168642.3 的中国专利公开了一种空气压缩系统的预处理及变流 量装置， 该装置通过实时监测各段空气温度、 压力值， 充分提高压缩机效率， 实现压缩机及 冷却器风机的变流量调节， 但该发明没有考虑到预冷机故障时造成换热器及精馏塔堵塞的 问题。 发明内容 0006 本发明的目的是解决预冷机故障时造成换热器及精馏塔堵塞的问题， 在保证预冷 机正常运转时降低空分前端预处理系统的能耗， 同时保证空分前端预处理系统运行的稳定 性， 即在预冷机出现故障时， 不需要将整个空分装置停车， 即可对故障设备在线进行处。
19、理的 一种有关空气分离工艺的前段预处理装置及方法。 0007 为了实现上述目的， 提供一种有关空气分离工艺的前段预处理装置， 包括空压机、 预冷机、 水分离器、 纯化器、 冷箱、 电加热器、 PLC 数字控制模块电路， 空压机的输入端通过管 说 明 书 CN 103691253 A 5 2/6 页 6 道分别连接阀门V1和阀门V3， 阀门V3的另一端连接水分离器的输入端， 水分离器的输出端 与两个纯化器的输出端连接在一起， 两个纯化器的输入端通过管道连接在一起， 两个纯化 器的输入管道上分别设有冷箱和阀门 V4 控制的电加热器， 阀门 V1 的另一端连接预冷机输 入端， 预冷机输出端连接阀门 。
20、V2 一端， 阀门 V2 另一端连接在阀门 V3 至水离器输入端的管 道， PLC 数字控制模块电路的信号输入端连接预冷机的信号输入端， PLC 数字控制模块电路 输出控制信号端设有五路， 第一路连接电加热器的信号输入端， 第二路连接阀门 V3 的信号 输入端， 第三路连接两个纯化器的信号输入端， 第四路连接阀门 V1 的信号输入端， 第五路 连接阀门V2的信号输入端， 通过PLC数字控制模块电路控制预冷机的运行及停止信号来改 变纯化器的吸附时间、 预冷机进出口阀门开关V1再生气的流量控制阀门V4的大小， 纯化器 电加热器的投有数量以达到预冷机正常运转使空压机分流的预处理系统的能耗最低， 在预。
21、 冷机故障时自动切换到无预冷机工况运转， 保证空分前端预处理系统不间断正常运转， 并 可在线检修预冷机， 维修完成后， 再自动转回有预冷机工况运转。 0008 所述的纯化器里设有吸附材料， 所述的吸附材料为活性氧化铝和 13X 分子筛构 成。 0009 一种有关空气分离工艺的前段预处理装置的方法， 计算纯化器中吸附剂的装填 量、 纯化器再生电加热器的配置数量和功率、 再生气的流量， 并设置智能控制系统， 利用预 冷机的运行及停止信号来改变纯化器的吸附时间、 预冷机进出口阀门开关、 再生气的流量 控制阀门的大小、 纯化器电加热器的投用数量， 以达到在预冷机正常运转时时使空分预处 理系统的能耗降低。
22、， 在预冷机故障时自动切换到无预冷机工况运转， 保证空分前端预处理 系统不间断正常运转， 并可在线检修预冷机， 待预冷机维修完成后， 再自动转回有预冷机工 况运转 ； 0010 a. 纯化器吸附剂活性氧化铝的装填量的工艺核算方法 ： 有预冷机工况时吸附时 间按照 t1 核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度 T1、 预 冷机出口流量Q1、 吸附时间t1 ； 无预冷机工况时吸附时间按照t2核算， 主要设计参数如下 ： 空压机出口空气压力P2、 空压机出口空气温度T2、 空压机出口流量Q2、 吸附时间t2 ； 选取两 者中较大者作为纯化器活性氧化铝的装填量 ；。
23、 0011 b. 纯化器吸附剂的 13X 分子筛装填量的工艺核算方法 ： 有预冷机工况时吸附时间 按照t1核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力P1、 预冷机出口空气温度T1、 预冷机 出口流量 Q1、 吸附时间 t1 小时 ； 0012 c. 再生气流量、 电加热器功率计算方法 ： 有预冷机工况时吸附时间按照 t1 核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度 T1、 预冷机出口流量 Q1、 吸附时间 t1， 得到再生气流量为 Q11， 再生时间电加热器功率为 M1， 将电加热器功率分成 N1， 每份功率为 M11 ； 无预冷机工况时吸附时间按照 t。
24、2 核算， 主要设计参数如下 ： 空压机出 口空气压力P2、 空压机出口空气温度T2、 空压机出口流量Q2、 吸附时间t2， 得到再生气流量 为 Q21， 电加热器功率为 M2， 将电加热器功率分成 N2， 每份功率为 M11 ； 选取 N1 和 N2 中较大 者作为电加热器的配置数量， 每个电加热器的功率为 M11 ； 0013 d. 再生时间、 冷吹时间、 均压时间、 泄压时间计算方法 ： 有预冷机工况时吸附时间 按照t1核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力P1、 预冷机出口空气温度T1、 预冷机 出口流量 Q1、 吸附时间 t1， 得到再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 。
25、均压时间 t13、 泄压时间 t14 ； 说 明 书 CN 103691253 A 6 3/6 页 7 无预冷机工况时吸附时间按照 t2 核算， 主要设计参数如下 ： 空压机出口空气压力 P2、 空压 机出口空气温度 T2、 空压机出口流量 Q2、 吸附时间 t2， 得到再生时间 t21， 冷吹时间 t22、 均 压时间 t23、 泄压时间 t24 ； 0014 所述的方法还包括 ： 在预冷机处于正常运转时， 纯化器按照吸附时间 T1、 再生时 间t11， 冷吹时间t12、 均压时间t13、 泄压时间t14运转， 电加热器投用N1组， 再生气流量控 制在Q11 ； 在预冷机出现故障停车时， 纯。
26、化器按照吸附时间T2、 再生时间t21， 冷吹时间t22、 均压时间 t23、 泄压时间 t24 运转， 电加热器投用 N1 组， 再生气流量控制在 Q21， 预冷机进出 口各设置一个自动控制阀 V1、 V2， 预冷机设置一个旁路， 旁路上设置一个自动控制阀 V3 ； 再 生气上设置一个自动控制阀 V4。 0015 所述的具体方法如下 ： 0016 将制冷技术和电子技术结合在一起， 通过 PLC 数字控制模块电路， 降低预冷机的 空气温度， 该方法包括以下步骤 ： 0017 a.PLC 数字控制模块具有存储和运算功能， 模块的输入数据为预冷机的运行 / 停 车信号， 输出数据为 ： 纯化器运行。
27、时间 ： 一组吸附时间T1、 再生时间t11， 冷吹时间t12、 均压 时间 t13、 泄压时间 t14， 另一组为吸附时间 T2、 再生时间 t21， 冷吹时间 t22、 均压时间 t23、 泄压时间 t24， 电加热器投用数量一组为 N1、 另一组为 N2， 预冷机进出口控制阀 V1 和 V2 和 旁路控制阀开关数据 V3 ： 一组为进出口控制阀 V1 和 V2 全开、 旁路阀 V3 全关， 另一组为进 出口控制阀V1和V2全关、 旁路阀V3全开， 再生气V4控制开度数据一组为再生气流量Q11， 另一组为再生气流量 Q21 ； 0018 b. 预冷机处于正常运转， 则将运行数据输入给 PL。
28、C 智能控制模块， 控制模块经过 计算后， 输出以下数据 ： 纯化器运行时间， 包括吸附时间 T1、 再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均 压时间 t13、 泄压时间 t14， 电加热器投用数量 （N1） ， 预冷机进出口控制阀 V1 和 V2 和旁路 控制阀开关 V3 数据包括进出口控制阀全开、 旁路阀全关， 再生气控制开度数据包括再生气 流量 Q11， 此时空分前端预处理运行状态为 ： 预冷机进出口阀门 V1 和 V2 全开， 旁路阀 V3 全 关， 预冷机正常运转， 纯化器按照以下程序运转， 包括吸附时间 T1、 再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均压时间t13、 泄压时间t。
29、14， 再生气通过控制阀V4将流量控制在Q11， 再生加热器投用 数量为 N1 ； 0019 c. 预冷机处于停车状态或运行过程中突然停车， 包括故障停车或人工停车， 则将 停车数据输入给 PLC 数字控制模块， 控制模块经过计算后， 输出以下数据 ： 纯化器运行时 间， 包括吸附时间 T2、 再生时间 t21， 冷吹时间 t22、 均压时间 t23、 泄压时间 t24， 电加热器 投用数量 （N2） ， 预冷机进出口控制阀V1和V2和旁路控制阀开关V3数据包括进出口控制阀 V1 和 V2 全关、 旁路阀 V3 全开， 再生气控制开度数据包括再生气流量 Q21， 此时空分前端预 处理运行状态为。
30、 ： 预冷机进出口阀门全关， 旁路阀全开， 预冷机停运状态， 纯化器按照以下 程序运转， 包括吸附时间T2、 再生时间t21， 冷吹时间t22、 均压时间t23、 泄压时间t24， 再生 气通过控制阀将流量控制在 Q21， 再生加热器投用数量为 N2。 0020 本发明同现有技术相比， 其优点在于 ： 0021 1. 本发明合理设计纯化器中吸附剂的装填量、 纯化器再生电加热器的配置数量和 功率、 再生气的流量， 并设置 PLC 控制系统， 控制方便， 实现人机交互 ； 0022 2. 利用预冷机的运行及停止信号来改变纯化器的吸附时间、 预冷机进出口阀门开 说 明 书 CN 103691253 。
31、A 7 4/6 页 8 关、 再生气的流量控制阀门的大小、 纯化器电加热器的投用数量， 降低在预冷机正常运转时 使空分预处理系统的能耗 ； 0023 3. 可在预冷机故障时自动切换到无预冷机工况运转， 保证空分前端预处理系统 不间断正常运转， 并可在线检修预冷机， 待预冷机维修完成后， 再自动转回有预冷机工况运 转， 保证空分前端预处理系统运行的稳定性。 附图说明 0024 图 1 是本发明的系统结构图 ； 具体实施方式 0025 下面结合附图对本发明作进一步说明， 这种装置的结构和原理对本专业的人来说 是非常清楚的。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本 发。
32、明。 0026 实施例 1 0027 如图 1 所示， 一种有关空气分离工艺的前段预处理装置， 包括空压机、 预冷机、 水 分离器、 纯化器、 冷箱、 电加热器、 PLC 数字控制模块电路， 空压机的输入端通过管道分别连 接阀门V1和阀门V3， 阀门V3的另一端连接水分离器的输入端， 水分离器的输出端与两个纯 化器的输出端连接在一起， 两个纯化器的输入端通过管道连接在一起， 两个纯化器的输入 管道上分别设有冷箱和阀门V4控制的电加热器， 阀门V1的另一端连接预冷机输入端， 预冷 机输出端连接阀门 V2 一端， 阀门 V2 另一端连接在阀门 V3 至水离器输入端的管道， PLC 数 字控制模块电。
33、路的信号输入端连接预冷机的信号输入端， PLC 数字控制模块电路输出控制 信号端设有五路， 第一路连接电加热器的信号输入端， 第二路连接阀门 V3 的信号输入端， 第三路连接两个纯化器的信号输入端， 第四路连接阀门 V1 的信号输入端， 第五路连接阀门 V2 的信号输入端， 通过 PLC 数字控制模块电路控制预冷机的运行及停止信号来改变纯化器 的吸附时间、 预冷机进出口阀门开关V1再生气的流量控制阀门V4的大小， 纯化器电加热器 的投有数量以达到预冷机正常运转使空压机分流的预处理系统的能耗最低， 在预冷机故障 时自动切换到无预冷机工况运转， 保证空分前端预处理系统不间断正常运转， 并可在线检 。
34、修预冷机， 维修完成后， 再自动转回有预冷机工况运转， 纯化器里设有吸附材料， 所述的吸 附材料为活性氧化铝和 13X 分子筛构成。 0028 本发明应用在小型空分上 （4000 的空分） ， 即使用冷水机组 （即预冷机， 适用于 4000 的空分） 作为空气预冷系统的空分装置。 0029 实施例 2 0030 计算纯化器中吸附剂的装填量、 纯化器再生电加热器的配置数量和功率、 再生气 的流量， 并设置智能控制系统， 利用预冷机的运行及停止信号来改变纯化器的吸附时间、 预 冷机进出口阀门开关、 再生气的流量控制阀门的大小、 纯化器电加热器的投用数量， 以达到 在预冷机正常运转时时使空分预处理系。
35、统的能耗降低， 在预冷机故障时自动切换到无预冷 机工况运转， 保证空分前端预处理系统不间断正常运转， 并可在线检修预冷机， 待预冷机维 修完成后， 再自动转回有预冷机工况运转 ； 0031 1. 纯化器吸附剂活性氧化铝的装填量的工艺核算方法 ： 说 明 书 CN 103691253 A 8 5/6 页 9 0032 有预冷机工况时吸附时间按照 t1 核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度 T1、 预冷机出口流量 Q1、 吸附时间 t1 ； 0033 无预冷机工况时吸附时间按照 t2 核算， 主要设计参数如下 ： 空压机出口空气压力 P2、 空压机出口空气温。
36、度 T2、 空压机出口流量 Q2、 吸附时间 t2 ； 选取两者中较大者作为纯化 器活性氧化铝的装填量 ； 0034 2. 纯化器吸附剂的 13X 分子筛装填量的工艺核算方法 ： 0035 有预冷机工况时吸附时间按照 t1 核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度 T1、 预冷机出口流量 Q1、 吸附时间 t1 小时 ； 0036 3. 再生气流量、 电加热器功率计算方法 ： 0037 有预冷机工况时吸附时间按照 t1 核算， 主要设计参数如下 ： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度T1、 预冷机出口流量Q1、 吸附时间t1， 得到再生气流量为Q。
37、11， 再生 时间电加热器功率为 M1， 将电加热器功率分成 N1， 每份功率为 M11 ； 0038 无预冷机工况时吸附时间按照 t2 核算， 主要设计参数如下 ： 空压机出口空气压力 P2、 空压机出口空气温度T2、 空压机出口流量Q2、 吸附时间t2， 得到再生气流量为Q21， 电加 热器功率为 M2， 将电加热器功率分成 N2， 每份功率为 M11 ； 选取 N1 和 N2 中较大者作为电加 热器的配置数量， 每个电加热器的功率为 M11 ； 0039 4. 再生时间、 冷吹时间、 均压时间、 泄压时间计算时间 ： 0040 有预冷机工况时吸附时间按照 t1 核算， 主要设计参数如下 。
38、： 预冷机出口空气压力 P1、 预冷机出口空气温度T1、 预冷机出口流量Q1、 吸附时间t1， 得到再生时间t11， 冷吹时间 t12、 均压时间 t13、 泄压时间 t14 ； 0041 无预冷机工况时吸附时间按照 t2 核算， 主要设计参数如下 ： 空压机出口空气压力 P2、 空压机出口空气温度T2、 空压机出口流量Q2、 吸附时间t2， 得到再生时间t21， 冷吹时间 t22、 均压时间 t23、 泄压时间 t24 ； 0042 实施例 3 0043 在预冷机处于正常运转时， 纯化器按照吸附时间 T1、 再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均压时间t13、 泄压时间t14运转， 电加。
39、热器投用N1组， 再生气流量控制在Q11 ； 在预冷机出 现故障停车时， 纯化器按照吸附时间T2、 再生时间t21， 冷吹时间t22、 均压时间t23、 泄压时 间 t24 运转， 电加热器投用 N1 组， 再生气流量控制在 Q21， 预冷机进出口各设置一个自动控 制阀 V1、 V2， 预冷机设置一个旁路， 旁路上设置一个自动控制阀 V3 ； 再生气上设置一个自动 控制阀 V4。 0044 实施例 4 0045 将制冷技术和电子技术结合在一起， 通过 PLC 数字控制模块电路， 降低预冷机的 空气温度， 该方法包括以下步骤 ： 0046 a.PLC 数字控制模块具有存储和运算功能， 模块的输入。
40、数据为预冷机的运行 / 停 车信号， 输出数据为 ： 纯化器运行时间 ： 一组吸附时间T1、 再生时间t11， 冷吹时间t12、 均压 时间 t13、 泄压时间 t14， 另一组为吸附时间 T2、 再生时间 t21， 冷吹时间 t22、 均压时间 t23、 泄压时间 t24， 电加热器投用数量一组为 N1、 另一组为 N2， 预冷机进出口控制阀 V1 和 V2 和 旁路控制阀开关数据 V3 ： 一组为进出口控制阀 V1 和 V2 全开、 旁路阀 V3 全关， 另一组为进 出口控制阀V1和V2全关、 旁路阀V3全开， 再生气V4控制开度数据一组为再生气流量Q11， 说 明 书 CN 103691。
41、253 A 9 6/6 页 10 另一组为再生气流量 Q21 ； 0047 b. 预冷机处于正常运转， 则将运行数据输入给 PLC 智能控制模块， 控制模块经过 计算后， 输出以下数据 ： 纯化器运行时间， 包括吸附时间 T1、 再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均 压时间 t13、 泄压时间 t14， 电加热器投用数量 （N1） ， 预冷机进出口控制阀 V1 和 V2 和旁路 控制阀开关 V3 数据包括进出口控制阀全开、 旁路阀全关， 再生气控制开度数据包括再生气 流量 Q11， 此时空分前端预处理运行状态为 ： 预冷机进出口阀门 V1 和 V2 全开， 旁路阀 V3 全 关， 预冷机。
42、正常运转， 纯化器按照以下程序运转， 包括吸附时间 T1、 再生时间 t11， 冷吹时间 t12、 均压时间t13、 泄压时间t14， 再生气通过控制阀V4将流量控制在Q11， 再生加热器投用 数量为 N1 ； 0048 c. 预冷机处于停车状态或运行过程中突然停车， 包括故障停车或人工停车， 则将 停车数据输入给 PLC 数字控制模块， 控制模块经过计算后， 输出以下数据 ： 纯化器运行时 间， 包括吸附时间 T2、 再生时间 t21， 冷吹时间 t22、 均压时间 t23、 泄压时间 t24， 电加热器 投用数量 （N2） ， 预冷机进出口控制阀V1和V2和旁路控制阀开关V3数据包括进出口控制阀 V1 和 V2 全关、 旁路阀 V3 全开， 再生气控制开度数据包括再生气流量 Q21， 此时空分前端预 处理运行状态为 ： 预冷机进出口阀门全关， 旁路阀全开， 预冷机停运状态， 纯化器按照以下 程序运转， 包括吸附时间T2、 再生时间t21， 冷吹时间t22、 均压时间t23、 泄压时间t24， 再生 气通过控制阀将流量控制在 Q21， 再生加热器投用数量为 N2。 说 明 书 CN 103691253 A 10 1/1 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 103691253 A 11 。