Dcs自動控制氫氣純化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氫氣提純的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種DCS自動控制氫氣純化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氫氣純化系統(tǒng)是氫氣提純技術(shù)中的必備系統(tǒng)。目前市場上傳統(tǒng)的氫氣純化系統(tǒng)，原料氫氣進料管路上設(shè)有閥V02、V1、V3以及精密過濾器，在閥V02和V3之間設(shè)有閥V2 ;精密過濾器連接氫氣純化管路，氫氣純化管路內(nèi)的提純管道的管道壁上設(shè)有纏繞的電熱絲或者采用高溫火焰加熱的方式進行升溫；氫氣純化管路上設(shè)有產(chǎn)品氣輸出管路和尾氣輸出管路，尾氣輸出管路則與放空管路一連接，產(chǎn)品氣輸出管路則與儲氫供氫管路連接；放空管路一上設(shè)有閥V14 ;儲氫供氫管路上由進氣端至出氣端依次設(shè)有放空管路二、閥V10，放空管路二上設(shè)有閥V13 ;原料氫氣進料管路上連接有氮氣進料管路，氮氣進料管路的輸出端與精密過濾器的進氣端連接，氮氣進料管路上設(shè)有閥V7。通常情況下，這種氫氣純化系統(tǒng)可以做到提純?nèi)蝿?wù)，但是在操作的過程中耗電量極大，整個系統(tǒng)的操控性較差，穩(wěn)定性也極差，投資成本也極高，高純度氫氣的轉(zhuǎn)化效果差。而且這種純化系統(tǒng)中在產(chǎn)品氣輸出管路和尾氣輸出管路都要設(shè)置水冷系統(tǒng)，這樣就造成了投資成本進一步加大，而且也極其的浪費水資源，環(huán)保性極差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種防爆安全、加熱穩(wěn)定、節(jié)能高效，整個系統(tǒng)的操控性強，投資成本低，高純度氫氣的轉(zhuǎn)化效果好的DCS自動控制氫氣純化系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0005]一種DCS自動控制氫氣純化系統(tǒng)，包括原料氫氣進料管路、氫氣純化管路、儲氫供氫管路以及放空管路一；原料氫氣進料管路包括閥V02以及精密過濾器，閥V02和精密過濾器之間設(shè)有閥V2 ;原料氫氣進料管路上連接有氮氣進料管路，氮氣進料管路的輸出端與精密過濾器的進氣端連接，氮氣進料管路上設(shè)有閥V7 ;儲氫供氫管路上由進氣端至出氣端依次設(shè)有放空管路二、閥V10，放空管路二上設(shè)有閥V13 ;氫氣純化管路上設(shè)有產(chǎn)品氣輸出管路和尾氣輸出管路；放空管路一上設(shè)有閥V14 ;原料氫氣進料管路和氫氣純化管路之間通過換熱管路連通，換熱管路與氫氣純化管路之間設(shè)有防爆電加熱器；換熱管路包括并聯(lián)連接的尾氣換熱器、產(chǎn)品氣換熱器，兩換熱器的進氣端分別與原料氫氣進料管路的輸出端連接、出氣端分別與防爆電加熱器連接；產(chǎn)品氣輸出管路連接有產(chǎn)品氣換熱管路，尾氣輸出管路連接有尾氣換熱管路，產(chǎn)品氣換熱管路通過產(chǎn)品氣換熱器換熱后與儲氫供氫管路連接，尾氣換熱管路通過尾氣換熱器換熱后與放空管路一連接。
[0006]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述尾氣換熱器的進氣端與原料氫氣進料管路的輸出端之間的連接管路上設(shè)有閥V4和測溫?zé)犭娕糡H，尾氣換熱管路換熱后的輸出端與放空管路一的進氣端之間管路上設(shè)有測溫?zé)犭娕糡I5，控制器通過測溫?zé)犭娕糡I5和測溫?zé)犭娕糡Il的溫差值調(diào)節(jié)閥V4的流量大小。
[0007]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述產(chǎn)品氣換熱器的進氣端與原料氫氣進料管路的輸出端之間的連接管路上設(shè)有閥V5和測溫?zé)犭娕糡I2，產(chǎn)品氣換熱管路換熱后的輸出端與儲氫供氫管路的進氣端之間管路上設(shè)有測溫?zé)犭娕糡I7，控制器通過測溫?zé)犭娕糡I7和測溫?zé)犭娕糡I2的溫差值調(diào)節(jié)閥V5的流量大小。
[0008]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述防爆電加熱器與氫氣純化管路連接的管路上設(shè)有閥V9o
[0009]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述電加熱器上設(shè)有測溫?zé)犭娕糡I9，測溫?zé)犭娕糡I9可通過控制器控制閥V2、V7、V9、V10、V13的開關(guān)。
[0010]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述原料氫氣進料管路上設(shè)有流量計FIC2和壓力計PI2，流量計FIC2通過控制器控制閥V2的流量大小，壓力計PI2通過控制器控制閥VlO和V13的開關(guān)。
[0011]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述氮氣進料管路上設(shè)有流量計FIC1，流量計FICl通過控制器控制閥V7的開關(guān)。
[0012]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述儲氫供氫管路上設(shè)有流量計FIC4，流量計FIC4通過控制器控制閥VlO的流量大小。
[0013]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述放空管路一上設(shè)有壓力計PI4和流量計FIC3，流量計FIC3通過控制器控制閥V14的流量大?。凰鰞涔涔苈飞显O(shè)有壓力計PI5 ;控制器通過壓力計PI4和壓力計PI5的壓差值調(diào)節(jié)閥VlO的流量大小和閥V13的開關(guān)。
[0014]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述產(chǎn)品氣輸出管路上設(shè)有測溫?zé)犭娕肌?br>[0015]通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所達到的技術(shù)效果為:
[0016]1、防爆安全:可以在各種防爆的場合下面進行使用，對于一些條件比較特殊的工業(yè)或是生產(chǎn)場所來說特別適用，使用起來非常安全；
[0017]2、加熱穩(wěn)定:熱能轉(zhuǎn)化率高，不但可以長時間地加熱，而且可以不間斷地進行轉(zhuǎn)化加熱，并且它的加熱性還可以調(diào)節(jié)，溫度的高低可以實時控制，使用方便；
[0018]3、節(jié)能尚效:既能夠做到省電，節(jié)省大量的電能，又可以做到尚效的氛氣轉(zhuǎn)化；
[0019]4、原料氫氣經(jīng)閥V4控制流量，進入尾氣換熱器，與返流的高溫滲余氣進行換熱；另一路經(jīng)閥V5控制流量，進入產(chǎn)品氣換熱器，與返流高溫產(chǎn)品氣進行換熱，這樣不僅回收了系統(tǒng)的熱量，降低能耗，而且還能減少一臺水冷卻器，減少了投資的成本，也更為環(huán)保；
[0020]5、系統(tǒng)配有壓力計、測溫?zé)犭娕肌⒘髁坑嫷?，通過控制器進行全程調(diào)控，可完全實現(xiàn)本系統(tǒng)在現(xiàn)場可以手動控制，也可以通過控制器實現(xiàn)DCS自動控制。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0023]圖2為圖1中a區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0024]圖3為圖1中b區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0025]圖4為圖1中c區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0026]圖5為圖1中d區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0027]圖6為圖1中e區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實施方式】
[0028]參照圖1，為本發(fā)明公開的一種DCS自動控制氫氣純化系統(tǒng)。參照圖2，原料氫氣進料管路包括閥V02、V1、V3以及精密過濾器10，閥V02和精密過濾器10之間設(shè)有閥V2 ；原料氫氣進料管路上連接有氮氣進料管路，氮氣進料管路的輸出端與精密過濾器10的進氣端連接，氮氣進料管路上設(shè)有閥V7，閥V7的進氣端上連接有閥V6、出氣端上連接有閥V8 ；放空管路一上由進氣至出氣方向上依次設(shè)有閥V14、V15、V36。參照圖4，儲氫供氫管路上由進氣端至出氣端依次設(shè)有放空管路二、閥V10、產(chǎn)品儲氣罐11，放空管路二上設(shè)有閥V13。一般情況下，閥V2的開度作為允許啟動閥VlO的條件，當閥V2開度大于或等于30%時才允許打開閥VlO ;閥V2關(guān)閉的同時，閥VlO會聯(lián)鎖關(guān)閉、閥V13會聯(lián)鎖打開到50% (I秒后可手動調(diào)節(jié))、閥V7會聯(lián)鎖開度30% (延時I秒后可手動調(diào)節(jié)閥V7)。
[0029]參照圖1、2、4:
[0030]原料氫氣進料管路上還設(shè)有流量計FIC2和壓力計PI2，一般情況下，流量計FIC2設(shè)計在閥V2的進氣端，壓力計PI2設(shè)計在閥V2的出氣端，流量計FIC2通過控制器控制閥V2的流量大小，壓力計PI2通過控制器控制閥VlO和V13的開關(guān)，通常為了方便設(shè)備的檢測分析，會在靠近閥V2進氣端的管路上設(shè)置閥V17，閥V17的出氣端可以用來連接檢測分析儀器。為了保證壓力計PI2的穩(wěn)定性，會先將閥V16設(shè)置在靠近閥V2進氣端的管路上，然后再將閥V16的出氣端與壓力計PI2連接。流量計FIC2通過控制器調(diào)節(jié)閥V2，流量低于設(shè)定流量值時開大閥V2，反之則關(guān)小閥V2。當然，也會在原料氫氣進料管路的輸出端的管路上設(shè)置壓力計PI3，為了保證壓力計PI3的穩(wěn)定性，會先將閥V19設(shè)置在靠近原料氫氣進料管路的輸出端的管路上，然后再將閥V19的出氣端與壓力計PI3連接，設(shè)置壓力計PI3是為了方便檢測輸出的氣壓的穩(wěn)定性。
[0031 ] 氮氣進料管路上還設(shè)有流量計FICl，流量計FICl通過控制器控制閥V7的開關(guān)，一般情況下，流量計FICl設(shè)置在閥V7和V8之間。為了隨時能夠觀察或者清楚的了解到氮氣進料管路的氮氣壓力，通常會在靠近閥V8的進氣端處的管路上設(shè)置壓力計PI1，為了保證壓力計PIl的穩(wěn)定性，會先將閥V18設(shè)置在靠近閥V8進氣端的管路上，然后再將閥V18的出氣端與壓力計PIl連接。設(shè)置氮氣進料管路的原因為為了提高本系統(tǒng)的安全性，防止氫氣的不安全性，通常會在工作時，先通一段時間的氮氣，使系統(tǒng)內(nèi)部的壓力和溫度穩(wěn)定后，才將氮氣進料管路關(guān)閉，打開氫氣進料管路進行純化工作。流量計FICl通過控制器調(diào)節(jié)閥V7,流量低于設(shè)定流量值時開大閥V7，反之則關(guān)小閥V7。
[0032]放空管路一上還設(shè)有壓力計PI4和流量計FIC3，流量計FIC3通過控制器控制閥V14的流量大?。灰话闱闆r下，放空管路一上由進氣至出氣方向上，先是設(shè)置壓力計PI4，再設(shè)置流量計FIC3。為了保證壓力計PI4的穩(wěn)定性，會先將閥V24設(shè)置在靠近放空管路一上的進氣端的管路上，然后再將閥V24的出氣端與壓力計PI4連接。通常為了方便設(shè)備的檢測分析，會在靠近閥V24出氣端的管路上設(shè)置閥V25，閥V25的出氣端可以用來連接檢測分析儀器。流量計FIC3采用控制器調(diào)節(jié)閥V14，流量小于或等于設(shè)定流量值(一般情況下，設(shè)定值為流量計FIC2設(shè)定值的1/10)時開大閥V14，反之則關(guān)小閥V14。
[0033]儲氫供氫管路上還設(shè)有壓力計PI5和流量計FIC4，流量計FIC4通過控制器控制閥VlO的流量大小。一般情況下，儲氫供氫管路上由進氣至出氣方向上，先是設(shè)置壓力計PI5，再設(shè)置流量計FIC4。為了保證壓力計PI5的穩(wěn)定性，會先將閥V21設(shè)置在靠近儲氫供氫管路上的進氣端的管路上，然后再將閥V21的出氣端與壓力計PI5連接。通常為了方便設(shè)備的檢測分析，會在靠近閥VlO進氣端的管路上設(shè)置閥V22，閥V22的出氣端可以用來連接檢測分析儀器。放空管路二的進氣端一般設(shè)置在靠近閥VlO進氣端的管路上。同時也為了方便產(chǎn)品儲氣罐11的檢測分析，會在靠近產(chǎn)品儲氣罐11上設(shè)置閥V23，閥V23的出氣端可以用來連接檢測分析儀器。流量計FIC4采用控制器調(diào)節(jié)閥V1