Dcs自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氫氣提純的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種DCS自動(dòng)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(jìn)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(jìn)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(chǔ)氫供氫管路連接；放空管路一上設(shè)有閥V14;儲(chǔ)氫供氫管路上由進(jìn)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(jìn)料管路上連接有氮?dú)膺M(jìn)料管路，氮?dú)膺M(jìn)料管路的輸出端與精密過濾器的進(jìn)氣端連接，氮?dú)膺M(jìn)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(gè)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(jìn)一步加大，而且也極其的浪費(fèi)水資源，環(huán)保性極差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種防爆安全、加熱穩(wěn)定、節(jié)能高效，整個(gè)系統(tǒng)的操控性強(qiáng)，投資成本低，高純度氫氣的轉(zhuǎn)化效果好的DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:
[0005]—種DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)，包括原料氫氣進(jìn)料管路、氫氣純化管路、儲(chǔ)氫供氫管路以及放空管路一；原料氫氣進(jìn)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(jìn)料管路上連接有氮?dú)膺M(jìn)料管路，氮?dú)膺M(jìn)料管路的輸出端與精密過濾器的進(jìn)氣端連接，氮?dú)膺M(jìn)料管路上設(shè)有閥V7 ;儲(chǔ)氫供氫管路上由進(jìn)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(jìn)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(jìn)氣端分別與原料氫氣進(jìn)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(chǔ)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]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述尾氣換熱器的進(jìn)氣端與原料氫氣進(jìn)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(jìn)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]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述產(chǎn)品氣換熱器的進(jìn)氣端與原料氫氣進(jìn)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(chǔ)氫供氫管路的進(jìn)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]本實(shí)用新型進(jìn)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V9。
[0009]本實(shí)用新型進(jìn)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、Tl、V9、V10、V13的開關(guān)。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述原料氫氣進(jìn)料管路上設(shè)有流量計(jì)FIC2和壓力計(jì)PI2，流量計(jì)FIC2通過控制器控制閥V2的流量大小，壓力計(jì)PI2通過控制器控制閥VlO和V13的開關(guān)。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述氮?dú)膺M(jìn)料管路上設(shè)有流量計(jì)FICl，流量計(jì)FICl通過控制器控制閥V7的開關(guān)。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述儲(chǔ)氫供氫管路上設(shè)有流量計(jì)FIC4，流量計(jì)FIC4通過控制器控制閥VlO的流量大小。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述放空管路一上設(shè)有壓力計(jì)PI4和流量計(jì)FIC3，流量計(jì)FIC3通過控制器控制閥V14的流量大?。凰鰞?chǔ)氫供氫管路上設(shè)有壓力計(jì)PI5 ;控制器通過壓力計(jì)PI4和壓力計(jì)PI5的壓差值調(diào)節(jié)閥VlO的流量大小和閥V13的開關(guān)。
[0014]本實(shí)用新型進(jìn)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，本實(shí)用新型所達(dá)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(jìn)行使用，對(duì)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(shí)間地加熱，而且可以不間斷地進(jìn)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(shí)時(shí)控制，使用方便；
[0018]3、節(jié)能高效:既能夠做到省電，節(jié)省大量的電能，又可以做到高效的氫氣轉(zhuǎn)化；
[0019]4、原料氫氣經(jīng)閥V4控制流量，進(jìn)入尾氣換熱器，與返流的高溫滲余氣進(jìn)行換熱；另一路經(jīng)閥V5控制流量，進(jìn)入產(chǎn)品氣換熱器，與返流高溫產(chǎn)品氣進(jìn)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(tái)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(jì)、測溫?zé)犭娕肌⒘髁坑?jì)等，通過控制器進(jìn)行全程調(diào)控，可完全實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)在現(xiàn)場可以手動(dòng)控制，也可以通過控制器實(shí)現(xiàn)DCS自動(dòng)控制。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022]圖1為本實(shí)用新型的結(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(shí)施方式】
[0028]參照?qǐng)D1，為本實(shí)用新型公開的一種DCS自動(dòng)控制氫氣純化系統(tǒng)。參照?qǐng)D2，原料氫氣進(jìn)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(jìn)料管路上連接有氮?dú)膺M(jìn)料管路，氮?dú)膺M(jìn)料管路的輸出端與精密過濾器10的進(jìn)氣端連接，氮?dú)膺M(jìn)料管路上設(shè)有閥V7，閥V7的進(jìn)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(jìn)氣至出氣方向上依次設(shè)有閥V14、V15、V36。參照?qǐng)D4，儲(chǔ)氫供氫管路上由進(jìn)氣端至出氣端依次設(shè)有放空管路二、閥V10、產(chǎn)品儲(chǔ)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(dòng)閥VlO的條件，當(dāng)閥V2開度大于或等于30%時(shí)才允許打開閥VlO ;閥V2關(guān)閉的同時(shí)，閥VlO會(huì)聯(lián)鎖關(guān)閉、閥V13會(huì)聯(lián)鎖打開到50% (I秒后可手動(dòng)調(diào)節(jié))、閥V7會(huì)聯(lián)鎖開度30% (延時(shí)I秒后可手動(dòng)調(diào)節(jié)閥V7)。
[0029]參照?qǐng)D1、2、4:
[0030]原料氫氣進(jìn)料管路上還設(shè)有流量計(jì)FIC2和壓力計(jì)PI2，一般情況下，流量計(jì)FIC2設(shè)計(jì)在閥V2的進(jìn)氣端，壓力計(jì)PI2設(shè)計(jì)在閥V2的出氣端，流量計(jì)FIC2通過控制器控制閥V2的流量大小，壓力計(jì)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(huì)在靠近閥V2進(jìn)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(jì)PI2的穩(wěn)定性，會(huì)先將閥V16設(shè)置在靠近閥V2進(jìn)氣端的管路上，然后再將閥V16的出氣端與壓力計(jì)PI2連接。流量計(jì)FIC2通過控制器調(diào)節(jié)閥V2，流量低于設(shè)定流量值時(shí)開大閥V2，反之則關(guān)小閥V2。當(dāng)然，也會(huì)在原料氫氣進(jìn)料管路的輸出端的管路上設(shè)置壓力計(jì)PI3，為了保證壓力計(jì)PI3的穩(wěn)定性，會(huì)先將閥V19設(shè)置在靠近原料氫氣進(jìn)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(jì)PI3連接，設(shè)置壓力計(jì)PI3是為了方便檢測輸出的氣壓的穩(wěn)定性。
[0031 ] 氮?dú)膺M(jìn)料管路上還設(shè)有流量計(jì)FICl，流量計(jì)FICl通過控制器控制閥V7的開關(guān)，一般情況下，流量計(jì)FICl設(shè)置在閥V7和V8之間。為了隨時(shí)能夠觀察或者清楚的了解到氮?dú)膺M(jìn)料管路的氮?dú)鈮毫?，通常?huì)在靠近閥V8的進(jìn)氣端處的管路上設(shè)置壓力計(jì)PI1，為了保證壓力計(jì)PIl的穩(wěn)定性，會(huì)先將閥V18設(shè)置在靠近閥V8進(jìn)氣端的管路上，然后再將閥V18的出氣端與壓力計(jì)PIl連接。設(shè)置氮?dú)膺M(jìn)料管路的原因?yàn)闉榱颂岣弑鞠到y(tǒng)的安全性，防止氫氣的不安全性，通常會(huì)在工作時(shí)，先通一段時(shí)間的氮?dú)?，使系統(tǒng)內(nèi)部的壓力和溫度穩(wěn)定后，才將氮?dú)膺M(jìn)料管路關(guān)閉，打開氫氣進(jìn)料管路進(jìn)行純化工作。流量計(jì)FICl通過控制器調(diào)節(jié)閥V7，流量低于設(shè)定流量值時(shí)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(jì)PI4和流量計(jì)FIC3，流量計(jì)FIC3通過控制器控制閥V14的流量大??；一般情況下，放空管路一上由進(jìn)氣至出氣方向上，先是設(shè)置壓力計(jì)PI4，再設(shè)置流量計(jì)FIC3。為了保證壓力計(jì)PI4的穩(wěn)定性，會(huì)先將閥V24設(shè)置在靠近放空管路一上的進(jìn)氣端的管路上，然后再將閥V24的出氣端與壓力計(jì)PI4連接。通常為了方便設(shè)備的檢測分析，會(huì)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(jì)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(jì)FIC2設(shè)定值的1/10)時(shí)開大閥V14，反之則關(guān)小閥V14。
[0033]儲(chǔ)氫供氫管路上還設(shè)有壓力計(jì)PI5和流量計(jì)FIC4，流量計(jì)FIC4通過控制器控制閥VlO的流量大小。一般情況下，儲(chǔ)氫供氫管路上由進(jìn)氣至出氣方向上，先是設(shè)置壓力計(jì)PI5，再設(shè)置流量計(jì)FIC4。為了保證壓力計(jì)PI5的穩(wěn)定性，會(huì)先將閥V21設(shè)置在靠近儲(chǔ)氫供氫管路上的進(jìn)氣端的管路上，然后再將閥V21的出氣端與壓力計(jì)PI5連接。通常為了方便設(shè)備的檢測分析，會(huì)在靠近閥VlO進(jìn)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(jìn)氣端一般設(shè)置在靠近閥VlO進(jìn)氣端的管路上。同時(shí)也為了方便產(chǎn)品儲(chǔ)氣罐11的檢測分析，會(huì)在靠近產(chǎn)品儲(chǔ)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(jì)FIC4采