天然气吸附塔控制方法、装置及系统的制作方法_4

文档序号:9406115阅读:来源:国知局
[0073] 控制系统实施例:
[0074] 参见图6和图7,图中示出了本实施例提供的天然气吸附塔控制系统的优选结构。 如图所示,该系统包括:第一杂质检测单元A5、第一流量计B7、第二杂质检测单元B8和控制 器4〇
[0075] 第一杂质检测单元A5安装在第一吸附塔的吸附工段出口管道A2上,第一杂质检 测单元A5用于检测第一吸附塔吸附工段出口管道A2中天然气的杂质含量。第一流量计B7 安装在第二吸附塔B的吸附工段进口管道Bl上,用于检测吸附工段进口管道Bl中天然气 的流量。第二杂质检测单元B8安装在第二吸附塔B的吸附工段出口管道B2上,用于检测 出口管道B2中的天然气的杂质含量。
[0076] 控制器4与第一杂质检测单元A5、第一流量计B7相连接,用于接收第一吸附塔 吸附工段出口管道中天然气的杂质含量,和第二吸附塔的吸附工段进口管道中天然气的流 量,并根据该流量和杂质含量确定第一预设吸附时间。
[0077] 控制器4还与第二杂质检测单元B8相连接,用于接收第二吸附塔吸附工段进口管 道中天然气的杂质含量,并在第一吸附塔的吸附工段出口管道中的杂质含量达到第一杂质 预设值、第二吸附塔的实际吸附时间达到第一预设吸附时间、或者第二吸附塔中吸附工段 出口管道中天然气的杂质含量达到第二杂质预设值时,发出控制第一吸附塔和第二吸附塔 的吸附工段阀门关闭、再生工段阀门打开的控制信号。
[0078] 本实施例中,控制器4可以发出控制第一阀门A11、第二阀门A12、第五阀门B11和 第六阀门32打开的控制信号。在第一阀门All和第二阀门A12打开后,原料天然气便通过 第一吸附塔的吸附工段进口管道Al进入第一吸附塔内。具体实施时,控制器4可以为单片 机、DSP等处理器。
[0079] 本实施例可以根据第一吸附塔的吸附工段出口管道的天然气的杂质含量和第二 吸附塔的吸附工段进口管道中的天然气的流量来确定第一预设吸附时间,当杂质含量高和 /或流量大时,延长吸附时间,当杂质含量低和/或流量小时,缩短吸附时间,具体实施时, 可以按照下式确定第一预设吸附时间:
具体确定过程参见上述方法实施 例即可,本实施例在此不再赘述。
[0080] 由于本实施例中的第一吸附塔和第二吸附塔的吸附工序要同时进行,所以需要控 制第一吸附塔和第二吸附塔同时开始和结束吸附工段。当上述三个条件中的任一个满足 时,控制器4便会控制吸附工序结束,即关闭第一阀门All、第二阀门A12、第五阀门B11、第 六阀门B12,打开第三阀门A21、第四阀门A22、第七阀门B21和第八阀门B22,使第一吸附塔 A和第二吸附塔B进入再生工序。
[0081] 与现有技术相比,本实施例中的第一吸附塔和第二吸附塔可以根据待吸附天然气 的杂质含量和流量、或者吸附后的天然气的杂质含量来确定吸附工序是否结束,也就是说, 可以根据杂质的具体情况来调节吸附时间,使吸附后的气体更能达到要求;本实施例可以 更好地对原料天然气中的杂质进行充分的吸附,提高吸附剂的效率和使用寿命,节约能耗。
[0082] 继续参见图6和图7,上述实施例中,还可以包括:第三杂质检测单元A6,安装在第 一吸附塔的再生工段出口管道A4上,用于实时检测再生工段出口管道A4中天然气的杂质 含量;控制器4与第三杂质检测单元A6相连接,用于接收该杂质含量,并在杂质含量达到第 三杂质预设值时发出控制第一吸附塔再生工段阀门关闭的控制信号。
[0083] 本实施例通过设置在第一吸附塔的再生工段出口管道A4中的第三杂质检测单元 A6检测天然气的杂质含量,随着再生工序的进行,再生工段出口管道中的杂质含量会不断 降低,当该杂质含量等于杂质预设值时,发出控制再生工段阀门关闭的控制信号,即关闭第 三阀门A21和第四阀门A22,结束第一吸附塔的再生工序。该实施方式通过实时监测第一吸 附塔的再生工段出口管道A2中的天然气的杂质含量,来确定再生工序是否结束,可以使吸 附剂进行更为充分的充分解吸。
[0084] 继续参见图6和图7,上述各实施例中,还可以包括第四杂质检测单元B8。其中, 第四杂质检测单元B8安装在第二吸附塔B的再生工段出口管道M上,用于实时检测第二 吸附塔的再生工段出口管道中天然气的杂质含量。控制器4与第四杂质检测单元相连接, 用于接收该杂质含量,并在该杂质含量达到第四杂质预设值时发出控制第二吸附塔再生工 段阀门关闭的控制信号。
[0085] 本实施例通过第四杂质检测单元B8检测天然气的杂质含量,随着第二吸附塔的 再生工序的进行,第二吸附塔的再生工段出口管道中的杂质含量会不断降低,当该杂质含 量等于第四杂质预设值时,发出控制第二吸附塔的再生工段阀门关闭、冷吹工段阀门打开 的控制信号,即关闭第七阀门B21和第八阀门B22,打开第九阀门B31和第十阀门B32,结束 第二吸附塔的再生工序,进入冷吹工序。该实施方式通过实时监测第二吸附塔的再生工段 出口管道M中的天然气的杂质含量,来确定再生工序是否结束,可以使吸附剂进行更为充 分的充分解吸
[0086] 参见图6和图7,上述各实施例中,还可以包括:温度检测单元B9,用于实时检测第 二吸附塔的冷吹工段出口管道B6中天然气的温度,控制器4与该温度检测单元B9电连接, 接收该温度,并在该温度达到预设温度时发出控制冷吹工段阀门关闭的控制信号。
[0087] 具体地,第二吸附塔B的再生工段结束后,控制器4控制冷吹工段阀门打开,控制 打开第九阀门B31和第十阀门B32,进入冷吹工序。该温度检测单元B9可以为温度检测仪 表,安装在冷吹工段出口管道B6上,用以检测冷吹工段出口管道B6中的温度,随着冷吹工 段的进行,冷吹工段出口管道B6中的温度会下降,当该温度下降到预设温度,即等于预设 温度时,发出控制关闭第九阀门B31和第十阀门B32的信号,结束冷吹工段。
[0088] 本实施例中,通过实时监测冷吹工段出口管道B6中天然气的温度,来确定冷吹工 段的结束,该实时监测的方式,可以使吸附剂更充分地降低到预设温度,更好地恢复吸附剂 的吸附功能。
[0089] 下面结合图6和图7对本实施例的工作过程进行详细说明:
[0090]1)打开第一阀门All、第二阀门A12、第五阀门Bll和第六阀门B12,门站来的原料 高压天然气通过第一吸附塔的吸附工段进口管道Al进入净化单元A的吸附工段,被第一吸 附塔A吸附后的气体再进入第二吸附塔B内继续吸附,第二吸附塔B输出的净化后的高压 天然气进入冷箱,与膨胀后的低温天然气换热。吸附开始时,通过检测第一吸附塔的吸附工 段出口管道中天然气的杂质含量和第二吸附塔吸附工段进口管道中天然气的流量,计算第 一预设吸附时间T 1,同时,还检测第一吸附塔的吸附工段出口管道中天然气的杂质含量和 第二第一吸附塔的吸附工段出口管道中天然气的杂质含量,随着时间的推移,第一吸附塔A 和第二吸附塔B吸附工段出口处的杂质浓度逐渐上升,当第一吸附塔的吸附工段出口管道 中的杂质含量达到第一杂质预设值、第二吸附塔的实际吸附时间达到第一预设吸附时间、 或者第二吸附塔中吸附工段出口管道中天然气的杂质含量达到第二杂质预设值时,控制器 4控制第一阀门Al 1、第二阀门Al2、第五阀门B11和第六阀门B12,同时,打开第三阀门A21、 第四阀门A22、第七阀门B21和第八阀门B22,吸附工段结束,再生工段开始。
[0091] 2)再生气通过第一吸附塔的再生工段进口管道A3、第二吸附塔的再生工段出口 管道B3分别输入第一吸附塔和第二吸附塔的再生工段,将吸附剂中吸附的杂质解吸出来, 解吸过程开始时,第一吸附塔和第二吸附塔的出口杂质浓度很高,随着时间的推移,杂质浓 度逐渐下降,当检测到的第一吸附塔再生工段出口管道A4中的杂质含量低于杂质预设值 时(例如Ippm)后,控制器4控制关闭第三阀门A21和第四阀门A22。第二吸附塔的解吸过 程与第一吸附塔相同,只是在关闭第七阀门B21和第八阀门B22后,打开第九阀门B31和第 十阀门B32,进入冷吹工序。对于第一吸附塔(PSA吸附方式)而言,再生气可以为来自液化 工段的低压天然气作为再生气,通过压力的变化将吸附剂中的杂质解吸出来,解吸后的再 生气通过解吸工段出口管道A4输出并送往天然气管网;对于第二吸附塔(TSA吸附方式) 而言,再生气可以为来自液化工段的低压天然气,该天然气经过加热器B12加热至280°C 后,作为高温再生气进入再生工段,将吸附剂中的杂质解吸出来,解吸后的再生气通过解吸 工段出口管道M输出并送往天然气管网。
[0092] 3)低压天然气通过第二吸附塔的冷吹工段进口管道B5进入第二吸附塔内,对吸 附剂进行冷却,冷吹工段出口温度达到预设温度后,冷吹结束,开始下一个循环,用作冷吹 气的低压天然气通过冷吹工段出口管道
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