脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法，包括：采集实时数据，该实时数据至少包括输入脱氢系统的

【技术实现步骤摘要】
脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法


[0001]本专利技术涉及化工领域，具体讲是基于
BOG
气体提氦装置的脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法
。

技术介绍

[0002]氦作为一种不可再生的战略性稀有资源，氦气广泛应用于国防军事工业
、
航空航天
、
医疗
、
光纤
、
半导体
、
低温超导
、
科学研究
、
精密仪器检漏等领域，具有无可替代的功能性需求
。
氦气主要存在于天然气中，是商业化氦气产品的主要来源
。
氦气提纯主要有膜分离
、
吸附
、
深冷等工艺，因氢气与氦气共生且分子量相近不容易分开，以上工艺无法实现氢气与氦气分离，现有的氦气提纯方法多为催化氧化法将
BOG
气中的氢气脱除
。
[0003]而催化氧化反应需要氧气，采取比例补充氧气与氢气在特种催化剂的作用下发生催化氧化反应生成水从而脱除掉含氦
BOG
气体中的氢气，而氢气为易燃易爆气体，在空气中的爆炸极限为4％
‑
74.2
％，补空气是有安全隐患的，平稳的补充空气参与反应并保证后工序生产安全尤为重要
。

技术实现思路

[0004]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法，所述脱氢系统适用于
>BOG
气体提氦装置，该方法基于
PID
控制能够很好的适应上述催化氧化脱氢反应补氧工况，使催化氧化脱氢反应稳定高效的运行
。
[0005]具体的，一种脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法，所述脱氢系统适用于
BOG
气体提氦装置，该控制方法包括：采集实时数据，该实时数据至少包括输入脱氢系统的
BOG
气体中的氢气含量数据和通过脱氢系统进行催化氧化反应后的气体中氧气含量数据；根据所述实时数据采用
PID
控制方式控制调节阀的开合度对输入至脱氢系统空气中的氧气量进行控制，所述调节阀安装于所述脱氢系统的补氧支路
。
[0006]可选的，所述实时数据还包括输入至脱氢系统的
BOG
气体的流量数据
。
[0007]可选的，所述补氧支路还设置有紧急切断阀，该紧急切断阀的启闭根据所述氧气含量数据多少决定
。
[0008]可选的，在所述
PID
控制中为调节阀的开合度和紧急切断阀赋值，其中调节阀的开合度赋值需要考虑如下因素：经催化氧化反应后进入后工序的氧含量值，通过调节
P
值
、I
值
、D
值，使调节阀的开关速度
、
反应速度能够匹配空气补入量经催化氧化反应后保证进入后工序的氧含量值
、
正向波动超特定值时触发紧急切断阀动作留有安全空间和调整空间；其中紧急切断阀赋值需要考虑如下因素：根据分析仪滞后的影响，需要留有惯性空间来确定，所述分析仪为采集氧气含量数据的氧气分析仪
。
[0009]优选的，调节阀的开合度赋值为标准安全值的
20%
，联锁紧急切断阀的赋值为标准安全值的
90%。
[0010]可选的，在
PID
控制中，将氢气含量数据按从小到大分成多段，每段赋予范围值；调节阀的开合度分成多段，每段开度按从小到大赋予范围值，低值和高值分别为调节阀的开度下限和上限，且最低开度不为零；氢气含量数据段与调节阀的开合度上下限值段一一对应，让正在缓慢开关的调节阀被限制在合理的范围内
。
[0011]可选的，在
PID
控制中，将流量数据进行分段，将已经分成多段的调节阀的开合度作为一个整体再复制成多个大段一一对应流量数据分段
。
[0012]可选的，所述补氧支路与补氧源连接，所述补氧源采用仪表空气，采用仪表空气作为补氧源，仪表空气作为工厂生产必不可少的公辅工程，且空气取之不竭，用之不尽，提氦装置中补空气利用空气中的氧气参与催化氧化反应控制系统的成功应用，合理的利用了工厂公共资源减少了补纯氧的高额投资和后期长期的运营成本以及折旧成本，同时节约了建纯氧装置占地和由此带来的安全隐患
。
[0013]本专利技术具有如下优点：本专利技术根据输入至脱氢系统的
BOG
气体流量数据值
、BOG
气体中氢气含量数据值
、
催化氧化反应后的气体中氧气含量数据值的合理搭配应用解决了调节阀全开全关使空气补充过量触发紧急切断阀动作关闭后造成空气补充中断催化氧化反应缺氧从而影响产品质量，同时解决了分析取样管线长和压力低流速慢以及分析数据反应周期所带来的滞后影响，保证调节阀最低开度值不为零解决了正常生产过程中氢气含量最低时调节阀不会因全部关闭造成空气补充中断催化氧化反应缺氧从而影响产品质量
。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的流程示意图；图2是本专利技术中所述脱氢系统的结构示意图；图3是本专利技术中所述流量数据进行分段
、
氢气含量数据段和调节阀的开合度分段的对应关系图；图中：
100、
补空支路；
101、
补空调节阀；
102、
补空温度传感器；
103、
补空压力传感器；
104、
补空流量计；
105、
补空紧急切断阀；
200、
混合支路；
201、
混合器；
202、
催化氧化反应器；
203、
混合气温度计；
204、
补入口；
205、
止回阀；
206、
出口端温度计；
300、
含氢
BOG
支路；
301、
原料气缓冲罐；
302、
含氢
BOG
流量计；
303、
氢气分析仪；
304、BOG
气体流量计；
400、
反应支路；
401、
冷却器；
402、
气液分离器；
403、
反应温度计；
404、
氧气分析仪；
500、
换热器；
600、
电加热器
。
具体实施方式
[0015]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件
。
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制
。
[0016]在本文中
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法，其特征在于，所述脱氢系统适用于
BOG
气体提氦装置，该控制方法包括：采集实时数据，该实时数据至少包括输入脱氢系统的
BOG
气体中的氢气含量数据和通过脱氢系统进行催化氧化反应后的气体中氧气含量数据；根据所述实时数据采用
PID
控制方式控制调节阀的开合度对输入至脱氢系统的氧气量进行控制，所述调节阀安装于所述脱氢系统的补氧支路
。2.
根据权利要求1所述脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法，其特征在于，所述实时数据还包括输入至脱氢系统的
BOG
气体的流量数据
。3.
根据权利要求1所述脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法，其特征在于，所述补氧支路还设置有紧急切断阀，该紧急切断阀的启闭根据所述氧气含量数据多少决定
。4.
根据权利要求1所述脱氢系统中催化氧化脱氢反应空气补入控制方法，其特征在于，在所述
PID
控制中为调节阀的开合度和紧急切断阀赋值，其中调节阀的开合度赋值需要考虑如下因素：经催化氧化反应后进入后工序的氧含量值，通过调节
P
值
、I
值
、D
值，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙兴刚，郑勇，敬洪岑，南海龙，攀博，
申请(专利权)人：四川省达科特能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：