JPH0753220B2 - 空気分離装置用前処理装置の制御方法 - Google Patents
空気分離装置用前処理装置の制御方法Info
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- JPH0753220B2 JPH0753220B2 JP62060993A JP6099387A JPH0753220B2 JP H0753220 B2 JPH0753220 B2 JP H0753220B2 JP 62060993 A JP62060993 A JP 62060993A JP 6099387 A JP6099387 A JP 6099387A JP H0753220 B2 JPH0753220 B2 JP H0753220B2
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- air separation
- adsorption tower
- separation device
- pressurization
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
- F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
- F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
- F25J3/04181—Regenerating the adsorbents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
- F25J3/04775—Air purification and pre-cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
- F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
- F25J2205/72—Pressurising or depressurising the adsorption vessel
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気分離装置用前処理装置の制御方法に関す
るものである。
るものである。
従来装置の一例として特開昭58−214771号がある。上記
概略は、少くとも２塔切替使用される吸着塔において、
加圧調節弁と加圧風量調節計を設置し、加圧工程時の風
量を常時一定として、原料空気に与える圧力変動を少く
しようというものである。
概略は、少くとも２塔切替使用される吸着塔において、
加圧調節弁と加圧風量調節計を設置し、加圧工程時の風
量を常時一定として、原料空気に与える圧力変動を少く
しようというものである。
しかしながら、上記従来技術は流量検出器および流量調
節計を必ず必要とし、不経済であった。
節計を必ず必要とし、不経済であった。
また、従来技術を実際に使用する場合は、加圧工程直前
においては加圧流量は零であり、したがって、流量調節
計からの信号は開け、開けとなって最終的には全開とな
っている。この結果、加圧工程に入ると同時に、一時的
に加圧調節弁が全開となって原料空気に圧力変動を与え
るため、更にスロースタート用のボリュームチャンバ
ー，タイミング調節用の電磁弁等が必要となり、全体の
機構として複雑となり、故障の要因ともなっていた。
においては加圧流量は零であり、したがって、流量調節
計からの信号は開け、開けとなって最終的には全開とな
っている。この結果、加圧工程に入ると同時に、一時的
に加圧調節弁が全開となって原料空気に圧力変動を与え
るため、更にスロースタート用のボリュームチャンバ
ー，タイミング調節用の電磁弁等が必要となり、全体の
機構として複雑となり、故障の要因ともなっていた。
更に、後述する本発明の実施例の如く、２塔式で、かつ
加圧調節弁１台で構成する場合、切替毎に加圧流量の流
れ方向が逆転し、流量の検出に困難である。
加圧調節弁１台で構成する場合、切替毎に加圧流量の流
れ方向が逆転し、流量の検出に困難である。
本発明の目的は、上記欠点を除去して簡素で信頼性の高
い制御方法を提供することにある。
い制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本願発明では、２塔切替式吸
着塔を用いた空気分離装置用前処理装置の前記各吸着塔
の出口と空気分離装置とを連結した導管より分岐し、各
吸着塔の出口に連結された導管の途中に加圧調整弁を設
けて再生した吸着塔を加圧するようにした空気分離装置
用前処理装置の制御方法において、 上記吸着塔の加圧の開始から終了までの加圧工程期間が
微小な期間に分割された分割期間毎の弁開度を演算によ
り算出し、 各分割期間毎に上記加圧調整弁を算出された算出値に応
じた弁開度に制御する。
着塔を用いた空気分離装置用前処理装置の前記各吸着塔
の出口と空気分離装置とを連結した導管より分岐し、各
吸着塔の出口に連結された導管の途中に加圧調整弁を設
けて再生した吸着塔を加圧するようにした空気分離装置
用前処理装置の制御方法において、 上記吸着塔の加圧の開始から終了までの加圧工程期間が
微小な期間に分割された分割期間毎の弁開度を演算によ
り算出し、 各分割期間毎に上記加圧調整弁を算出された算出値に応
じた弁開度に制御する。
〔作用〕 上記制御方法によれば、吸着塔の加圧工程において、流
量一定の前提で加圧調整弁の弁開度を演算により算出
し、算出された値に弁開度を制御することができるの
で、流量はほぼ一定に保たれ、圧力変動もほとんど生じ
ない。
量一定の前提で加圧調整弁の弁開度を演算により算出
し、算出された値に弁開度を制御することができるの
で、流量はほぼ一定に保たれ、圧力変動もほとんど生じ
ない。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図により詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図において、約5kg/cm2Gの原料空気は管１より空気
入口弁２を通って吸着塔６に入り、ここで吸着剤により
水分，炭酸ガスを除去される。清浄となった原料空気
は、空気出口弁8,管13を通って、図示されていない空気
分離装置に供給されている。
入口弁２を通って吸着塔６に入り、ここで吸着剤により
水分，炭酸ガスを除去される。清浄となった原料空気
は、空気出口弁8,管13を通って、図示されていない空気
分離装置に供給されている。
一方、ほぼ大気圧の再生ガスは、管14より再生ガス入口
弁11を通って吸着塔７に入り、前回吸着した水分，炭酸
ガスを脱離して再生ガス出口弁5,管15を通って系外に排
出されている。
弁11を通って吸着塔７に入り、前回吸着した水分，炭酸
ガスを脱離して再生ガス出口弁5,管15を通って系外に排
出されている。
一定時間経過後、再生ガス入口弁11および再生ガス出口
弁５を閉じ、加圧調節弁12を開いて、吸着塔７を徐々に
加圧する。この時、最初の内は吸着塔７の圧力はほぼ大
気圧であり、一方、吸着塔６は約5kg/cm2Gの圧力であ
り、加圧調節弁12の差圧は約5kg/cm2Gとなっている。吸
着塔７の加圧が進み、加圧の終了時点では、吸着塔６と
吸着塔７の圧力は同圧となり、加圧調節弁12の差圧は0k
g/cm2Gとなる。
弁５を閉じ、加圧調節弁12を開いて、吸着塔７を徐々に
加圧する。この時、最初の内は吸着塔７の圧力はほぼ大
気圧であり、一方、吸着塔６は約5kg/cm2Gの圧力であ
り、加圧調節弁12の差圧は約5kg/cm2Gとなっている。吸
着塔７の加圧が進み、加圧の終了時点では、吸着塔６と
吸着塔７の圧力は同圧となり、加圧調節弁12の差圧は0k
g/cm2Gとなる。
すなわち、加圧調節弁12は、差圧約5kg/cm2Gから0kg/cm
2Gまで変化するため、加圧調節弁12の開度を一定にして
おくと、最初は多量の空気が流れ、吸着塔７の加圧が進
むにつれて流量が減少して最後には零となってしまう。
この流量の変動が原料空気の圧力変動となるため、本発
明では、加圧時の流量が一定となるように、制御装置16
により弁開度を演算して加圧調節弁12に出力するように
したものである。
2Gまで変化するため、加圧調節弁12の開度を一定にして
おくと、最初は多量の空気が流れ、吸着塔７の加圧が進
むにつれて流量が減少して最後には零となってしまう。
この流量の変動が原料空気の圧力変動となるため、本発
明では、加圧時の流量が一定となるように、制御装置16
により弁開度を演算して加圧調節弁12に出力するように
したものである。
以下、切替は順次第２図のタイムチャートに従って切替
えが行われるが、詳細説明は省略し加圧調節弁12の制御
方法について説明する。
えが行われるが、詳細説明は省略し加圧調節弁12の制御
方法について説明する。
弁のサイジングのために使用される弁CV値の計算式は、
実験式のため弁メーカー等によって若干の差違はある
が、現在一般に使用されている、FCI（FLUID CONTROL I
NSTITTUTE）の式によると、ガス体の場合、P2＞0.5P1の
とき P2≦0.5P1のとき 但し Q :流量 （Nm3/H） P1:入口圧力（kg/cm2abs） P2:出口圧力（kg/cm2abs） △P:差圧（P1−P2）（kg/cm2） G1:比重（空気＝１） t :流体温度（℃） で示される。
実験式のため弁メーカー等によって若干の差違はある
が、現在一般に使用されている、FCI（FLUID CONTROL I
NSTITTUTE）の式によると、ガス体の場合、P2＞0.5P1の
とき P2≦0.5P1のとき 但し Q :流量 （Nm3/H） P1:入口圧力（kg/cm2abs） P2:出口圧力（kg/cm2abs） △P:差圧（P1−P2）（kg/cm2） G1:比重（空気＝１） t :流体温度（℃） で示される。
なお、大気圧は1.0332kg/cm2absであるが、以後説明を
簡単にするため約1.0kg/cm2absとみなす。
簡単にするため約1.0kg/cm2absとみなす。
加圧工程の当初は、P1＝約6kg/cm2abs,P2＝約1kg/cm2ab
sであるから、必要な弁CV値は式（２）により計算する
ことができる。加圧の進行にともないP2が上昇して約3k
g/cm2absに達すると、算出に使用する式は式（２）から
式（１）に変更され、P2がP1と等しい圧力（約6kg/cm2a
bs）まで上昇して加圧工程を終了する。式（１）、
（２）において、P1、G1、ｔは固定値が用いられ、ま
た、Ｑについても原料空気の全流量の、例えば数％程度
の固定値が用いられる。必要CV値が求まれば、弁全開時
のCV値は各弁により固有の値が決まっており、その時の
弁開度は として演算し、加圧弁に出力すればよい。
sであるから、必要な弁CV値は式（２）により計算する
ことができる。加圧の進行にともないP2が上昇して約3k
g/cm2absに達すると、算出に使用する式は式（２）から
式（１）に変更され、P2がP1と等しい圧力（約6kg/cm2a
bs）まで上昇して加圧工程を終了する。式（１）、
（２）において、P1、G1、ｔは固定値が用いられ、ま
た、Ｑについても原料空気の全流量の、例えば数％程度
の固定値が用いられる。必要CV値が求まれば、弁全開時
のCV値は各弁により固有の値が決まっており、その時の
弁開度は として演算し、加圧弁に出力すればよい。
この開度により、短時間であればほぼ一定量流れるとみ
なし、例えば１秒間で △Ｑ＝Q/3600（Nm3） ……（４） だけ吸着塔７に流入したことになる。
なし、例えば１秒間で △Ｑ＝Q/3600（Nm3） ……（４） だけ吸着塔７に流入したことになる。
一方、吸着塔７のボリュームをＶ（m3），吸着塔７内の
空気量をＶ′（Nm3）とし、加圧前は大気圧とすると、
吸着塔内空気量はＶ′＝Ｖ（Nm3）である。
空気量をＶ′（Nm3）とし、加圧前は大気圧とすると、
吸着塔内空気量はＶ′＝Ｖ（Nm3）である。
この状態で加圧が開始され、１秒後の吸着塔７内空気量
は Ｖ′＝Ｖ′＋△Ｑ（Nm3） ……（５） となる。
は Ｖ′＝Ｖ′＋△Ｑ（Nm3） ……（５） となる。
また、この時吸着塔７内圧力はボイルシャルルの法則に
より P2＝Ｖ′/V（kg/cm2abs） ……（６） で表わされる。
より P2＝Ｖ′/V（kg/cm2abs） ……（６） で表わされる。
これにより、１秒経過後のP2が決定される。１秒経過後
最初に戻り、P1とP2の比較をして（１）式または（２）
式を選択後、弁開度計算して弁開度として出力すればよ
い。以降これを順次繰り返すことにより、加圧流量を一
定とすべき弁開度が計算で求められる。
最初に戻り、P1とP2の比較をして（１）式または（２）
式を選択後、弁開度計算して弁開度として出力すればよ
い。以降これを順次繰り返すことにより、加圧流量を一
定とすべき弁開度が計算で求められる。
本発明の制御方法を第３図のフローチャートにより詳細
に説明する。ステップ301において、加圧工程がスター
トしたかどうかをチェックし、NOの場合はそのまま待期
する。YESの場合、ステップ302に進み、計算のためのイ
ニシャライズを行う。すなわち、加圧開始時のP2は大
圧，吸着塔内空気量は吸着器ボリュームと同じとする。
に説明する。ステップ301において、加圧工程がスター
トしたかどうかをチェックし、NOの場合はそのまま待期
する。YESの場合、ステップ302に進み、計算のためのイ
ニシャライズを行う。すなわち、加圧開始時のP2は大
圧，吸着塔内空気量は吸着器ボリュームと同じとする。
次にステップ303において、弁CV値演算式の選定を行
い、ステップ304または、ステップ305において、CV値の
計算を行う。次にステップ306において、CV値から弁開
度を計算して実際の弁開度として出力する。
い、ステップ304または、ステップ305において、CV値の
計算を行う。次にステップ306において、CV値から弁開
度を計算して実際の弁開度として出力する。
更にステップ307において、（４）〜（６）式により１
秒後のP2を計算する。
秒後のP2を計算する。
次にステップ308で、加圧工程が終了かどうかをチェッ
クし、終了の場合はステップ310で弁開度を全閉にして
次の加圧工程を待つ。
クし、終了の場合はステップ310で弁開度を全閉にして
次の加圧工程を待つ。
加圧工程が終了でない場合は、ステップ309において１
秒経過後にステップ303に入り、再度同様な演算を繰り
返す。
秒経過後にステップ303に入り、再度同様な演算を繰り
返す。
なお、この場合の１秒間は、これに限定するものではな
く、計算結果が大きな誤差とならない範囲であればどの
ような値としてもかまわない。但し、この値を変更した
場合は式（４）の定数3600も変更する必要がある。
く、計算結果が大きな誤差とならない範囲であればどの
ような値としてもかまわない。但し、この値を変更した
場合は式（４）の定数3600も変更する必要がある。
本発明によれば、流量検出器等を必要とせず簡素で信頼
性の高い制御方法を提供することができる。
性の高い制御方法を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す空気分離装置用前処理
装置の系統図、第２図は吸着塔の切替要領を示す線図、
第３図は本発明の制御方法を示すブロック図である。 1,13,14,15……管、2,3……空気入口弁、4,5……再生ガ
ス出口弁、6,7……吸着塔、8,9……空気出口弁、10,11
……再生ガス入口弁、12……加圧調節弁、16……制御装
置。
装置の系統図、第２図は吸着塔の切替要領を示す線図、
第３図は本発明の制御方法を示すブロック図である。 1,13,14,15……管、2,3……空気入口弁、4,5……再生ガ
ス出口弁、6,7……吸着塔、8,9……空気出口弁、10,11
……再生ガス入口弁、12……加圧調節弁、16……制御装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 里野 正 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 山崎 正博 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 津島 寛 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内
Claims (5)
- 【請求項１】２塔切替式吸着塔を用いた空気分離装置用
前処理装置の前記各吸着塔の出口と空気分離装置とを連
結した導管より分岐し、各吸着塔の出口に連結された導
管の途中に加圧調整弁を設けて再生した吸着塔を加圧す
るようにした空気分離装置用前処理装置の制御方法にお
いて、 上記吸着塔の加圧の開始から終了までの加圧工程期間が
微小な期間に分割された分割期間毎の弁開度を演算によ
り算出し、 各分割期間毎に上記加圧調整弁を算出された算出値に応
じた弁開度に制御する ことを特徴とする空気分離装置用前処理装置の制御方
法。 - 【請求項２】上記加圧調整弁の弁開度は、全加圧工程期
間において上記加圧調整弁を流れる原料空気の流量を一
定とするのに必要な、各分割期間毎の弁CV値と上記加圧
調整弁の弁全前開時の弁CV値との比であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の空気分離装置用前処理
装置の制御方法。 - 【請求項３】各分割期間毎の弁CV値は、FLUID CONTROL
INSTITTUTEの式に基づき算出されることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の空気分離装置用前処理装置の
制御方法。 - 【請求項４】上記FLUID CONTROL INSTITTUTEの式による
算出において、弁を流れる流体の流量、弁の入口圧力、
流体の温度、流体の密度がいずれも定数として扱われる
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の空気分離
装置用前処理装置の制御方法。 - 【請求項５】上記分割期間は１秒であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の空気分離装置用前処理装
置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62060993A JPH0753220B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 空気分離装置用前処理装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62060993A JPH0753220B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 空気分離装置用前処理装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229120A JPS63229120A (ja) | 1988-09-26 |
| JPH0753220B2 true JPH0753220B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=13158466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62060993A Expired - Lifetime JPH0753220B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 空気分離装置用前処理装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753220B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2883489B1 (fr) * | 2005-03-25 | 2008-01-11 | Air Liquide | Procede de reglage d'une installation de traitement par adsorption d'un gaz soumis a un ecoulement a travers ladite installation |
| JP2010182164A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Hitachi Plant Technologies Ltd | プロセス圧縮機のアンチサージ弁容量サイジング装置 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62060993A patent/JPH0753220B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63229120A (ja) | 1988-09-26 |
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