【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及甲醇制氫領(lǐng)域，具體涉及一種具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置。
技術(shù)介紹
1、隨著可再生能源和清潔能源技術(shù)的發(fā)展，甲醇制氫作為一種高效、清潔的氫氣生產(chǎn)方法受到了廣泛關(guān)注。然而，甲醇制氫提純過程中，吸附劑的使用會導致雜質(zhì)積累，影響提純效率和產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)的管道清洗方法往往依賴于人工操作或簡單的機械清洗，這些方法不僅效率低下，而且難以徹底清除管道內(nèi)的沉積物，可能導致設(shè)備維護成本增加和系統(tǒng)停機時間延長。因此，開發(fā)一種自動化、高效的管道清理技術(shù)對于提高甲醇制氫提純裝置的整體性能和可靠性至關(guān)重要。
2、cn216988997u提供了一種甲醇制氫提純用管道清理裝置，包括：升降小車，設(shè)置在所述升降小車上的驅(qū)動部，設(shè)置在所述驅(qū)動部上的拋丸筒部以及設(shè)置在所述拋丸筒部內(nèi)的若干拋丸珠；所述拋丸筒部能夠設(shè)置在氫氣管道外部，其中；驅(qū)動所述驅(qū)動部，所述拋丸筒部能夠旋轉(zhuǎn)，以使所述拋丸筒部帶動若干所述若干拋丸珠敲擊清理氫氣管道，通過升降小車將能夠拆裝的拋丸筒部移動至不同高度和位置的氫氣管道外壁，驅(qū)動部工作而帶動拋丸筒部旋轉(zhuǎn)，使拋丸筒部帶動若干拋丸珠對氫氣管道外壁進行全面的旋轉(zhuǎn)拋丸清潔處理。該方案還需要人工清理，未實現(xiàn)自動控制，且清理時無法獲知清潔進度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題，本專利技術(shù)提供一種具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，包括psa裝置、解吸/再生系統(tǒng)、排氣、產(chǎn)品氫氣緩沖罐、氫氣壓縮機、氫氣輸送管道和管道清理模塊；
2、psa裝置連接解吸/再生系統(tǒng)和產(chǎn)品氫
3、psa裝置用于通過吸附和解吸過程提純氫氣，內(nèi)部設(shè)置有活性炭或psa專用吸附劑，采用雙塔或四塔配置；
4、解吸/再生系統(tǒng)用于通過引入解吸氣體來解吸吸附劑上的雜質(zhì)，解吸的氣體通過排氣排出；
5、產(chǎn)品氫氣緩沖罐用于儲存提純后的氫氣，穩(wěn)定壓力波動，之后通過氫氣壓縮機和氫氣輸送管道將氫氣輸出；
6、管道清理模塊設(shè)置于psa裝置連接解吸/再生系統(tǒng)和解吸/再生系統(tǒng)連接排氣的管路上，用于對從psa裝置到排氣的解吸管路進行清理。
7、管道清理模塊包括主控制器、聲發(fā)射檢測模塊和清洗模塊；清洗模塊包括高壓水模塊和干燥模塊；高壓水模塊包括磨料沖洗模塊和純水沖洗模塊；
8、聲發(fā)射檢測模塊用于檢測清洗過程中管路中發(fā)出的聲發(fā)射信號，并根據(jù)聲發(fā)射信號確定管路是否清洗完成；
9、高壓水模塊用于生成高壓水對解吸管路進行清理；
10、主控制器連接聲發(fā)射檢測模塊和清洗模塊，用于根據(jù)聲發(fā)射檢測模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)控制清洗模塊的清洗過程。
11、磨料沖洗模塊包括磨料混合腔和脈沖控制器，磨料混合腔用于將水和磨料進行混合并攪拌，脈沖控制器控制混合后的液體脈沖噴射的噴射壓力和噴射頻率；
12、純水沖洗模塊包括儲水箱和壓力控制器，壓力控制器控制純水沖洗時的沖洗壓力。
13、磨料沖洗模塊的脈沖控制器包括壓力調(diào)節(jié)閥、頻率調(diào)節(jié)器和控制邏輯單元；壓力調(diào)節(jié)閥用于調(diào)整磨料混合液體的壓力，以控制噴射壓力；頻率調(diào)節(jié)器用于調(diào)整脈沖噴射的頻率；控制邏輯單元用于根據(jù)預(yù)設(shè)的清洗程序和管路的反饋信號，協(xié)調(diào)壓力調(diào)節(jié)閥和頻率調(diào)節(jié)器的工作，以實現(xiàn)對磨料混合液體噴射壓力和噴射頻率的精確控制；
14、壓力調(diào)節(jié)閥根據(jù)控制邏輯單元的指令，調(diào)整磨料混合液體的壓力，從而控制噴射壓力的大小；
15、頻率調(diào)節(jié)器控制脈沖噴射頻率的電子或機械裝置，根據(jù)控制邏輯單元的設(shè)定，改變噴射的頻率，以適應(yīng)不同的清洗需求。
16、純水沖洗模塊還包括過濾系統(tǒng)；純水沖洗模塊用于在磨料沖洗模塊之后對管道進行沖洗，以清除管道內(nèi)殘留的磨料和雜質(zhì)；
17、過濾系統(tǒng)用于過濾儲水箱中的純水，確保噴射出的水質(zhì)純凈無雜質(zhì)；
18、儲水箱用于儲存用于沖洗的純水，其容量根據(jù)管道長度和清洗需求確定。
19、聲發(fā)射檢測模塊包括多個聲發(fā)射傳感器、信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集單元和分析處理模塊；聲發(fā)射檢測模塊用于在管道清理過程中檢測和分析由管道內(nèi)壁發(fā)出的聲發(fā)射信號，分析清洗效果和確定清洗過程是否完成；
20、聲發(fā)射傳感器分布于管道外壁的不同位置，用于捕捉管道內(nèi)壁在清洗過程中產(chǎn)生的聲發(fā)射信號；
21、信號調(diào)理單元與聲發(fā)射傳感器相連接，用于放大、濾波和調(diào)理聲發(fā)射信號，以便于數(shù)據(jù)采集單元采集；
22、數(shù)據(jù)采集單元，用于從信號調(diào)理單元接收調(diào)理后的信號，并進行數(shù)字化處理和存儲；
23、分析處理模塊接收數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)字信號，進行信號處理和分析。
24、分析處理模塊接收數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)字信號，進行信號處理和分析具體如下：
25、對采集到的聲發(fā)射信號進行預(yù)處理，包括去噪、信號增強和趨勢去除，以提高信號質(zhì)量；
26、從預(yù)處理后的聲發(fā)射信號中提取特征參數(shù)，特征參數(shù)包括信號幅度、能量、頻率成分、信號持續(xù)時間、上升時間和計數(shù)率；
27、利用深度學習模型對聲發(fā)射信號進行分類，區(qū)分出由清洗過程中沉積物脫落引起的信號、管道振動信號與環(huán)境噪聲引起的信號；
28、當聲發(fā)射信號中沉積物脫落引起的信號達到或低于預(yù)設(shè)閾值，且在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定，表明管道內(nèi)壁的沉積物已基本脫落，清洗過程完成。
29、數(shù)據(jù)預(yù)處理：
30、使用小波變換或傅里葉變換去除信號中的噪聲，通過放大信號的有用成分來提高信噪比，使用高斯平滑或其他方法去除信號中的線性或非線性趨勢；
31、特征提取時提取以下特征：
32、信號幅度：計算信號的最大值和最小值；
33、能量：計算信號的總能量，具體為信號平方的積分；
34、頻率成分：使用傅里葉變換提取信號的頻譜，并分析主要頻率成分；
35、信號持續(xù)時間：測量信號的持續(xù)周期；
36、上升時間：從信號開始到達到最大值的時間間隔；
37、計數(shù)率：信號在檢測時間段內(nèi)的事件計數(shù)；
38、深度學習模型結(jié)構(gòu)具體如下：
39、輸入層：接受預(yù)處理和特征提取后的數(shù)據(jù)，根據(jù)聲發(fā)射信號的特征維度確定輸入層的神經(jīng)元數(shù)量，每個特征需要一個或多個神經(jīng)元；使用歸一化方法z-score標準化進行歸一化；
40、隱藏層：多個隱藏層，使用激活函數(shù)relu或sigmoid進行非線性轉(zhuǎn)換；
41、每層的神經(jīng)元數(shù)量根據(jù)數(shù)據(jù)的維度來確定，隱藏層的神經(jīng)元數(shù)量多于輸入層；
42、第一個隱藏層：256個神經(jīng)元，relu激活函數(shù)；第二個隱藏層：128個神經(jīng)元，relu激活函數(shù)，dropout層：在每個隱藏層后應(yīng)用dropout，丟棄率為0.5，以減少過擬合；
43、分類層：輸出層，使用softmax或其他激活函數(shù)進行分類，將最后一個隱藏層的輸出映射到類別數(shù)量c，應(yīng)用softmax激活函數(shù)，將輸出轉(zhuǎn)換為概本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，包括PSA裝置、解吸/再生系統(tǒng)、排氣、產(chǎn)品氫氣緩沖罐、氫氣壓縮機、氫氣輸送管道和管道清理模塊；其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：磨料沖洗模塊的脈沖控制器包括壓力調(diào)節(jié)閥、頻率調(diào)節(jié)器和控制邏輯單元；壓力調(diào)節(jié)閥用于調(diào)整磨料混合液體的壓力，以控制噴射壓力；頻率調(diào)節(jié)器用于調(diào)整脈沖噴射的頻率；控制邏輯單元用于根據(jù)預(yù)設(shè)的清洗程序和管路的反饋信號，協(xié)調(diào)壓力調(diào)節(jié)閥和頻率調(diào)節(jié)器的工作，以實現(xiàn)對磨料混合液體噴射壓力和噴射頻率的精確控制；
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：
10.一種甲醇制氫提純方法，采用權(quán)利要求1-9任一項所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于具體包括如下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，包括psa裝置、解吸/再生系統(tǒng)、排氣、產(chǎn)品氫氣緩沖罐、氫氣壓縮機、氫氣輸送管道和管道清理模塊；其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有管道清理結(jié)構(gòu)的甲醇制氫提純裝置，其特征在于：磨料沖洗模塊的脈沖控制器包括壓力調(diào)節(jié)閥、頻率調(diào)節(jié)器和控制邏輯單元；壓力調(diào)節(jié)閥用于調(diào)整磨料混合液體的壓力，以控制噴射壓力；頻率調(diào)節(jié)器用于調(diào)整脈沖噴射的頻率；控制邏輯單元用于根據(jù)預(yù)設(shè)的清洗程序和管路的反饋信號，協(xié)調(diào)壓力調(diào)節(jié)閥和頻...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李新中，劉冬梅，黃浩然，李新華，張云，
申請(專利權(quán))人：蕪湖中氫新能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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