Tqn全自动量控节能氮气的制造方法
【专利摘要】本发明涉及从空气中分离、制取氮气、氧气的设备的【技术领域】，特指TQN全自动量控节能氮气机，其包括机座上至少设有二个或以上的吸附容器一号吸附容器、二号吸附容器通过进气阀、进气阀和一号管道与总进气阀连接空气入口，一号吸附容器、二号吸附容器下部还通过管道上和一号泄压阀、二号泄压阀与消音器连通，一号吸附容器、二号吸附容器的上端，通过一号出气阀、二号出气阀、二号管道、总出气阀、粉尘过滤器、氮气储气罐连通，其设计紧凑独特、结构科学、布局合理、操作简单、性能安全、可根据现场氮气用量自动调节进入节能模式，连续不断提取氮气，运行成本低廉，达到节约能源的目的。
【专利说明】TQN全自动量控节能氮气机
【技术领域】:
[0001]本发明涉及从空气中分离、制取氮气、氧气设备的【技术领域】，特指TQN全自动量控节能氮气机。
【背景技术】:
[0002]由于空气中所含的氮气比为78%左右，那么，PSA氮气机的氮气产量与压缩空气的供应量成正比。而吸附材料一碳分子筛在单位时间内的吸附(氧分子)的能力是有限的，所以，分子筛的产氮率和氮气产量决定碳分子筛的用量，分子筛按堆积比配置吸附容器，必须以最大产量设计。同时，为了保证碳分子筛能反复多次循环使用，通常将吸附容器分为二组，一组(如:A组)在吸附，选择达到饱和时，切换到另一组(如:B组)吸附选择。根据碳分子筛的特性，此时，将A组吸附、选择时容器内的压力瞬间泄放至常压，即释放先前被吸附的氧分子，另辅助微量的反气吹量，使之还原到初始状态。B组吸附饱和后，通过PLC控制，切换到A组吸附，如此交替进行，可以从压缩空气源中，不断提取氮气或氧气。PSA氮气机的最大能耗是空气压缩机，而消耗最大压缩空气的环节是当A组吸附饱和后(切换到B组时)，泄放的压缩空气和B组吸附饱和后，(切换到A组时)泄放的压缩空气。按照目前全球各品牌碳分子筛的特性之一，“产氮率”Nm3/H，来计算设计的“吸附饱和时间”基本为Imin左右，即每个交换周期约2min.即每二分钟，A组、B组容器中的压缩空气要泄放一次(至常压——解吸还原)。客户通常按最大需求量采购机型，这种情况普遍存在，浪费非常大。
【发明内容】
:
[0003]本发明的目的是针对市场关联技术的缺陷和空白，研制发明了一种TQN全自动量控节能氮气机，结构科学， 从流量取样器中读取“大、中、小”的阶梯信号，反馈到PLC，自动计算、调节吸附、解吸周期和原料空气供给量，以压缩空气为原料，通过由碳分筛填充而组成的吸附容器，采用压力状态下选择性吸附的特性，富集提取空气中所含的氮气的机器，达到节能的目的。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:其包括机座、A组吸附容器、B组吸附容器、程序控制箱、氮气分析仪，机座上至少设有二个或以上的吸附容器，一号吸附容器、二号吸附容器通过进气阀、进气阀和一号管道与总进气阀连接空气入口，一号吸附容器、二号吸附容器下部还通过管道上和一号泄压阀、二号泄压阀与消音器连通，一号吸附容器、二号吸附容器的上端，通过一号出气阀、二号出气阀、二号管道、总出气阀、粉尘过滤器、氮气储气罐连通。
[0005]所述的A组吸附容器通过辅助解吸阀与B组吸附器容器导通。
[0006]所述的氮气储气罐上装有压力表、安全阀、三号管道连接，手动排空阀、自动排污阀、纯度控制阀导通至氮气出口。
[0007]其特征在于:所述的氮气储气罐上装有稳压阀、连接流量取样器、流量取样器信号到程序控制箱PLC。[0008]所述的流量取样器为大、中、小三档阶梯信号。
[0009]本发明有益效果为机座、A组吸附容器、B组吸附容器、程序控制箱、氮气分析仪，机座上至少设有二个或以上的吸附容器，一号吸附容器、二号吸附容器通过一号进气阀、二号进气阀和一号管道与总进气阀连接空气入口，一号吸附容器、二号吸附容器下部还通过管道上和一号泄压阀、二号泄压阀与消音器连通，一号吸附容器、二号吸附容器的上端，通过一号出气阀、二号出气阀、二号管道、总出气阀、粉尘过滤器、氮气储气罐连通，流量取样器能根据现场实际用气量读出大、中、小阶梯信号反馈到程序控制箱。其设计紧凑独特、结构科学、布局合理、操作简单、性能安全、可根据现场氮气用量自动调节进入节能模式，连续不断提取氮气，运行成本低廉，达到节约能源的目的。
【专利附图】
【附图说明】:
[0010]图1是本发明结构示意图。
[0011]图2是本发明实施方式系统的示意图。
[0012]图3是本发明的电路原理图。
【具体实施方式】:
[0013]见图1至图3所示:本发明其包括机座1、一号吸附容器2、二号吸附容器3、程序控制箱4、氮气分析仪25，其特征在于:机座I上至少设有二个或以上的吸附容器，一号吸附容器2、二号吸附容器3通过进气阀6、进气阀8和一号管道100与总进气阀5连接空气入口，一号吸附容器2、二号吸附容器3下部还通过管道上100和泄压阀7、9与消音器10连通，一号吸附容器2、二号吸附容器3的上端，通过出气阀12、出气阀13、二号管道200、总出气阀14、粉尘过滤器15、氮气储气罐16连通。
[0014]所述的A组一号吸`附容器2通过辅助解吸阀23与二号吸附器容器3导通。
[0015]所述的氮气储气罐16上装有压力表11、安全阀17、三号管道300连接手动排空阀21、自动排污阀20、纯度控制阀22导通至氮气出口。
[0016]其特征在于:所述的氮气储气罐16上装有稳压阀19、连接流量取样器18、流量取样器18信号到程序控制箱PLC4。
[0017]所述的流量取样器18为大、中、小3档阶梯信号。
[0018]本发明方案通过以下步骤具体实施:按下程控箱4上的SBl启动开关，PLC恢复上次停机时程序，(如设定从O开始)填充碳分子筛的A组一号吸附容器2进入吸附状态，B组二号吸附容器3进入泄压(解吸)状态，此时，原料压缩空气经过总进气5、A组进气阀6、进入A组一号吸附容器2底部，由容器内气体扩散器将气体均匀分布到整个“吸附床面”，A组一号吸附容器2压力升高，压缩空气从下而上穿过“吸附床”，其中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床后富集在A组一号吸附容器2顶部，经过A组出气阀12、总出气阀14、再经过粉尘过滤器15滤出微量粉尘后，进入氮气储罐16。这个过程时间通常为五十秒左右，(是按照碳分子筛的特性、单位时间内的吸附能力、产氮率、氮气纯度、产氮量决定的，称之为A组吸附。A组吸附过程结束后，(氮气纯度要求高的，此时可增加A组一号吸附容器2向B组容器的均压过程，3秒左右)在PLC的控制下，压缩空气经过总进气5、B组进气阀
8、进入B组二号吸附容器3底部，由容器内气体扩散器将气体均匀分布到整个“吸附床面”，B组二号吸附容器3压力升高，压缩空气从下而上穿过“吸附床”，其中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床后富集在B组二号吸附容器3顶部，经过B组出气阀13、总出气阀14、再经过粉尘过滤器15滤出微量粉尘后，进入氮气储罐16。此过程时间也为五十秒左右，称之为B组吸附。同时，A组一号吸附容器2瞬间降压至0，将碳分子筛吸附的氧气通过A组泄气阀(7)、消音器10泄压(解吸)释放回大气当中，此过程称之为解吸。反之，A组一号吸附容器2吸附时，B组二号吸附容器3瞬间降压至0，将碳分子筛吸附的氧气通过B组泄气阀9、消音器10泄压(解吸)释放回大气当中。为较彻底释放出分子筛中的氧气，从处在吸附压力的容器中，取一小部份氮气，通过一个可调节的辅助解吸阀23吹扫正在解吸的吸附容器内的碳分子筛，将碳分子筛中所含的氧气吹出干净。这个过程称之为反吹，它与解吸是同时进行的。B组吸附过程结束后，切换到A组吸附。如此一直循环进行下去。程序控制箱上配有氮气分析仪，可从氮气取样口 24取出微量氮气，供氮气分析仪25检测氮气的残氧含量或氮气纯度。当纯度符合要求时，纯度控制阀22是打开的，自动排污阀20关阀。否则，纯度控制阀22关阀，自动排污阀20打开，将不合格气体排出到大气中。另外，程序控制箱上还配有声光报警。手动排空阀21在每次调试时使用。氮气储气罐16起储蓄和稳压作用，稳压阀19可调节输出氮气压力，流量取样器18根据实际用气量读取大、中、小阶梯信号，反馈到PLC，自动进行(延时)计算后，输出适宜的吸附、解吸周期和原料空气供给量。氮气机在分离、提取氮气时，PLC控制指挥电磁阀，再由指挥电磁阀分别控制十个气动管道角座阀的开、闭来完成。每个吸附、泄压(解吸)输出氮气过程中，除应该打开的阀门外，其它阀门都应处于关闭状态。
[0019]A组处于吸附、B组泄压(解吸)时的状态
[0020](打开、关闭的时间有先后)
[0021]
【权利要求】
1.TQN全自动量控节能氮气机，包括机座(1)、一号吸附容器(2)、二号吸附容器(3)、程序控制箱(4)氮气分析仪(25)，其特征在于:机座(1)上至少设有二个或以上的吸附容器一号吸附容器(2)、二号吸附容器(3)通过进气阀(6)、进气阀(8)和一号管道(100)与总进气阀(5)连接空气入口，一号吸附容器(2)、二号吸附容器(3)下部还通过管道上(100)和一号泄压阀(7)、二号泄压阀(9)与消音器(10)连通，一号吸附容器(2)、二号吸附容器(3)的上端，通过出气阀(12)、出气阀(13)、二号管道(200)、总出气阀(14)、粉尘过滤器(15)、氮气储气罐(16)连通。
2.根据权列要求I所述的TQN全自动量控节能氮气机，其特征在于:所述的A组一号吸附容器(2)通过辅助解吸阀(23)与二号吸附器容器(3)导通。
3.根据权利 要求1所述的TQN全自动量控节能氮气机，其特征在于:所述的氮气储气罐(16)上装有压力表(11)、安全阀(17)、三号管道(300)连接，手动排空阀(21)、自动排污阀(20)、纯度控制阀(22)导通至氮气出口。
4.根据权利要求1所述的TQN全自动量控节能氮气机，其特征在于:所述的氮气储气罐(16)上装有稳压阀(19)、连接流量取样器(18)、流量取样器(18)信号到程序控制箱PLC(4)。
5.根据权利要求1所述的TQN全自动量控节能氮气机，其特征在于:所述的流量取样器(18)为大、中、小三档阶梯信号。
【文档编号】C01B21/04GK103601159SQ201310603778
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】王开锋, 靳大威, 王先佳 申请人:广东太安伊侨气体设备有限公司