一种节能制氮系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种节能制氮系统，该制氮系统包括空压机、空气净化装置、空气缓冲罐、制氮装置、氮气缓冲罐、氮气储存罐，还包括控制箱、电接点压力表；所述控制箱包括控制面板、PLC，所述PLC与控制面板连接。所述氮气储存罐出口处安装电接点压力表，所述电接点压力表与PLC相连接。所述电接点压力表有压力上限和压力下限。所述控制面板可选择手动状态可自动状态，当选择手动状态时，制氮机连续制氮。当选择自动状态时，通过设定电接点压力表有压力上限和压力下限来控制空压机和制氮机的启动和停止，从而达到节能减耗的效果。
【专利说明】一种节能制氮系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种工业制氮领域，具体涉及一种节能制氮系统。
【背景技术】
[0002]氮气作为空气中含量最丰富的气体，它无色、无味，透明属于亚惰性气体。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。目前常用的制氮方法是以空气为原料，利用物理方法，将其中的氧和氮分离而获得氮气。变压吸附(PSA)制氮工艺是加压吸附，常压解吸。
[0003]常用的制氮设备为二塔结构，利用常压解吸、变压吸附原理，以碳分子筛为吸附齐U，利用加压吸附，降压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔来实现空气分离从空气中吸附和释放氧气，从而分离出高纯度的氮气。制氮设备的吸附罐，在压力高时，碳分子筛吸附空气中的氧，而不易被吸附的氮气成为产品；在压力低时，氧从碳分子筛中脱附出来。利用压力的变化，就能有效地从空气中分离出所需要的氮气。但是此种方法控制方式单一，不能满足用户不同工况需求。一是供气量不能随用气量的变化而变化，如后工段用气量小于氮气的产气量，压缩机提供的多余的压缩空气将被放空，制氮机产出的氮气也将被放空，造成能源浪费。二是用户对于氮气纯度不能随着实际需求主动调整，造成过度提纯造成过度加工的浪费。
[0004]因此，需要提供一种节能制氮系统，通过对制氮机工作方式的改变贴合不同用户需求，减少不必要的浪费。
实用新型内容
[0005]针对【背景技术】中存在的问题本实用新型作出进一步的改进，即本实用新型要解决的技术问题是提供一种节能制氮系统，使压缩空气的供气量随着制氮机的需求量而变化，制氮机产出氮气的制备量随着用气量的变化而变化，同时使氮气的纯度随着实际需求而调整，避免过度提纯造成能源的浪费。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]构造一种节能制氮系统，该制氮系统包括空压机、空气净化装置、制氮装置和氮气储存罐，其特征在于:还包括控制箱、电接点压力表；
[0008]所述空压机、空气净化装置、制氮装置和氮气储存罐依次通过管道连接；
[0009]所述控制箱包括控制面板、PLC (可编程控制器);所述控制面板与PLC的输入单元电连接；
[0010]所述氮气储存罐出口处安装电接点压力表,所述电接点压力表与PLC的输入单元电连接；
[0011]所述PLC的输出单元与制氮装置连接；所述PLC的输出单元与空压机连接。
[0012]进一步的，所述控制面板上设置选择开关、手动挡和自动挡。选择开关可选择手动挡或者自动挡。当控制面板选择手动挡时，控制面板把手动信号传输给PLC，从而PLC控制空压机连续提供压缩空气，制氮机连续产出氮气。
[0013]进一步的，所述空气净化装置与制氮装置之间的连接管道上设置有空气缓冲罐。
[0014]进一步的，所述制氮装置与氮气储存罐之间的连接管道上设置有氮气缓冲罐。
[0015]进一步的，所述连接管道上均设置有阀门，通过控制阀门的开关来控制管道内气体的流向。
[0016]进一步的，所述制氮装置包括并联的第一制氮机和第二制氮机，第一制氮机和第二制氮机可同时工作，也可以交替工作，当氮气需求量大时，第一制氮机和第二制氮机同时工作，当氮气需求量小时，选择第一制氮机或者第二制氮机工作。
[0017]进一步的，所述电接点压力表设置压力上限和压力下限。
[0018]控制面板上的选择开关设置为自动挡，当电接点压力表达到压力上限时，电接点压力表将压力信号传输给PLC输入单元，PLC通过输出单元控制空压机停止工作，停止供应压缩空气；同时PLC通过输出单元控制制氮机停止工作，停止产出氮气。当电接点压力表达到压力上限时，电接点压力表将压力信号传输给PLC输入单元，PLC通过输出单元控制空压机开始工作，开始供应压缩空气；同时PLC通过输出单元控制制氮机开始工作，开始产出氮气。
[0019]制氮机的产气量与所产氮气的纯度成反比，产气量大时，氮气的纯度降低，反之减小产气量使氮气的纯度升高，可以根据需要通过设定电接点压力表的压力上限和压力下限来选择合适的氮气产气量和氮气纯度。
[0020]本实用新型的有益效果如下:
[0021]本实用新型的一种节能制氮系统由于采用了上述技术方案，通过在控制面板上设置选择开关，通过选择开关可选择制氮系统采用手动状态或者自动状态，当用氮量大且需要连续制氮时，选择手动状态，使制氮机连续制氮。当用氮量小、用氮时间不定且对氮气浓度有较高要求时，控制面板选择自动状态，设定电接点压力表的压力上限和压力下限，当氮气储存罐出口处压力低于压力下限时，PLC控制空压机和制氮机同时启动；当氮气储存罐出口处压力高于压力上限时，PLC控制空压机和制氮机同时停止；从而实现空压机和制氮机能够根据氮气的需求量来自动启停，达到节能降耗的目的。并且可以根据需要通过设定电接点压力表的压力上限和压力下限来选择合适的氮气产气量和氮气纯度。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0023]图1为本实用新型的结构示意图。
[0024]图中:1是空压机、2是空气净化装置、3是空气缓冲罐、4是制氮装置，41是第一制氮机、42是第二制氮机、5是氮气缓冲罐、6是氮气储存罐、7是电接点压力表、8是控制箱、81是PLC、82是控制面板。
【具体实施方式】
[0025]实施例1
[0026]如图1所示一种节能制氮系统，该制氮系统包括空压机1、空气净化装置2、制氮装置4和氮气储存罐6，还包括控制箱8、电接点压力表7 ；[0027]所述空压机1、空气净化装置2、制氮装置4和氮气储存罐5依次通过管道连接；所述空气净化装置2与制氮装置4之间的连接管道上设置有空气缓冲罐3。所述制氮装置4与氮气储存罐6之间的连接管道上设置有氮气缓冲罐5。所述连接管道上均设置有阀门。所述制氮装置4包括并联的第一制氮机41和第二制氮机42。
[0028]所述控制箱8包括控制面板82、PLC81 ;所述控制面板82与PLC81的输入单元电连接；
[0029]所述控制面板82上设置选择开关、手动挡和自动挡。
[0030]所述氮气储存罐6出口处安装电接点压力表7，所述电接点压力表7与PLC81的输入单元电连接；
[0031]所述PLC81的输出单元与制氮装置4连接；所述PLC81的输出单元与空压机I连接。
[0032]电接点压力表7设置压力上限和压力下限。
[0033]实施例2
[0034]实施例1所述的一种节能制氮系统，其使用方法是:第一制氮机和第二制氮机同时使用，电接点压力表的上限设置为3kgf/cm2，下限设置为2kgf/cm2，当氮气储存罐出口处压力降低到2kgf/cm2时制氮机可以自动开启，当氮气储存罐出口处压力增加到3kgf/cm2时制氮机可以自动停止，因此，第一步自动启停可以实现。
[0035]第二制氮机产气量不做调节，逐步调节第一制氮机的产气量至150m3/h，第一制氮机流量输出稳定在150m3/h时，氮气浓度的波动在98.2?99.99之间。
[0036]实施例3
[0037]只使用一台第一制氮机组的测试，氮气缓冲罐出口处的流量调整到250m3/h (最大)时发现电接点压力表的压力读数从2.67kgf/cm2直降到L 41kgf/cm2,氮气浓度显示为99.99%，此时增大了压缩空气流量的输出到300m3/h电接点压力表的压力读数逐步回升到2.5kgf/cm2，氮气浓度显示为99.31%左右。
[0038]实施例4
[0039]空压机的出气压力为6.5kgf/cm2，制氮装置流量输出为208m3/h，氮气缓冲罐的压力指示在0.5?0.55MPa之间波动，氮气浓度在99.24%?99.31%之间，氮气储气罐出口压力在 2.53kgf/cm2。
[0040]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【权利要求】
1.一种节能制氮系统，该制氮系统包括空压机、空气净化装置、制氮装置和氮气储存罐，其特征在于:还包括控制箱、电接点压力表； 所述空压机、空气净化装置、制氮装置和氮气储存罐依次通过管道连接； 所述控制箱包括控制面板、PLC ;所述控制面板与PLC的输入单元电连接； 所述氮气储存罐出口处安装电接点压力表，所述电接点压力表与PLC的输入单元电连接; 所述PLC的输出单元与制氮装置连接；所述PLC的输出单元与空压机连接。
2.根据权利要求1所述的一种节能制氮系统，其特征在于:所述控制面板上设置选择开关、手动挡和自动挡。
3.根据权利要求1所述的一种节能制氮系统，其特征在于:所述空气净化装置与制氮装置之间的连接管道上设置有空气缓冲罐。
4.根据权利要求1所述的一种节能制氮系统，其特征在于:所述制氮装置与氮气储存罐之间的连接管道上设置有氮气缓冲罐。
5.根据权利要求1所述的一种节能制氮系统，其特征在于:所述连接管道上均设置有阀门。
6.根据权利要求1所述的一种节能制氮系统，其特征在于:所述制氮装置包括并联的第一制氮机和第二制氮机。
7.根据权利要求1所述的一种节能制氮系统，其特征在于:所述电接点压力表设置压力上限和压力下限。
【文档编号】C01B21/04GK203715279SQ201420054906
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】杨海涛 申请人:立邦涂料（天津）有限公司