一种制取氮气的装置及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种制取氮气的装置，包括依次连接的空气压缩机、过滤器、干燥器、分离器以及空气存储器；过滤器包括液体过滤和粉尘过滤；其中还包括稳压器和压力传感器，稳压器与分离器通过第一回路联通；第一回路上还设有第二回路；第一回路设有第一控制阀；第二回路设有第二控制阀；压力传感器分别设置于分离器和第一回路上；通过采用上述技术方案，能够有效提高制取氮气的生产效率，防止由于压力浮动影响到设备的稳定；并且能够简化制取氮气设备、降低流路堵塞情况；提高安全生产效率，体积也相对较小，而且方便拆卸维修。
【专利说明】
一种制取氮气的装置及其控制方法
技术领域
[0001]本发明属于制取氮气技术领域，具体涉及一种制取氮气的装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]现有的制取氮气装置一般采用优质碳分子筛为吸附剂，利用变压吸附原理，直接从压缩空气中获取氮气;在一定压力下，动力效应的原因，氧、氮在碳分子筛上的扩散速率差异较大，短时间内，氧分子被碳分子筛大量吸附，氮分子在气相富集，达到氧氮分离。但由于碳分子筛层对氧的吸附容量随压力的变化有明显差异，降低压力，即可解吸碳分子筛吸附的氧分子，使碳分子筛再生，得以重复使用;采用两个吸附器工作，一个吸附产氮，一个解吸再生，循环交错，连续产出高品质氮气;但现有制取氮气设备氮气回收率不高，碳分子筛层的使用效率也很低；同时由于压力的影响，也将严重影响到吸附器的工作效率。
[0003]基于上述制取氮气装置中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种制取氮气的装置，旨在解决现有制取氮气装置压力不稳的问题。
[0005]本发明提供一种制取氮气的装置，包括依次连接的空气压缩机、过滤器、干燥器、分离器以及空气存储器;过滤器包括液体过滤和粉尘过滤；其中还包括稳压器和压力传感器，稳压器与分离器通过第一回路联通;第一回路上还设有第二回路;第一回路设有第一控制阀;第二回路设有第二控制阀;压力传感器分别设置于分离器和第一回路上。
[0006]进一步地，分离器包括第一分离器和第二分离器;第一分离器和第二分离器并列设置，并通过第三回路和第四回路联通;第一回路和第二回路以及第三回路联通。
[0007]进一步地，第一分离器和第二分离器分别设有碳分子筛层。
[0008]进一步地，还包括氮气存储器，氮气存储器与分离器联通;用于存储氮气。
[0009]进一步地，还包括油分离器;油分离器设置于干燥器和过滤器之间。
[0010]进一步地，还包括第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀以及第六控制阀；第三控制阀设置于第三回路上；第四控制阀设置于第四回路上；第五控制阀与第六控制阀分别设置于第一分离器和第二分离器的出气口；第三控制阀与第五控制阀联动;第四控制阀与第五控制阀联动。
[0011]进一步地，还包括感温包，感温包分别设置于第一分离器和第二分离器内部出气口处。
[0012]进一步地，还包括低压气栗;低压气栗联通第一回路。
[0013]本发明还提供一种制取氮气的控制方法，包括:S1:压力传感器检测分离器内的压力值和第一回路的压力值；
S2:对比分离器内的压力值和分离器预设压力值； S3:对比第一回路的压力值和第一回路的预设压力值；
S4:当分离器内的压力值大于分离器预设压力值;且第一回路的压力值小于其预设值时，打开第二控制阀。
[0014]进一步地，还包括:
Sll:压力传感器分别检测第一分离器和第二分离器的压力值；
S12:对比所述第一分离器的压力值和所述第二分离器的压力值；
S13:当所述第一分离器的压力值大于所述第二分离器的压力值的数值超出50pa时，打开第三控制阀处于全开状态，打开第二控制阀处于半开状态。
[0015]通过采用上述技术方案，能够有效提高制取氮气的生产效率，防止由于压力浮动影响到设备的稳定;并且能够简化制取氮气设备、降低流路堵塞情况;提高安全生产效率，体积也相对较小，而且方便拆卸维修。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0017]以下将结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明制取氮气的装置结构示意图。
[0018]图中:1、空气压缩机;2、过滤器;3、干燥器;4、空气存储器;5、第一分离器;6、第二分离器;7、第三控制阀;8、第四控制阀;9、第五控制阀；10、第六控制阀；11、第一控制阀；12、第二控制阀；13、稳压器;14、氮气存储器。
【具体实施方式】
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0020]如图1所示，本发明提供一种制取氮气的装置，包括依次连接的空气压缩机1、过滤器2、干燥器3、分离器以及空气存储器4;过滤器2包括液体过滤和粉尘过滤，主要是初步过滤初步空气中掺杂的液体以及粉尘颗粒，避免后续工序中影响吸附提纯;其中还包括稳压器13和压力传感器;进一步地，压力传感器分别设置于分离器内壁以及稳压器13内壁，用于检测稳压器13和分离器的压力值;稳压器13与分离器通过第一回路联通;第一回路上还设有第二回路;第一回路设有第一控制阀11;第二回路设有第二控制阀12;压力传感器分别设置于分离器和第一回路上;分离器包括第一分离器5和第二分离器6，第一分离器5和第二分离器6分别设有碳分子筛层，碳分子筛层对空气中的氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面上的扩散速率不同，通过将直径较小的气体分子(氧气)扩散速率较快，较多的进入碳分子筛微孔从而将两种气体分离;第一分离器5和第二分离器6并列设置，并通过第三回路和第四回路联通;第一回路和第二回路以及第三回路联通;通过采用上述方案，能够在分离器以及制取氮气的流路中压力不稳定情况下，通过启动第二回路中的控制阀12，使稳压器13中的氮气回流，起到稳压的作用；当分离器以及稳压器中的压力变化值较小的情况，第一回路上的第一控制阀11处于半打开状态，同样能有起到均压的作用。
[0021 ]优选地，还包括氮气存储器14，氮气存储器14与分离器联通，主要用于存储氮气；同时氮气存储器14还可以与稳压器13联通，主要是进一步保持稳压器13中的氮气充足。
[0022]优选地，还包括油分离器;油分离器设置于干燥器3和过滤器4之间；主要是分离初步过滤后的气体中的油性物质，避免油性物质进入分离器中对碳分子筛进行吸附粘贴，影响到吸附功能。
[0023]优选地，如图1所示，本发明还包括第三控制阀7、第四控制阀8、第五控制阀9以及第六控制阀10;第三控制阀7设置于第三回路上，用于制取氮气时控制第一分离器5的启闭；第四控制阀8设置于第四回路上，用于制取氮气时控制第二分离器6的启闭；第五控制阀9与第六控制阀10分别设置于第一分离器5和第二分离器6的出气口；第三控制阀7与第五控制阀9联动，主要用于调制第一分离器5制取氮气以及调压；第四控制阀8与第五控制阀10联动，主要用于调制第二分离器6以及调压。
[0024]优选地，还包括感温包，感温包分别设置于第一分离器5和第二分离器6内部出气口处，用于检测第一分离器5和第二分离器6内部温度；当由于温度过高时，判断压力值的大小。
[0025]优选地，还包括低压气栗;低压气栗联通第一回路；用于压力较小时，进行冲压，保持足够压力。
[0026]根据上述提供方案，本发明还相应提供一种制取氮气的控制方法，包括以下步骤: S1:压力传感器检测分离器内的压力值和第一回路的压力值；
S2:对比分离器内的压力值和分离器预设压力值；
S3:对比第一回路的压力值和第一回路的预设压力值；
S4:当分离器内的压力值大于分离器预设压力值;且第一回路的压力值小于其预设值时，打开第二控制阀。
[0027]优选地，还包括以下步骤:
Sll:压力传感器分别检测第一分离器和第二分离器的压力值；
S12:对比所述第一分离器的压力值和所述第二分离器的压力值；
S13:当所述第一分离器的压力值大于所述第二分离器的压力值的数值超出50pa时，打开第三控制阀处于全开状态，打开第二控制阀处于半开状态；一般情况下压力值在50Pa以下分离器的生产相对较为安全，其内部压力相对稳定。
[0028]通过采用上述技术方案，能够有效提高制取氮气的生产效率，防止由于压力浮动影响到设备的稳定;并且能够简化制取氮气设备、降低流路堵塞情况;提高安全生产效率，体积也相对较小，而且方便拆卸维修。
[0029]以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种制取氮气的装置，其特征在于，包括依次连接的空气压缩机、过滤器、干燥器、分离器以及空气存储器;所述过滤器包括液体过滤和粉尘过滤；其中还包括稳压器和压力传感器，所述稳压器与所述分离器通过第一回路联通;所述第一回路上还设有第二回路;所述第一回路设有第一控制阀11;所述第二回路设有第二控制阀12;所述压力传感器分别设置于所述分离器和所述第一回路上。2.根据权利要求1所述的制取氮气的装置，其特征在于，所述分离器包括第一分离器和第二分离器;所述第一分离器和所述第二分离器并列设置，并通过第三回路和第四回路联通;所述第一回路和所述第二回路以及所述第三回路联通。3.根据权利要求2所述的制取氮气的装置，其特征在于，所述第一分离器和所述第二分离器分别设有碳分子筛层。4.根据权利要求1所述的制取氮气的装置，其特征在于，还包括氮气存储器，所述氮气存储器与所述分离器联通;用于存储氮气。5.根据权利要求1所述的制取氮气的装置，其特征在于，还包括油分离器;所述油分离器设置于所述干燥器和所述过滤器之间。6.根据权利要求2所述的制取氮气的装置，其特征在于，还包括第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀以及第六控制阀；所述第三控制阀设置于所述第三回路上;所述第四控制阀设置于所述第四回路上;所述第五控制阀与所述第六控制阀分别设置于所述第一分离器和所述第二分离器的出气口；所述第三控制阀与所述第五控制阀联动;所述第四控制阀与所述第五控制阀联动。7.根据权利要求6所述的制取氮气的装置，其特征在于，还包括感温包，所述感温包分别设置于所述第一分离器和所述第二分离器内部出气口处。8.根据权利要求1所述的制取氮气的装置，其特征在于，还包括低压气栗;所述低压气栗联通所述第一回路。9.一种制取氮气的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:压力传感器检测分离器内的压力值和第一回路的压力值； S2:对比分离器内的压力值和分离器预设压力值； S3:对比第一回路的压力值和第一回路的预设压力值； S4:当分离器内的压力值大于分离器预设压力值;且第一回路的压力值小于其预设值时，打开第二控制阀。10.根据权利要求9所述的制取氮气的控制方法，其特征在于，还包括； SII:压力传感器分别检测第一分离器和第二分离器的压力值； S12:对比所述第一分离器的压力值和所述第二分离器的压力值； S13:当所述第一分离器的压力值大于所述第二分离器的压力值的数值超出50pa时，打开第三控制阀处于全开状态，打开第二控制阀处于半开状态。
【文档编号】C01B21/04GK106082144SQ201610422061
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201610422061.6, CN 106082144 A, CN 106082144A, CN 201610422061, CN-A-106082144, CN106082144 A, CN106082144A, CN201610422061, CN201610422061.6
【发明人】钱林月, 任剑英
【申请人】湖州南浔展辉分子筛厂