专利名称：多塔组合式变压吸附制氮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制氮装置，特别涉及变压吸附制氮装置。
背景技术：
现有的变压吸附的制氮装置一般为两塔结构，具体的来说，该装置包括一个主要 由两个并联连接的吸附塔所组成的吸附塔组。 一般来说，吸附塔组中的两个吸附塔并行地 设置，且两个吸附塔都各自都带有一个与进气总阀门相连接的进气阀门以及一个与氮气出 口总阀门相连接的出口阀门，从而达到并联连接；另外，两个吸附塔上还各自带有一个相并 联的且与相应的进气阀门相连接的解吸气出口阀门，关闭上述的进气出口阀门并打开解吸 气出口阀门就使得吸附塔从吸附状态转换到解吸附再生状态。解吸气出口阀门上还可以连 有消音器。上述的吸附塔中装载有一定量的吸附剂，本领域技术人员可以根据制氮量、氮气 产品纯度、制氮时压力等工作参数来决定所装载的吸附剂的量。 制氮装置工作时，上述吸附塔组的两个吸附塔交替吸附、解吸附再生。即开启进气 总阀门和其中一个吸附塔的进气阀门，压縮空气进入该吸附塔，该吸附塔开始吸附过程，吸 附剂吸附空气中的氧气，剩余的氮气依次通过其出口阀门、氮气出口总阀门排出(排到储 罐或排放后直接使用)，当该吸附塔中的吸附剂饱和后，关闭该吸附塔的进气和出口阀门并 开启其解吸气出口阀门，被吸附剂吸附的氧气向外界释放，该吸附塔进入解吸附再生的过 程，同时开启另一吸附塔的进气和出口阀门，另一吸附塔开始上述的吸附过程。两个吸附塔 如此反复交替工作。 当处于吸附状态的吸附塔转换到解吸附再生状态之前，可以关闭进气总阀门和出 口总阀门，打开另一吸附塔的进气阀门和出口阀门，由处于吸附状态(一般是到了饱和时) 的吸附塔将压力匀入所述另一吸附塔以提高其压力，这一过程通常称为均压过程。 当制氮量较大时， 一方面需要加大吸附塔的体积，首先提高了生产制作成本，并且 当吸附塔的体积过于庞大时，吸附塔中的死空间也变大，吸附剂的利用效率下降，空气的耗 量也增大；另外，吸附器的尺寸加大，对吸附剂压紧装置要求大大提高；另一方面，需要加 大气体管道的通径，导致进气/出口阀门的制造成本增大，也提高了对阀门的密封性能要 求。另外，装置整体加大时，给使用和维护带来很大不便的同时，也增加了生产成本。
发明内容为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种变压吸附制氮装置，其包括吸附 塔组，所述吸附塔组由至少两个交替吸附和再生的吸附塔并联连接组成，其中该装置包括 多个并联连接的吸附塔组。 采用上述技术方案的制氮装置，当制氮量大时，就不需要相应地加大吸附塔的体 积，也不需要加大气体管道的通径。例如，当制氮量超出一个吸附塔组的负荷时，可以使原 料气体分流到多个并联连接的吸附塔组。因此，只需要根据制氮量或者说原料气体的量以 及每个吸附塔组的制氮能力，来开启相应数目的吸附塔组进行并联工作即可，不仅解决了上述的技术问题，而且该装置操作起来非常方便。 上述技术方案中，多个相并联连接的吸附塔组是指多个吸附塔组并行地设置，且 每个吸附塔组的两端分别与进气总阀门和氮气出口总阀门相连接。 上述技术方案中的每个吸附塔组之间都各自独立地、并联地工作。具体的说，当制 氮量超出一个吸附塔组的负荷时，原料气体分流到多个开启的吸附塔组中，每个开启的吸 附塔组都各自独立地同时进行工作，最后每个吸附塔组制得的氮气经过相连通的管道汇总 后通过氮气出口总阀门排放。 处于工作状态的吸附塔组，组成该吸附塔组的多个吸附塔交替进行吸附和解吸 附。 作为本实用新型的进一步改进，所述的吸附塔的体积小于0.025m3或内直径小于 0. 15m。根据《压力容器安全技术监察规程》规定，直径小于0. 15m或体积小于0.025n^的带 压容器为非压力容器。这种类型的吸附塔的制作可以标准化，容器的设计、制造成本就大为 降低，生产周期也相对縮短，并且这类吸附塔体积很小， 一方面吸附塔内的死空间较小，所 以吸附剂利用率提高，装置产氮效率提高；另一方面，每个吸附单元的气量较小，可以使用 软管进行连接，控制阀门也可采用较为便宜的电磁阀直接驱动，可以降低整个装置的成本。 再者，这类吸附塔体积很小，可以很方便地排列放置，例如可以横着叠放在底座上，也可以 竖直分几层叠放，也可以紧凑地布置在封闭箱体中，整个制氮装置的体积大大减少。当某一 组或几组吸附塔组出现故障时，可在不影响其他吸附塔组正常工作的前提下，更换或维修 出现故障的吸附塔组，装置维护更加方便。 作为本实用新型的另一种改进，每个吸附塔组由两个交替吸附和再生的吸附塔组 成。由于可以采用多组吸附塔来解决制氮量大带来的问题，那么每个吸附塔组中只需要采 用两个吸附塔交替工作即可。
附图1为本实用新型变压吸附制氮装置的结构图； 1、2、3分别为吸附塔组1、吸附塔组2、吸附塔组3 ; 11、 12为吸附塔组1中的两个吸附塔11、12 ; 21 、 22为吸附塔组2中的两个吸附塔21 、 22 ; 111、121、211、221分别为吸附塔11、12、21、22的进气阀门； 112、122、212、222分别为吸附塔11、12、21、22的出口阀门; 113、123、213、223分别为吸附塔11、12、21、22的解吸气出口阀门； 100、消音器； 10、原料气体；11、进气总阀门；20、制得的氮气；21、氮气出口总阀门。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型变压吸附制氮装置进行具体说明。 实施例1 附图1为本实用新型变压吸附制氮装置的结构图。参见图l，该装置包括n个吸附 塔组(n> 1)，图中示出了吸附塔组1、2、3。[0025] 每个吸附塔组都并行地设置，且每个吸附塔组的两端分别与进气总阀门11和氮 气出口总阀门21相连接，从而实现吸附塔组之间的并联连接。 每个吸附塔组之间都各自独立地、并联地工作。具体的说，当制氮量超出一个吸附 塔组的负荷时，原料气体分流到多个开启的吸附塔组中，每个开启的吸附塔组都各自独立 地同时进行工作，最后每个吸附塔组制得的氮气经过相连通的管道汇总后通过氮气出口总 阀门排放。 每个吸附塔组中都包括两个吸附塔，如吸附塔组1中的两个吸附塔11、12，以及吸
附塔组2中的两个吸附塔21、22。当然每个吸附塔组中还可以包含更多的吸附塔。 吸附塔组中的吸附塔之间并联连接，吸附塔11上设有进气阀门111 、出口阀门
112、解吸气出口阀门113，同样的，吸附塔12、21、22上也都分别设有这样的阀门。组中的吸
附塔的并联连接以及工作的方法同现有技术，参见背景技术中的相关介绍。 本实施例变压吸附制氮装置中的吸附塔11 、 12、21 、22的体积为0. 023m3，且直径为
0. 12m，符合非压力容器国家标准，也可以采用符合非压力容器国家标准的其他规格。装置
中的其他吸附塔也可以采用符合非压力容器国家标准的规格。 本实用新型的变压吸附制氮装置并不局限于上述的实施例，凡根据本实用新型的 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
权利要求一种变压吸附制氮装置，其包括吸附塔组，所述吸附塔组由至少两个交替吸附和再生的吸附塔并联连接组成，其特征在于该装置包括多个并联连接的吸附塔组。
2. 根据权利要求1所述的变压吸附制氮装置，其特征在于所述的吸附塔的体积小于`0. 025m3或内直径小于0. 15m。
3. 根据权利要求1或2所述的变压吸附制氮装置，其特征在于每个吸附塔组由两个 交替吸附和再生的吸附塔组成。
专利摘要本实用新型公开了一种变压吸附制氮装置，其包括吸附塔组，所述吸附塔组由至少两个交替吸附和再生的吸附塔并联连接组成，该装置包括多个并联连接的吸附塔组。采用本实用新型装置，当制氮量大时，就不需要相应地加大吸附塔的体积，也不需要加大气体管道的通径，只需要根据制氮量或者说原料气体的量以及每个吸附塔组的制氮能力，来开启相应数目的吸附塔组进行并联工作即可，操作起来非常方便。
文档编号C01B21/04GK201470294SQ20092018597
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者李辉, 郗春满, 郭正军 申请人:苏州苏净保护气氛有限公司;江苏苏净集团有限公司