不等势均压制氮机的制作方法

文档序号:12230107研发日期:2016年阅读:1816来源:国知局
技术简介:
本实用新型针对传统制氮机均压时间短、氮气利用率低导致能耗高的问题,提出不等势均压制氮机方案。通过电磁阀控制实现吸附塔间氮气转移,利用氮气储存罐进行反吹操作,将工作塔剩余氮气直接导入新工作塔,提升碳分子筛产氮效率,降低空气消耗与能耗。
关键词:不等势均压,碳分子筛,氮气利用率

本实用新型涉及制氮机技术领域,特别涉及一种不等势均压制氮机。



背景技术:

制氮机,是按变压吸附技术设计、制造的氮气设备。制氮机以优质进口碳分子筛(CMS)为吸附剂,采用常温下变压吸附原理(PSA)分离空气制取高纯度的氮气。通常使用两吸附塔并联,由进口PLC控制进口气动阀自动运行,交替进行加压吸附和解压再生,完成氮氧分离,获得所需高纯度的氮气。

目前,市面上普通制氮机的结构较为复杂化,原理即为吸附、减压脱附,吸附、循环制作流程,这种技术对空气消耗量比较大,空压机能耗较高,主要还是市面上制氮机中间均压时间短或者均压方式简单,导致均压过程中氮气利用率低,造成压缩空气损耗大,在同等条件下,碳分子筛产氮率低。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种不等势均压制氮机,具有碳分子筛产氮率高的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

一种不等势均压制氮机,包括空气贮罐、若干电磁气动阀、左吸附塔和右吸附塔,左吸附塔的进气端、放空端、出气端、再生气入口端通过电磁气动阀分别对应与右吸附塔的进气端、放空端、出气端、再生气入口端相连接,左吸附塔的均压出口端依次通过第十一阀门、第十二阀门与右吸附塔的均压出口端连接。

如此设置,使得不等势均压制氮机通过不等势均压的方式可以大大减少吸附塔切换时的空气消耗,并且将工作塔内剩余的氮气从纯度最好的部分直接转移到即将工作的工作塔内,大大提高碳分子筛的产氮率。

进一步设置:左吸附塔的进气端依次通过第二阀门、第三阀门与右吸附塔的进气端连接,第二阀门与第三阀门之间连接有控制空气进入的第一阀门。

如此设置,通过第二阀门与第三阀门的开关使得压缩空气进入到左吸附塔与右吸附塔的操作得到有效地控制,使制氮机的整个制氮过程更加准确、效率更高。

进一步设置:左吸附塔的放空端依次通过第四阀门、第五阀门与右吸附塔的放空端连接。

如此设置,通过第四阀门和第五阀门将不合格的氮气放空,使得得到的氮气的纯度更高,同时也排除了不合格氮气被误用的可能性。

进一步设置:左吸附塔的出气端依次通过第六阀门、第七阀门与右吸附塔的出气端连接。

如此设置,通过第六阀门与第七阀门的开关对制氮机的出气操作进行有效地控制,使得制氮机制备的氮气合适的进入到氮气储存罐中。

进一步设置:左吸附塔的再生气入口端依次通过第八阀门、第九阀门与右吸附塔的再生气入口端连接。

进一步设置:第六阀门与第七阀门之间连接有第十阀门,第十阀门通过氮气储存罐连接于第八阀门与第九阀门之间。

如此设置,通过第八阀门与第九阀门的开关使得制氮机进行回吹,氮气储存罐中的一部分氮气对正在解吸的左吸附塔或者正在解吸的右吸附塔进行吹扫,使左吸附塔或者右吸附塔内的氧气完全排放到大气中,从而提高氮气的纯度。

进一步设置:氮气储存罐通过节流阀连接于第八阀门与第九阀门之间。

如此设置,通过节流阀使氮气储存罐中的用于反吹的一部分氮气流动的更加均匀稳定,从而使反吹效果更佳,使左吸附塔或者右吸附塔内的氧气被吹扫的更加完全彻底,进一步提高氮气的纯度。

进一步设置:第四阀门与第五阀门之间连接有消音器。

如此设置,使得制氮机在进行放空时,通过消音器消除放空时由于气体流动造成的噪音,使得制氮机在进行工作时处于安静的工作环境下,不会对工作人员造成听觉上的影响。

进一步设置:第一阀门与空气贮罐之间连接有冷干机。

如此设置,冷干机的作用是为了保证进入制氮机的压缩空气是干燥的,确保制氮机能够更好的工作,延长碳分子筛的寿命。

进一步设置:冷干机与第一阀门之间依次设有T级精密过滤器与A级精密过滤器。

如此设置,通过T级精密过滤器与A级精密过滤器对压缩空气进行逐级过滤,最终将压缩空气中的微量油气精密滤除至0.01ppm,同时还能滤除空气中杂质颗粒至0.01 micron,以达到无油标准的高品质的压缩空气,此外也能滤除小至0.01μm的液体及固体微粒,达到最低残油含量仅0.001ppm,进一步提高压缩空气的洁净程度,使碳分子筛的寿命更长。

通过采用上述技术方案,本实用新型相对现有技术相比具有:不等势均压制氮机可以大幅度提高变压吸附制氮机产氮能力,同时降低能源消耗。产氮能力的提高意味着产出相同氮气流量的前提下,制氮机的碳分子筛用量可等比例下降,降低了制氮机的制造成本。气耗比的下降意味着产出同样流量的氮气所需的压缩空气较少,进而降低了电能的消耗。

附图说明

图1是实施例1不等势均压制氮机的结构示意图;

图2是实施例3不等势均压制氮机空气净化结构的结构示意图。

图中:1、空气贮罐;2、左吸附塔;3、右吸附塔;4、氮气储存罐;5、第一阀门;6、第二阀门;7、第三阀门;8、第四阀门;9、第五阀门;10、第六阀门;11、第七阀门;12、第八阀门;13、第九阀门;14、第十阀门;15、第十一阀门;16、第十二阀门;17、消音器;18、冷干机;19、T级精密过滤器;20、A级精密过滤器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1:一种不等势均压制氮机,如图1所示,一种不等势均压制氮机,包括空气贮罐1、若干电磁气动阀、左吸附塔2和右吸附塔3,左吸附塔2的进气端、放空端、出气端、再生气入口端通过电磁气动阀分别对应与右吸附塔3的进气端、放空端、出气端、再生气入口端相连接,左吸附塔2的均压出口端依次通过第十一阀门15、第十二阀门16与右吸附塔3的均压出口端连接。

左吸附塔2的进气端依次通过第二阀门6、第三阀门7与右吸附塔3的进气端连接,第二阀门6与第三阀门7之间连接有控制空气进入的第一阀门5。左吸附塔2的放空端依次通过第四阀门8、第五阀门9与右吸附塔3的放空端连接。左吸附塔2的出气端依次通过第六阀门10、第七阀门11与右吸附塔3的出气端连接。

左吸附塔2吸附右吸附塔3解吸时:由空气贮罐1传输来的压缩空气,经第一阀门5、第二阀门6由左吸附塔2入口端进入到左吸附塔2内,经左吸附塔2中碳分子筛床层吸附,并逐渐向上推进,在此过程中,空气中的氧分子被吸附在碳分子筛微孔中,大量氮气及少量氧气由塔出口端流出,再经第六阀门10、第十阀门14进入到氮气储存罐4中;与此同时,右吸附塔3中吸附的氧分子经第五阀门9和消声器排空。

左吸附塔2向右吸附塔3均压时:第三阀门7、第八阀门12、第九阀门13、第十一阀门15同时处于开启状态,左吸附塔2内的加压气体通过左吸附塔2均压端经右吸附塔3进气端排放至右吸附塔3进行下均压,同时通过左吸附塔2的出气端经右吸附塔3出气端排放至右吸附塔3进行上均压,直至当左吸附塔2与右吸附塔3之间压力平衡。

右吸附塔3吸附左吸附塔2解吸时:由空气贮罐1传输来的压缩空气,经第一阀门5、第三阀门7由右吸附塔3入口端进入到右吸附塔3内,经右吸附塔3中碳分子筛床层吸附,并逐渐向上推进,在此过程中,空气中的氧分子被吸附在碳分子筛微孔中,大量氮气及少量氧气由塔出口端流出,再经第七阀门11、第十阀门14进入到氮气储存罐4中;与此同时,左吸附塔2中吸附的氧分子经第四阀门8和消声器排空。

右吸附塔3向左吸附塔2均压时:第二阀门6、第八阀门12、第九阀门13、第十二阀门16同时处于开启状态,右吸附塔3内的加压气体通过右吸附塔3均压端经左吸附塔2进气端排放至左吸附塔2进行下均压,同时通过右吸附塔3的出气端经左吸附塔2出气端排放至左吸附塔2进行上均压,直至当左吸附塔2与右吸附塔3之间压力平衡。

实施例2:一种不等势均压制氮机,如图1所示,与实施例1的不同之处在于:左吸附塔2的再生气入口端依次通过第八阀门12、第九阀门13与右吸附塔3的再生气入口端连接。第六阀门10与第七阀门11之间连接有第十阀门14,第十阀门14通过氮气储存罐4连接于第八阀门12与第九阀门13之间。氮气储存罐4通过节流阀连接于第八阀门12与第九阀门13之间。

当反吹制氮机进行反吹时,第六阀门10、第七阀门11、第八阀门12、第九阀门13、第十阀门14处于开启状态。经左吸附塔2中碳分子筛的吸附分离出的氮气通过第六阀门10与第十阀门14进入氮气储存罐4,同时经右吸附塔3中碳分子筛的吸附分离出的氮气通过第七阀门11与第十阀门14进入氮气储存罐4。

氮气储存罐4中的一部分氮气,正常流量为产氮量的8.5%至10%,通过节流阀之后再通过第八阀门12由左吸附塔2上的再生气入口端进入到左吸附塔2,同时通过节流阀之后再通过第九阀门13由右吸附塔3上的再生气入口端进入到右吸附塔3。一部分氮气进入解吸的吸附塔内进行吹扫,加快氧气向吸附塔外部的扩散速度,直至下一个循环。

实施例3:一种不等势均压制氮机,如图2所示,与实施例1或2的不同之处在于:第四阀门8与第五阀门9之间连接有消音器17。第一阀门5与空气贮罐1之间连接有冷干机18。冷干机18与第一阀门5之间依次设有T级精密过滤器19与A级精密过滤器20。

空气贮罐1中空气进入左吸附塔2或者右吸附塔3之前首先经过冷干机18进行冷干,从而保证了进入制氮机的压缩空气是干燥的,再经过T级精密过滤器19与A级精密过滤器20进行逐级过滤,最终将压缩空气中的微量油气精密滤除至0.01ppm,同时还能滤除空气中杂质颗粒至0.01 micron,以达到无油标准的高品质的压缩空气,此外也能滤除小至0.01μm的液体及固体微粒,达到最低残油含量仅0.001ppm,提高压缩空气的洁净程度,使碳分子筛的寿命更长。

在制氮机进行放空时,消音器17消除放空时由于气体流动造成的噪音,使得制氮机在进行工作时处于安静的工作环境下,不会对工作人员造成听觉上的影响。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释,其并不是对本实用新型的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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