一种变压吸附制氮设备的制作方法

本实用新型涉及制氮设备技术领域，具体是一种变压吸附制氮设备。

背景技术：

变压吸附(pressureswingadsorption，简称psa)是一种新的气体分离技术，它是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。通过气动阀的开启，以一定的压力和时间间隔，交替进入吸附塔a或b内，其中直径较小的氧分子被碳分子筛优先吸附，直径较大的氮分子则通过吸附塔的上部流出，经过管路气动阀和节流阀进入氮气缓冲罐中以备输出。当一只吸附塔a或b处于进气吸附产氮过程时，另一只吸附塔b或a则处于排气解吸再生过程，排气解吸再生就是通过气动阀的开启，将碳分子筛所吸附的富氧气体通过消声器迅速排入大气中，从而使碳分子筛获得再生。这样两只吸附塔在不断交替吸附与解吸过程中输出氮气。在吸附与再生之间有一个短暂的均压过程，就是通过开启气动阀，使两只吸附塔压力均衡，称之为均压。节流阀用来控制回氮冲洗吸附塔的流量。

目前市场上采用制氮设备的缺点是：阀门数量太多，故障率较高，设备成本增加；上下均压量没办法调节，设备没办法处于一个最佳的工作状态，增加能耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种变压吸附制氮设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种变压吸附制氮设备，包括第一吸附塔、第二吸附塔和排气消声器，所述排气消声器分别通过第一管路和第二管路与第一吸附塔和第二吸附塔相连，所述第一管路上安装有第一气动阀，所述第二管路上安装有第二气动阀，所述第一管路通过第三管路与第二管路相连，所述第三管路上安装有第三气动阀和第四气动阀，所述第三管路上还安装有第四管路，所述第四管路分别通过第五管路和第六管路与第一吸附塔和第二吸附塔相连，所述第五管路上安装有第一单向阀，所述第六管路上安装有第二单向阀，所述第四管路上还安装有第五气动阀和第一截止阀，所述第一吸附塔远离第一管路一端安装有第七管路，所述第七管路上安装有第七气动阀，所述第二吸附塔远离第二管路一端安装有第八管路，所述第八管路上安装有第八气动阀。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述第七管路通过第九管路与第八管路相连，所述第九管路上安装有第二截止阀和第六气动阀，所述第二截止阀安装在靠近第七管路一端。

作为本实用新型的更进一步技术方案：所述第四管路安装在第三气动阀和第四气动阀之间。

作为本实用新型的再进一步技术方案：所述第五气动阀安装在靠近第三管路一端。

作为本实用新型的再进一步技术方案：所述第七管路上还安装有与第九管路并联设置的第十管路，所述第十管路一端与第八管路相连，所述第十管路上安装有第三截止阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用第一单向阀、第二单向阀代替原有的气动阀，节省了成本和降低了设备故障发生；当设备产品气纯度不同、设备大小不同时，尾气纯度存在明显梯度差的位置也不同，因此，采用可调均压量流程，即在均压管路上加装调节阀；对均压尾气各路的量进行合理控制，使之达到最大效率的利用，灵活可靠的对不同气量、不同纯度的设备进行调节，产量能够提高10%左右。

附图说明

图1为变压吸附制氮设备的结构示意图。

图中：1-第一吸附塔、2-第二吸附塔、3-排气消声器、4-第一气动阀、5-第二气动阀、6-第三气动阀、7-第四气动阀、8-第五气动阀、9-第一截止阀、10-第一单向阀、11-第二单向阀、12-第二截止阀、13-第六气动阀、14-第三截止阀、15-第七气动阀、16-第八气动阀。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1所示的变压吸附制氮设备，包括第一吸附塔1、第二吸附塔2和排气消声器3，所述排气消声器3分别通过第一管路和第二管路与第一吸附塔1和第二吸附塔2相连，即第一吸附塔1与第二吸附塔2并联设置，所述第一管路上安装有第一气动阀4，所述第二管路上安装有第二气动阀5，所述第一管路通过第三管路与第二管路相连，所述第三管路上安装有第三气动阀6和第四气动阀7，通过多个气动阀配合排气消声器3进行调压和消声处理，所述第三管路上还安装有第四管路，具体为所述第四管路安装在第三气动阀6和第四气动阀7之间，所述第四管路分别通过第五管路和第六管路与第一吸附塔1和第二吸附塔2相连，所述第五管路上安装有第一单向阀10，所述第六管路上安装有第二单向阀11，通过设置两个单向阀代替原有的气动阀控制结构，节省了成本和降低了设备故障发生，所述第四管路上还安装有第五气动阀8和第一截止阀9，具体为所述第五气动阀8安装在靠近第三管路一端，通过设置第一截止阀9对均压量进行调节，所述第一吸附塔1远离第一管路一端安装有第七管路，所述第七管路上安装有第七气动阀17，所述第二吸附塔2远离第二管路一端安装有第八管路，所述第八管路上安装有第八气动阀16，通过两个气动阀对出气进行调节。

进一步的，所述第七管路通过第九管路与第八管路相连，所述第九管路上安装有第二截止阀12和第六气动阀13，所述第二截止阀12安装在靠近第七管路一端，通第二截止阀12配合第一截止阀9对上下均压量进行调节，从而实现上下均压。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进一步进行优化，所述第七管路上还安装有与第九管路并联设置的第十管路，所述第十管路一端与第八管路相连，所述第十管路上安装有第三截止阀14，通过第三截止阀14进一步提高了均压效果，从而达到最大效率的利用，实现灵活可靠的对不同气量、不同纯度的设备进行调节，使得产量能够提高10%左右。

本实施例具体工作过程如下：

步骤一：第二吸附塔2-第一吸附塔1均压：上均压：第六气动阀13开启；上下均压：第三气动阀6开启，其它阀门关闭。第二吸附塔2和第一吸附1塔进行压力平衡，以减少压力损失，上下均压量可以通过第一截止阀9和第二截止阀12来调节。

步骤二：第一吸附塔1吸附：第二气动阀5、第三气动阀6、第五气动阀8、第七气动阀15打开，其它阀门关闭。洁净的压缩空气经第五气动阀8和第三气动阀6开启进入第一吸附塔1，其中直径较小的氧分子被碳分子筛优先吸附，直径较大的氮分子则通过吸附塔的上部流出，经过第七气动阀15开启后进入氮气储罐。第一吸附塔1流产品氮气经第三截止阀14通过吸附器，吸附在分子筛上的水分、氧气、二氧化碳和碳氢化合物被低压产品氮气带走。

步骤三：第二吸附塔2提前关闭：第三气动阀6、第五气动阀8、第七气动阀15打开，其它阀门关闭，当第一吸附塔1吸附饱和以后，关闭第二气动阀5，防止为避免阀门动作延迟带来的气体排空。

步骤四：第一吸附塔1-第二吸附塔2均压：上均压：第六气动阀13开启；上下均压：第四气动阀开启，其它阀门关闭。第二吸附塔2和第一吸附塔1进行压力平衡，以减少压力损失。上下均压量可以通过第一截止阀9和第二截止阀12来调节。

步骤五：第二吸附塔2吸附：第一气动阀、第四气动阀、第五气动阀8、第八气动阀16打开，其它阀门关闭。洁净的压缩空气经第五气动阀8和第四气动阀开启进入第二吸附塔2，其中直径较小的氧分子被碳分子筛优先吸附，直径较大的氮分子则通过吸附塔的上部流出，经过第八气动阀16开启后进入氮气储罐。第一吸附塔1流产品氮气经第三截止阀14通过吸附器，吸附在分子筛上的水分、氧气、二氧化碳和碳氢化合物被低压产品氮气带走。

步骤六：第一吸附塔1提前关闭：第四气动阀、第五气动阀8、第八气动阀16打开，其它阀门关闭，当第二吸附塔2吸附饱和以后，关闭第一气动阀，防止为避免阀门动作延迟带来的气体排空。

其中步骤一和步骤四均压量可调节的优势是：

当设备产品气纯度不同、设备大小不同时，尾气纯度存在明显梯度差的位置也不同，因此，采用可调均压量流程，即在均压管路上加装调节阀。对均压尾气各路的量进行合理控制，使之达到最大效率的利用。灵活可靠的对不同气量、不同纯度的设备进行调节。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。