一种利用空分废气提取氮气的装置的制作方法

本发明涉及空分设备，具体为一种利用空分废气提取氮气的装置。

背景技术：

1、目前可以实现大规模氮气制备的三大制氮工艺为：深冷法制氮、psa 变压吸附制氮和膜分离制氮，其中深冷法制氮的基本原理为低温精馏，设备操作相对简单，而且制备的氮气产品纯度≧99.999%，且可靠性较高，因此得到广泛的应用。深冷法制备氮气的主要设备包括：空气压缩机、预冷机组、分子筛吸附器、电加热器、冷箱、透平膨胀机、主换热器、精馏塔和冷凝蒸发器。

2、氧气或者稀有气体比如氖气在空分制备过程中会产生粗氮空分废气，如果将这些粗氮直接排放，会造成资源的浪费，现有技术中经常使用空分过程中产生的粗氮废气作为原料来制备高纯氮气。空分粗氮中含有微量的灰尘颗粒物，需要去除其中所含的灰尘，为了保障粗氮提纯过程顺利进行和下游装置的安全运转。原料粗氮气被送入空压机前需要首先进入机械过滤器过滤提纯，以去除其中的灰尘等杂质，过滤后灰尘含量不超过1mg/m3，现有技术大都是使用多层过滤网布对粗氮气进行过滤，过滤过程中，灰尘会粘附在过滤网表面，因此过滤网需要定期清洗更换，为了提高粗氮气的过滤效率现有技术中通常是使用两套过滤设备并联操作，在需要进行过滤网清洗维护时关闭一台过滤装置即可，但是过滤网的清洗需要人工进行操作，浪费人力，同时过滤网的安装也比较繁琐。

3、过滤净化后的粗氮气进入喷油螺杆空压机压缩，至约5bara，然后继续送入下游预纯化器，粗氮气通过预纯化，预纯化器中装填有各种规格的分子筛、活性氧化铝等吸附剂，将进一步脱除压缩空气中的少量水分、碳氢化合物、二氧化碳和其他杂质，达到纯化粗氮气、使下游设备安全运转的工艺安全目的。预纯化器利用其内装填的分子筛变温吸附原理：低温吸附，高温解吸。但是现有的纯化器由于气体与筛网接触面积小，导致过滤净化效率慢，为了提高过滤效率，现有技术经常会使用单层吸附筛网导致吸附效果较差。预纯化后的粗氮气经过精馏分离除氧就可以得到高纯氮气。

技术实现思路

1、本发明提供一种利用空分废气提取氮气的装置，想比与现有技术中的深冷分离技术来说，本装置在常温下就可以完成粗氮气的过滤提纯与除碳氢化合物提纯，而且提纯过程中需要人工手动参与的较少，可以有效提高粗氮气的提纯效率，同时能耗比低，降低了生产成本，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用空分废气提取氮气的装置，包括主进气管、合流阀、导流管一、导流管二、电控阀一和精馏除氧塔，还包括电控三通阀、除尘过滤设备和预纯化器，其中电控三通阀包括电控三通阀一和电控三通阀二。

3、所述主进气管与电控三通阀一的进气端相连，电控三通阀一的出气端与除尘过滤设备的进气端相连，除尘过滤设备的出气端通过导流管一与预纯化器相连，预纯化器的出气端通过导流管二连接有精馏除氧塔，导流管二上设有电控阀一。

4、所述除尘过滤设备包括密封外罩，密封外罩的数量为两个，两个密封外罩前后对称设置，两个密封外罩之间设有导流管三，密封外罩通过设置在其外侧面的分流管连接有吹气管一，密封外罩的左右两端分别设有进气端一和出气端一，密封外罩的内部设置有多个并排均布的中空柱形外壳体，多个中空柱形外壳体通过导流通道相接，密封外罩的外侧面下端靠近中空柱形外壳体处设有步进电机二，中空柱形外壳体的内部设有分流罩，分流罩的内部设有过滤网保护罩，过滤网保护罩的外侧面设有多个导气口二，导气口二的内部卡接有条形过滤网筛，过滤网保护罩的内部设有吹气管，过滤网保护罩的下端面与步进电机二的输出轴相接。

5、所述吹气管的下端面封闭，吹气管的外侧面下端设有导气通道，吹气管的内部设有导气管槽，吹气管的外侧面下端靠近导气通道处设有吹气孔，所述吹气孔与导气管槽相通，导气通道不与导气管槽相通，吹气管的外侧面上端设有密封罩，密封罩与过滤网保护罩密封转动相接。

6、所述预纯化器包括防护罩，防护罩的内部设有两个前后对称设置的过滤型输送带，防护罩的内部设有步进电机三，步进电机三通过传动机构带动过滤型输送带旋转。

7、所述过滤型输送带包括柔性输送带，柔性输送带的外侧面均布有若干安装孔，安装孔上安装有矩形框板，矩形框板的内侧面设置有吸附网。

8、防护罩的一端设有导流管四，导流管四通过电控三通阀二与两个软连接进头一相接，所述过滤型输送带的外侧面左端上侧设有吸附机构，过滤型输送带的外侧面左端下侧设有降温机构，过滤型输送带的外侧面右端下侧设有加热分离机构。

9、吸附机构包括防溢罩二和防溢罩一，防溢罩二和防溢罩一均通过第一升降装置与防护罩的内部相接；防溢罩一上连接有软连接进头一，防溢罩二上连接有软连接进头二。

10、降温机构包括防溢罩五和防溢罩六，防溢罩五和防溢罩六均通过第二升降装置与防护罩的内部相接；防溢罩五和防溢罩六的内部均设有导液腔，导液腔连接有制冷液输出管和制冷液输入管。

11、加热分离机构包括防溢罩三和防溢罩四，防溢罩三和防溢罩四均通过第三升降装置与防护罩的内部相接；防溢罩三的内部设有电机热丝，防溢罩四上连接有抽真空管。

12、所述防溢罩二、防溢罩一、防溢罩三、防溢罩四、防溢罩五和防溢罩六的横截面大小与形状均与矩形框板一致，防护罩的内侧面中部设有横板。

13、优选的，所述导流管一上设有合流阀。

14、优选的，所述电控三通阀由步进电机一、球形外壳、出气连接头、密封球和进气连接头组成，所述出气连接头的数量为两个，密封球的上端与步进电机一的输出轴相连，密封球与球形外壳密封转动相接。

15、优选的，所述密封球由三通导流腔和密封球体组成，其中三通导流腔的两个出气端分别与两个出气连接头相通，三通导流腔的进气端与进气连接头相通。

16、优选的，所述导流管三上连接有防尘过滤袋。

17、优选的，所述分流罩包括中空柱形筒，中空柱形筒的外侧面设置有四个导气口一，导气口一之间设有隔离板，四个导气口一分别设置在中空柱形筒左、右、前、后四个方向，设置在左端的导气口一与进气端一相接，设置在后端的导气口一与分流管相接，分流管上设有单向阀一，设置在前端的导气口一与导流管三相接，导流管三上设有单向阀二，设置在右端的导气口一与相邻的中空柱形外壳体相通或者与出气端一相通。

18、优选的，所述八个导气口二环形均布在过滤网保护罩的外侧面，相邻的导气口二之间设有耐磨板，耐磨板的外侧面设有硅胶密封层。

19、优选的，所述步进电机二的输出轴设置有卡块，过滤网保护罩的下端面设有与卡块卡接对应设置的卡槽。

20、优选的，所述矩形框板的外侧面上下两端均覆盖有密封胶条。

21、优选的，所述柔性输送带的内侧面前后两端均设有齿轮槽，所述步进电机三的输出轴通过联轴器连接有传动轴，传动轴上安装有传动齿轮，传动齿轮与齿轮槽啮合。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、想比与现有技术中的深冷分离技术来说，本装置在常温下就可以完成粗氮气的过滤提纯与除碳氢化合物提纯，而且提纯过程中需要人工手动参与的较少，可以有效提高粗氮气的提纯效率，同时能耗比低，降低了生产成本；

24、2、导流管三上设有防逆流阀，吹气管一吹出的气体用于过滤网的吹扫，进气端一与主进气管相通，出气端一与预纯化器的进气端相通，步进电机二用于带动设备过滤网设备旋转，以方便过滤网的分段吹扫清理，吹气管一上设有防逆流阀，吹气管一的进气端通过高压送气泵与出气端一相连，条形过滤网筛用于灰尘的吸附过滤；

25、3、需要进行纯化的氮气经由主进气管进入到电控三通阀一的内部，电控三通阀一控制气流经由进气端一进入到密封外罩的内部，首先含尘气体经由左端导气口一通入到左端的条形过滤网筛中，条形过滤网筛将气体中的灰尘过滤留在网孔内，过滤除尘后的气体经由导气通道和另一个右端的条形过滤网筛中后，经由右端导气口一进入到下个过滤装置中，经由三级过滤后的氮气经由出气端一排出进入到下游处理装置。