CN112250045B - 一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，包括气体缓存罐、第一吸附塔和第二吸附塔，所述气体缓存罐通过输气管线分别与第一吸附塔和第二吸附塔气体连通，第一吸附塔和第二吸附塔的出气端通过氮气输送管线与氮气缓存罐的进气端连接，氮气缓存罐的出气端通过氮气出气管线和用气管线分别与不合格排放区、第一用气点、第二用气点、第三用气点和第四用气点气体连通；所述控制柜通过电控线路分别与空气进气管线、输气管线、氮气输送管线、氮气出气管线和用气管线上的控制阀进行电控连接，所述控制柜的内部安装有PLC控制系统，控制柜的表面嵌入安装有显示屏、按键A、按键B、按键C、按键D和总开关。本发明能够实现不同浓度的氮气制备。

Description

一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统

技术领域

本发明涉及氮气制备技术领域，具体为一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统。

背景技术

制氮机是根据变压吸附原理，采用高品质的碳分子筛作为吸附剂，在一定的压力下，从空气中制取氮气。经过纯化干燥的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压脱附。由于空气动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，氧被碳分子筛优先吸附，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。然后经减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等杂质，实现再生。一般在系统中设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，另一塔脱附再生，通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭，使两塔交替循环，以实现连续生产高品质氮气之目的。

现有的制氮机一方面对氮气浓度的把握上不到位，其次就是无法实现不同浓度等级的氮气的制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，解决了背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，包括气体缓存罐、第一吸附塔、第二吸附塔、控制柜、氮气缓存罐、不合格排放区、第一用气点、第二用气点、第三用气点和第四用气点，所述气体缓存罐通过输气管线分别与第一吸附塔和第二吸附塔气体连通，所述第一吸附塔和第二吸附塔的出气端通过氮气输送管线与氮气缓存罐的进气端连接，所述氮气缓存罐的出气端通过氮气出气管线和用气管线分别与不合格排放区、第一用气点、第二用气点、第三用气点和第四用气点气体连通。

所述控制柜通过电控线路分别与空气进气管线、输气管线、氮气输送管线、氮气出气管线和用气管线上的控制阀进行电控连接，所述控制柜的内部安装有PLC控制系统，所述控制柜的表面嵌入安装有显示屏、按键A、按键B、按键C、按键D和总开关。

按键A、按键B、按键C和按键D分别与第四控制阀C、第四控制阀D、第四控制阀E和第四控制阀F联控对应。

优选的，所述气体缓存罐进气口连通有空气进气管线，空气进气管线上安装有第一控制阀，第一控制阀位于气体缓存罐底部。

优选的，所述输气管线上安装有第二控制阀A、第二控制阀B和第二控制阀C，第二控制阀A位于气体缓存罐出气端，第二控制阀B和第二控制阀C分别位于第一吸附塔和第二吸附塔进气端。

优选的，所述氮气输送管线上安装有第三控制阀A、第三控制阀B和第三控制阀C，所述第三控制阀A和第三控制阀B分别位于第一吸附塔和第二吸附塔的出气端，第三控制阀C位于氮气缓存罐的进气端。

优选的，所述氮气出气管线和用气管线对接，且在氮气出气管线靠近用气管线上安装有第四控制阀A，所述用气管线上安装有第四控制阀B、第四控制阀C、第四控制阀D、第四控制阀E和第四控制阀F,所述第四控制阀B位于不合格排放区处，第四控制阀C位于第一用气点处，第四控制阀D位于第二用气点处，第四控制阀E位于第三用气点处，第四控制阀F位于第四用气点处。

优选的，所述按键A、按键B、按键C和按键D呈现矩形阵列分布，且呈现矩形阵列分布的按键A、按键B、按键C和按键D中间位置处有总开关，矩形阵列分布的按键A、按键B、按键C和按键D上方设有显示屏。

优选的，所述第一用气点、第二用气点、第三用气点和第四用气点的氮气浓度分别为99％、99.5％、99.9％和99.99％。

优选的，所述用气管线上安装有流量计，且流量计与控制柜电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过按键按键A、按键B、按键C和按键D对第一用气点、第二用气点、第三用气点和第四用气点的联动控制，可以通过控制第四控制阀C、第四控制阀D、第四控制阀E和第四控制阀F的开度以及其用气管线的流量速率，实现对其进行氮气浓度调节的目的，分别实现第一用气点、第二用气点、第三用气点和第四用气点的氮气浓度分别为99％、99.5％、99.9％和99.99％。

2、本发明通过设有第一吸附塔和第二吸附塔，当洁净的压缩空气进入第一吸附塔入口端经碳分子筛向出口端流动时，O2、CO2和H2O被其吸附，产品氮气由第一吸附塔出口端流出；经一段时间后，第一吸附塔内的碳分子筛吸附饱和。此时，第一吸附塔自动停止吸附，压缩空气流入第二吸附塔进行吸氧产氮，对第一吸附塔分子筛进行再生；分子筛的再生是通过将吸附塔迅速下降至常压脱除已吸附的O2、CO2和H2O来实现的；两塔交替进行吸附和再生，完成氧氮分离，连续输出氮气。

附图说明

图1为本发明制备流程示意图。

图中：1、空气进气管线；2、气体缓存罐；3、第一吸附塔；4、第二吸附塔；5、按键A；6、按键B；7、控制柜；8、输气管线；9、氮气输送管线；10、氮气缓存罐；11、氮气出气管线；12、不合格排放区；13、第一用气点；14、第二用气点；15、第三用气点；16、第四用气点；17、用气管线；18、电控线路；19、显示屏；20、按键C；21、按键D；22、总开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统技术方案：

实施例1

一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，包括气体缓存罐2、第一吸附塔3、第二吸附塔4、控制柜7、氮气缓存罐10、不合格排放区12、第一用气点13、第二用气点14、第三用气点15和第四用气点16，所述气体缓存罐2通过输气管线8分别与第一吸附塔3和第二吸附塔4气体连通；气体缓存罐2降低气流脉动，起缓冲作用；从而减小系统压力波动，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件，以便充分除去油水杂质，减轻后续第一吸附塔3和第二吸附塔4；同时，在吸附塔进行工作切换时，它也为PSA氧氮分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，使吸附塔内压力很快上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。所述第一吸附塔3和第二吸附塔4的出气端通过氮气输送管线9与氮气缓存罐10的进气端连接，所述氮气缓存罐10的出气端通过氮气出气管线11和用气管线17分别与不合格排放区12、第一用气点13、第二用气点14、第三用气点15和第四用气点16气体连通。

实施例2

所述控制柜7通过电控线路18分别与空气进气管线1、输气管线8、氮气输送管线9、氮气出气管线11和用气管线17上的控制阀进行电控连接，所述控制柜7的内部安装有PLC控制系统，所述控制柜7的表面嵌入安装有显示屏19、按键A5、按键B6、按键C20、按键D21和总开关22；所述用气管线17上安装有流量计，且流量计与控制柜7电连接。

按键A5、按键B6、按键C20和按键D21分别与第四控制阀C、第四控制阀D、第四控制阀E和第四控制阀F联控对应；所述第一用气点13、第二用气点14、第三用气点15和第四用气点16的氮气浓度分别为99％、99.5％、99.9％和99.99％。

实施例3

所述气体缓存罐2进气口连通有空气进气管线1，空气进气管线1上安装有第一控制阀，第一控制阀位于气体缓存罐2底部。

所述输气管线8上安装有第二控制阀A、第二控制阀B和第二控制阀C，第二控制阀A位于气体缓存罐2出气端，第二控制阀B和第二控制阀C分别位于第一吸附塔3和第二吸附塔4进气端。

所述氮气输送管线9上安装有第三控制阀A、第三控制阀B和第三控制阀C，所述第三控制阀A和第三控制阀B分别位于第一吸附塔3和第二吸附塔4的出气端，第三控制阀C位于氮气缓存罐10的进气端。

实施例4

所述氮气出气管线11和用气管线17对接，且在氮气出气管线11靠近用气管线17上安装有第四控制阀A，所述用气管线17上安装有第四控制阀B、第四控制阀C、第四控制阀D、第四控制阀E和第四控制阀F,所述第四控制阀B位于不合格排放区12处，第四控制阀C位于第一用气点13处，第四控制阀D位于第二用气点14处，第四控制阀E位于第三用气点15处，第四控制阀F位于第四用气点16处。

所述按键A5、按键B6、按键C20和按键D21呈现矩形阵列分布，且呈现矩形阵列分布的按键A5、按键B6、按键C20和按键D21中间位置处有总开关22，矩形阵列分布的按键A5、按键B6、按键C20和按键D21上方设有显示屏19。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，包括气体缓存罐(2)、第一吸附塔(3)、第二吸附塔(4)、控制柜(7)、氮气缓存罐(10)、不合格排放区(12)、第一用气点(13)、第二用气点(14)、第三用气点(15)和第四用气点(16)，其特征在于：所述气体缓存罐(2)通过输气管线(8)分别与第一吸附塔(3)和第二吸附塔(4)气体连通，所述气体缓存罐(2)进气口连通有空气进气管线(1)，空气进气管线(1)上安装有第一控制阀，第一控制阀位于气体缓存罐(2)底部，所述第一吸附塔(3)和第二吸附塔(4)的出气端通过氮气输送管线(9)与氮气缓存罐(10)的进气端连接，所述氮气缓存罐(10)的出气端通过氮气出气管线(11)和用气管线(17)分别与不合格排放区(12)、第一用气点(13)、第二用气点(14)、第三用气点(15)和第四用气点(16)气体连通；

所述控制柜(7)通过电控线路(18)分别与空气进气管线(1)、输气管线(8)、氮气输送管线(9)、氮气出气管线(11)和用气管线(17)上的控制阀进行电控连接，所述氮气输送管线(9)上安装有第三控制阀A、第三控制阀B和第三控制阀C，所述第三控制阀A和第三控制阀B分别位于第一吸附塔(3)和第二吸附塔(4)的出气端，第三控制阀C位于氮气缓存罐(10)的进气端，所述输气管线(8)上安装有第二控制阀A、第二控制阀B和第二控制阀C，第二控制阀A位于气体缓存罐(2)出气端，第二控制阀B和第二控制阀C分别位于第一吸附塔(3)和第二吸附塔(4)进气端，所述控制柜(7)的内部安装有PLC控制系统，所述控制柜(7)的表面嵌入安装有显示屏(19)、按键A(5)、按键B(6)、按键C(20)、按键D(21)和总开关(22)；

按键A(5)、按键B(6)、按键C(20)和按键D(21)分别与第四控制阀C、第四控制阀D、第四控制阀E和第四控制阀F联控对应。

2.根据权利要求1所述的一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，其特征在于：所述氮气出气管线(11)和用气管线(17)对接，且在氮气出气管线(11)靠近用气管线(17)上安装有第四控制阀A，所述用气管线(17)上安装有第四控制阀B、第四控制阀C、第四控制阀D、第四控制阀E和第四控制阀F,所述第四控制阀B位于不合格排放区(12)处，第四控制阀C位于第一用气点(13)处，第四控制阀D位于第二用气点(14)处，第四控制阀E位于第三用气点(15)处，第四控制阀F位于第四用气点(16)处。

3.根据权利要求1所述的一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，其特征在于：所述按键A(5)、按键B(6)、按键C(20)和按键D(21)呈现矩形阵列分布，且呈现矩形阵列分布的按键A(5)、按键B(6)、按键C(20)和按键D(21)中间位置处有总开关(22)，矩形阵列分布的按键A(5)、按键B(6)、按键C(20)和按键D(21)上方设有显示屏(19)。

4.根据权利要求1所述的一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，其特征在于：所述第一用气点(13)、第二用气点(14)、第三用气点(15)和第四用气点(16)的氮气浓度分别为99％、99.5％、99.9％和99.99％。

5.根据权利要求1所述的一种可实现高精度不同浓度氮气制备系统，其特征在于：所述用气管线(17)上安装有流量计，且流量计与控制柜(7)电连接。