CN116808779A - 一种新型三塔式制氮设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型三塔式制氮设备，包括空气储气罐和氮气储气罐，所述的空气储气罐一侧通过进气管路依次连接A塔、B塔和C塔底部，所述的氮气储气罐一侧通过出气管路依次连接所述的A塔、B塔和C塔顶部，所述的进气管路上依次安装有与所述的A塔底部相连通的第一进气阀、与所述的B塔底部相连通的第二进气阀和与C塔底部相连通的第三进气阀，提高了制氮系统，碳分子筛使用效率，可达60％以上，三塔式制氮系统在一个周期内2/3的碳分子筛在进行吸附，1/3的碳分子筛在进行再生，并且不会因为均压导致氮气断供，至少能保证有个塔处于吸附状态，制氮系统受桶的大小和结构，影响碳分子筛的填充量，三塔式结构可以提升制氮系统制取氮气的上限。
Description
技术领域
本发明涉及制氮领域，尤其是涉及一种新型三塔式制氮设备。
背景技术
PSA制氮技术的基本原理如下：采用碳分子筛作为吸附剂，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，在吸附剂可承受压力范围内，气体压力越高，吸附剂的吸量就越大。反之，压力越低，则吸附量越小。所以当空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳等无用气体。当压力降至常压时，其对氧气、二氧化碳等无用气体的吸附量非常小，所以能对碳分子筛进行解析，常规双塔制氮系统，一个周期中只有一半的碳分子筛在进行吸附，另一半在进行再生，算上均压时间碳分子筛的利用效率不足50％，正常的PSA变压吸附制氮系统都为俩个吸附塔结构，当一个吸附塔中的碳分子筛进行吸附制取氮气时，另一个塔则是对碳分子筛进行解析。所以碳分子筛的使用效率不到50％。为了提高PSA制氮机的制取效率，提出三塔式制氮设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型三塔式制氮设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型三塔式制氮设备，包括空气储气罐和氮气储气罐，所述的空气储气罐一侧通过进气管路依次连接A塔、B塔和C塔底部，所述的氮气储气罐一侧通过出气管路依次连接所述的A塔、B塔和C塔顶部，所述的进气管路上依次安装有与所述的A塔底部相连通的第一进气阀、与所述的B塔底部相连通的第二进气阀和与C塔底部相连通的第三进气阀，所述的出气管路上依次安装有与所述的A塔顶部相连通的第一出气阀、与所述的B塔顶部相连通的第二出气阀和与C塔顶部相连通的第三出气阀。
作为本发明进一步的技术方案，所述的进气管路靠所述的A塔末端安装有第一泄放阀，所述的进气管路靠所述的B塔末端安装有第二泄放阀，所述的进气管路靠所述的C塔末端安装有第三泄放阀。
作为本发明进一步的技术方案，所述的A塔、B塔和C塔底部分别安装有第一下均压阀、第二下均压阀和第三下均压阀。
作为本发明进一步的技术方案，所述的出气管路靠所述的A塔末端安装有第一上均压阀，所述的出气管路靠所述的B塔末端安装有第二上均压阀，所述的出气管路靠所述的C塔末端安装有第三上均压阀。
作为本发明进一步的技术方案，所述的所述的A塔、B塔顶部之间安装有第一旁通阀，所述的B塔与所述的C塔顶部之间安装有第二旁通阀。
作为本发明进一步的技术方案，所述的A塔、B塔和C塔一侧均安装有压力表阀。
作为本发明进一步的技术方案，所述的A塔、B塔和C塔中部分别安装有与所述的进气管路和出气管路相连通的第一中均压阀、第二中均压阀和第三中均压阀。
作为本发明进一步的技术方案，所述的进气管路和出气管路末端安装有消音器。
作为本发明进一步的技术方案，所述的氮气储气罐靠所述的消音器一侧依次安装有纯度控制泄放阀和纯度控制出气阀，所述的纯度控制出气阀一侧安装有流量计和调压阀。
本发明的有益效果是：提高了制氮系统，碳分子筛使用效率，可达60％以上，三塔式制氮系统在一个周期内2/3的碳分子筛在进行吸附，1/3的碳分子筛在进行再生，并且不会因为均压导致氮气断供，至少能保证有个塔处于吸附状态，制氮系统受桶的大小和结构，影响碳分子筛的填充量，三塔式结构可以提升制氮系统制取氮气的上限。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的A塔吸附，B塔和C塔均压状态图。
图3为本发明的A塔、B塔吸附，C塔解吸状态图。
图4为本发明的B塔吸附，A塔和C塔均压状态图。
图5为本发明的B塔、C塔吸附，A塔解吸状态图。
图6为本发明的C塔吸附，A塔和B塔均压状态图。
图7为本发明的A塔和C塔吸附，B塔解吸状态图。
其中：第一进气阀1、第二进气阀2、第三进气阀3、第一下均压阀4、第二下均压阀5、第三下均压阀6、第一中均压阀7、第二中均压阀8、第三中均压阀9、第一泄放阀10、第二泄放阀11、第三泄放阀12、第一上均压阀13、第二上均压阀14、第三上均压阀15、第一出气阀16、第二出气阀17、第三出气阀18、纯度控制泄放阀19、第一旁通阀20、纯度控制出气阀21、第二旁通阀22、压力表阀23、A塔24、B塔25、C塔26、氮气储气罐27、空气储气罐28、消音器29、流量计30、调压阀31、进气管路32、出气管路33。
具体实施方式
下面结合附图与优选的实施例对本发明的实施方式进行说明。
请参阅图1～图7结合所示，一种新型三塔式制氮设备，包括空气储气罐28和氮气储气罐27，所述的空气储气罐28一侧通过进气管路32依次连接A塔24、B塔25和C塔26底部，所述的氮气储气罐27一侧通过出气管路33依次连接所述的A塔24、B塔25和C塔26顶部，所述的进气管路32上依次安装有与所述的A塔24底部相连通的第一进气阀1、与所述的B塔25底部相连通的第二进气阀2和与C塔26底部相连通的第三进气阀3，所述的出气管路33上依次安装有与所述的A塔24顶部相连通的第一出气阀16、与所述的B塔25顶部相连通的第二出气阀17和与C塔26顶部相连通的第三出气阀18，所述的进气管路32靠所述的A塔24末端安装有第一泄放阀10，所述的进气管路32靠所述的B塔25末端安装有第二泄放阀11，所述的进气管路32靠所述的C塔26末端安装有第三泄放阀12，所述的A塔24、B塔25和C塔26底部分别安装有第一下均压阀4、第二下均压阀5和第三下均压阀6，所述的出气管路33靠所述的A塔24末端安装有第一上均压阀13，所述的出气管路33靠所述的B塔25末端安装有第二上均压阀14，所述的出气管路33靠所述的C塔26末端安装有第三上均压阀15，所述的所述的A塔24、B塔25顶部之间安装有第一旁通阀20，所述的B塔25与所述的C塔26顶部之间安装有第二旁通阀22，所述的A塔24、B塔25和C塔26一侧均安装有压力表阀23，所述的A塔24、B塔25和C塔26中部分别安装有与所述的进气管路32和出气管路33相连通的第一中均压阀7、第二中均压阀8和第三中均压阀9，产出的氮气再进入氮气缓冲罐，再经过除尘过滤器和氮气纯度控制装置得到纯度达标的氮气，提高了制氮系统，碳分子筛使用效率，可达60％以上，常规双塔制氮系统，一个周期中只有一半的碳分子筛在进行吸附，另一半在进行再生，算上均压时间碳分子筛的利用效率不足50％。三塔式制氮系统在一个周期内2/3的碳分子筛在进行吸附，1/3的碳分子筛在进行再生，并且不会因为均压导致氮气断供，至少能保证有个塔处于吸附状态，制氮系统受桶的大小和结构，影响碳分子筛的填充量，三塔式结构可以提升制氮系统制取氮气的上限，采用三塔式制氮系统原理为两塔吸附，一塔再生的工作原理。三塔轮流再生为一个周期，循环工作。
其中，PSA变压吸附：变压吸附法(简称PSA)是一种新的气体分离技术，以吸附剂分子筛为例，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。
碳分子筛：用于分离空气富集氮气，采用常温低压制氮工艺。利用筛分的特性来达到分离氧气、氮气的目的。
进一步的，所述的进气管路32和出气管路33末端安装有消音器29，起到降低噪音的效果。
进一步的，所述的氮气储气罐27靠所述的消音器29一侧依次安装有纯度控制泄放阀19和纯度控制出气阀21，所述的纯度控制出气阀21一侧安装有流量计30和调压阀31，通过流量计30读取氮气生成量，通过调压阀31实现氮气输送的压力和速度。
其中制氮系统工作流程如下：
A塔24吸附，B塔25和C塔26均压，第一进气阀1、第二下均压阀4、第三中均压阀6、第二上均压阀14、第三上均压阀15和第一出气阀16的气动阀门开启，压缩空气由第一进气阀1通往A塔24进行吸附得到氮气，再由第一出气阀16出气。第二下均压阀4，第三中均压阀6，第二上均压阀14，第三上均压阀15阀门开通，B塔25、C塔26进行均压。
A塔24、B塔25吸附，C塔26解吸。第一进气阀1、第二进气阀2、第三泄放阀12、第一出气阀16、第二出气阀17气动阀门开启，压缩空气由第一进气阀1，第二进气阀2通往B塔25、C塔26进行吸附得到氮气，再由第一出气阀16和第二出气阀17出气。C塔26进行解析，A塔24和B塔25氮气由第一旁通阀20和第二旁通阀22对C塔26进行吹扫解析，并从第三泄放阀12阀门经由消音器29泄放。
B塔25吸附，A塔24和C塔26均压。第二进气阀2、第三下均压阀6、第一中均压阀7、第一上均压阀13、第三上均压阀15和第二出气阀17气动阀门开启，压缩空气由第二进气阀2通往A塔24进行吸附得到氮气，再由第二出气阀17出气。第三下均压阀6、第一中均压阀7、第一上均压阀13、第三上均压阀15阀门开通，A塔24、C塔26进行均压。
B塔25、C塔26吸附，A塔24解吸。第二进气阀2、第三进气阀3、第一泄放阀10、第二出气阀17、第三出气阀18气动阀门开启，压缩空气由第二进气阀2，第三进气阀3通往B塔25和C塔26进行吸附得到氮气，再由第二出气阀17和第三出气阀18出气。A塔24进行解析，B塔25和C塔26的氮气由第一旁通阀20和第二旁通阀22对C塔26进行吹扫解析，并从第一泄放阀10阀门经由消音器29泄放。
C塔26吸附，A塔24和B塔25均压。第三进气阀3、第一下均压阀4、第二中均压阀8、第一上均压阀13、第二上均压阀14和第三出气阀18气动阀门开启，压缩空气由第三进气阀3通往C塔26进行吸附得到氮气，再由第三出气阀18出气。第一下均压阀4、第二中均压阀8、第一上均压阀13、第二上均压阀14阀门开通，A塔24和B塔25进行均压。
A塔24和C塔26吸附，B塔25解吸。第一进气阀1、第三进气阀3、第二泄放阀11、第一出气阀16、第三出气阀18气动阀门开启，压缩空气由第一进气阀1和第三进气阀3通往A塔24和C塔26进行吸附得到氮气，再由第一出气阀16和第三出气阀18出气。B塔25进行解析，A塔24和C塔26氮气由第一旁通阀20和第二旁通阀22对C塔进行吹扫解析，并从第二泄放阀11阀门经由消音器29泄放。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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发明内。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。
Claims (9)
1.一种新型三塔式制氮设备，包括空气储气罐(28)和氮气储气罐(27)，其特征在于，所述的空气储气罐(28)一侧通过进气管路(32)依次连接A塔(24)、B塔(25)和C塔(26)底部，所述的氮气储气罐(27)一侧通过出气管路(33)依次连接所述的A塔(24)、B塔(25)和C塔(26)顶部，所述的进气管路(32)上依次安装有与所述的A塔(24)底部相连通的第一进气阀(1)、与所述的B塔(25)底部相连通的第二进气阀(2)和与C塔(26)底部相连通的第三进气阀(3)，所述的出气管路(33)上依次安装有与所述的A塔(24)顶部相连通的第一出气阀(16)、与所述的B塔(25)顶部相连通的第二出气阀(17)和与C塔(26)顶部相连通的第三出气阀(18)。
2.根据权利要求1所述的一种新型三塔式制氮设备，其特征在于，所述的进气管路(32)靠所述的A塔(24)末端安装有第一泄放阀(10)，所述的进气管路(32)靠所述的B塔(25)末端安装有第二泄放阀(11)，所述的进气管路(32)靠所述的C塔(26)末端安装有第三泄放阀(12)。
3.根据权利要求1所述的一种新型三塔式制氮设备，其特征在于，所述的A塔(24)、B塔(25)和C塔(26)底部分别安装有第一下均压阀(4)、第二下均压阀(5)和第三下均压阀(6)。
4.根据权利要求1所述的一种新型三塔式制氮设备，其特征在于，所述的出气管路(33)靠所述的A塔(24)末端安装有第一上均压阀(13)，所述的出气管路(33)靠所述的B塔(25)末端安装有第二上均压阀(14)，所述的出气管路(33)靠所述的C塔(26)末端安装有第三上均压阀(15)。
5.根据权利要求1所述的一种新型三塔式制氮设备，其特征在于，所述的所述的A塔(24)、B塔(25)顶部之间安装有第一旁通阀(20)，所述的B塔(25)与所述的C塔(26)顶部之间安装有第二旁通阀(22)。
6.根据权利要求1所述的一种新型三塔式制氮设备，其特征在于，所述的A塔(24)、B塔(25)和C塔(26)一侧均安装有压力表阀(23)。
7.根据权利要求1所述的一种新型三塔式制氮设备，其特征在于，所述的A塔(24)、B塔(25)和C塔(26)中部分别安装有与所述的进气管路(32)和出气管路(33)相连通的第一中均压阀(7)、第二中均压阀(8)和第三中均压阀(9)。
8.根据权利要求1所述的一种新型三塔式制氮设备，其特征在于，所述的进气管路(32)和出气管路(33)末端安装有消音器(29)。
9.根据权利要求1所述的一种新型三塔式制氮设备，其特征在于，所述的氮气储气罐(27)靠所述的消音器(29)一侧依次安装有纯度控制泄放阀(19)和纯度控制出气阀(21)，所述的纯度控制出气阀(21)一侧安装有流量计(30)和调压阀(31)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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