CN203845820U - 一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置 - Google Patents
一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203845820U CN203845820U CN201420281505.5U CN201420281505U CN203845820U CN 203845820 U CN203845820 U CN 203845820U CN 201420281505 U CN201420281505 U CN 201420281505U CN 203845820 U CN203845820 U CN 203845820U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- pneumatic valve
- operated pneumatic
- adsorption
- nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 230000006835 compression Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title abstract 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 80
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000004887 air purification Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 9
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 abstract description 38
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 38
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006253 efflorescence Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，包括顺次连通的空气压缩机、空气净化系统及空气分离系统；空气分离系统包括氮气缓冲罐及两个并行设置的吸附塔，两个吸附塔的出口端均通过气动阀门Ⅰ连接氮气缓冲罐，两个吸附塔的入口端均通过气动阀门Ⅱ连接空气净化系统，吸附塔由上气流分布器、主填料、气流分布填料及下气流分布器组成；空气净化系统包括依次连接的空气缓冲罐、活性炭过滤器、超精细过滤器、冷却干燥器及精细过滤器，精细过滤器与空气压缩机连通，空气缓冲罐与气动阀门Ⅱ连接。本实用新型通过合理分布填料，降低了气流动能量并将气流在吸附塔内分布的更均匀，从而减小分子筛盲区，降低了分子筛的粉化程度，提高了分子筛使用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及氮气制备设备，具体是一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置。
背景技术
现有的变压吸附制氮装置中的吸附塔通常采用分子筛作为氧、氮分离介质，分子筛在周期性的压力变化下进行吸附及再生，实现空气中氮气和氧气的分离。交替的压力变化，容易使得分子筛间发生相对运动，甚至沸腾，进而造成分子筛间的过度摩擦，使得分子筛粉化，缩短分子筛寿命，降低设备性能。针对防止分子筛粉化，现有技术主要通过外力压紧分子筛，减小分子筛的相对运动来预防分子筛摩擦粉化。压紧分子筛的主要方式有：弹簧压紧、气缸压紧、气缸液缸混合压紧、辅助填料压紧，而弹簧压紧密封性不高，容易造成分子筛流失，进入下游管道，损坏阀门；弹簧压紧方式的弹簧所受反作用力较大，形变频率高，时间一长，弹簧会产生塑性变形，进而实际发生“压不紧”；而气缸压紧通过压缩空气作用在气缸活塞上的力以一定方式传递到分子筛上表面的环板上进而压紧分子筛，该种方式受压面积小，压紧力小，容易造成偏推，结构也相对复杂，同时气缸压紧面积有限，运行后分子筛面下沉后，每年都需要适量补充分子筛，确保分子筛面在可压紧的有效行程范围内。气缸液缸混合压紧能够提供较大的压紧力，但结构复杂，成本较高；辅助填料压紧通过堆密度较大的填料依靠自重压紧分子筛，压紧力相对均匀，该方式结构简单，但吸附塔需设计更多的装填容积，增加制造成本及运输成本。
实用新型内容
本实用新型提供了一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，解决了以往变压吸附制氮装置易造成分子筛粉化、使用寿命短的问题。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，包括顺次连通的空气压缩机、空气净化系统及空气分离系统；所述空气分离系统包括氮气缓冲罐及两个并行设置的吸附塔，两个所述吸附塔的出口端均通过气动阀门Ⅰ连接氮气缓冲罐，两个所述吸附塔的入口端均通过气动阀门Ⅱ连接空气净化系统，所述吸附塔由上气流分布器、主填料、气流分布填料及下气流分布器组成；所述空气净化系统包括依次连接的空气缓冲罐、活性炭过滤器、超精细过滤器、冷却干燥器及精细过滤器，所述精细过滤器与空气压缩机连通，所述空气缓冲罐与气动阀门Ⅱ连接。
所述气动阀门Ⅰ与氮气缓冲罐之间还连接有手动工艺阀Ⅰ，所述气动阀门Ⅱ与空气缓冲罐之间还连接有手动工艺阀Ⅱ。
所述两个吸附塔的入口端还串连有两根入口连通管，两根入口连通管中的其中一根入口连通管连接有气动阀门Ⅲ，所述两根入口连通管中的另外一根入口连通管连接有两个顺次连接的气动阀门Ⅳ，两个所述气动阀门Ⅳ之间连接有排空消音器；所述两个吸附塔的出口端同样串连有一根出口连通管，出口连通管上连接有气动阀门Ⅴ。
所述气动阀门Ⅰ、气动阀门Ⅱ、气动阀门Ⅲ、气动阀门Ⅳ及气动阀门Ⅴ均连接有PLC控制系统。
所述吸附塔内部设置有气流扩散器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、 本实用新型通过合理分布填料，降低了气流动能量并将气流在吸附塔内分布的更均匀，从而减小分子筛盲区，降低了分子筛的粉化程度，提高了分子筛使用率，间接降低了成本。
2、 本实用新型通过对气动阀门开启时间及顺序进行PLC控制，降低压缩空气进气、均压及氮气反充瞬间气流的流速及动能，避免气流短路而造成分子筛沸腾，不仅安全，且使用寿命延长。
3、 本实用新型简化了吸附塔结构，省去了各种压紧结构，降低了制造成本和体积。
4、 本实用新型分子筛使用时无需再采用繁琐的压紧方式进行压紧，降低了安装难度和成本，且可靠性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型吸附塔的结构示意图
图中的标号分别表示为：1、空气压缩机；2、精细过滤器；3、冷却干燥器；4、超精细过滤器；5、活性炭过滤器；6、空气缓冲罐；7、气动阀门Ⅰ；8、手动工艺阀Ⅰ；9、气动阀门Ⅴ；10、吸附塔；11、排空消音器；12、气动阀门Ⅳ；13、气动阀门Ⅲ；14、手动工艺阀Ⅱ；15、气动阀门Ⅱ；16、氮气缓冲罐；17、上气流分布器；18、主填料；19、气流分布填料；20、下气流分布器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
如图1、图2所示的一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，包括顺次连通的空气压缩机1、空气净化系统及空气分离系统；所述空气分离系统包括氮气缓冲罐16及两个并行设置的吸附塔10，两个所述吸附塔10的出口端均通过气动阀门Ⅰ7连接氮气缓冲罐16，两个所述吸附塔10的入口端均通过气动阀门Ⅱ15连接空气净化系统，所述吸附塔10由上气流分布器17、主填料18、气流分布填料19及下气流分布器20组成；所述空气净化系统包括依次连接的空气缓冲罐6、活性炭过滤器5、超精细过滤器4、冷却干燥器3及精细过滤器2，所述精细过滤器2与空气压缩机1连通，所述空气缓冲罐6与气动阀门Ⅱ15连接。
本实施例的空气压缩机用于从环境大气中抽取空气，压缩到所需的压力，用该压缩空气变压吸附制氮的原料；精细过滤器2、超精细过滤器4及活性炭过滤器5进一步除去压缩空气中的微量油、水分和粉尘，并在精细过滤器2、超精细过滤器4及活性炭过滤器5上连接排水器排出过滤的杂质和水分；冷却干燥器3用于进一步冷却干燥压缩空气；空气缓冲罐6用于降低压缩空气的压力波动范围，同时进一步冷却压缩空气。压缩空气通过吸附塔10，通过吸附塔10内的分子筛吸附后形成氮气，氮气通过氮气缓冲罐16收集并分离形成产品氮气和不合格氮气，产品氮气直接输送到用户，而不合格氮气再次排空。
本实施例的吸附塔10由上气流分布器17、主填料18、气流分布填料19及下气流分布器20组成，通过上气流分布器17、下气流分布器20实现塔内空气的均匀流动，主填料18和气流分布填料19均是具有分子筛的化合物或混合物，且气流分布填料19为能够降低压缩空气动能量并进一步均匀扩散气流的辅助填料，气流分布填料19位于下气流分布器20上端，可进一步加强空气通入主填料18时分布更加均匀，从而保证分子筛吸附均匀和彻底，且气流量可通过调节气动阀门Ⅰ7和气动阀门Ⅱ15进行调节。
本实施例的吸附塔10 较之现有技术而言，优化了内部结构，省去了顶部的压紧结构，吸附塔内部的分子筛填料上端均为完全自由状态，本实施例吸附塔10通过设置了上气流分布器17、主填料18、气流分布填料19及下气流分布器20，优化了吸附结构，优化了气流在吸附塔10内的气流分布，从而减小分子筛盲区，提高了分子筛使用率，减少了分子筛的粉化率，间接降低了成本，且气流量还可通过气动阀门Ⅰ7和气动阀门Ⅱ15进行调节，从而有效控制空气流速，从根本上消除分子筛沸腾。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上增加了以下结构：所述气动阀门Ⅰ7与氮气缓冲罐16之间还连接有手动工艺阀Ⅰ8，所述气动阀门Ⅱ15与空气缓冲罐6之间还连接有手动工艺阀Ⅱ14。
本实施例的手动工艺阀Ⅰ8和手动工艺阀Ⅱ14可人工控制或通断空气流量，可实现管路的通断，便于控制和应对一些特殊情况。
实施例3
本实施例在实施例1或实施例2的基础上增加了以下结构：所述两个吸附塔10的入口端还串连有两根入口连通管，两根入口连通管中的其中一根入口连通管连接有气动阀门Ⅲ13，所述两根入口连通管中的另外一根入口连通管连接有两个顺次连接的气动阀门Ⅳ12，两个所述气动阀门Ⅳ12之间连接有排空消音器11；所述两个吸附塔10的出口端同样串连有一根出口连通管，出口连通管上连接有气动阀门Ⅴ9。
本实施例中，为了进一步对系统气流量进行调节和控制，实现主填料18与气流推力平衡，并且通过阀门开启时间和顺序，可降低压缩空气进气、氮气反充瞬间气流能量，避免气流短路、分子筛沸腾；上述中，气动阀门Ⅲ13所在入口连通管可连通两个吸附塔10，保证某一吸附塔10出口端关闭时管内空气能进入另一吸附塔10，方便两个吸附塔10交替工作，也可防止管内气体膨胀而造成气体管道爆炸、高压冲坏设备，同理气动阀门Ⅴ9也可保证两个吸附塔10出口端连通，当某路短路时空气可从另一路流出，可保证管内流速和气压；而气动阀门Ⅳ12可开断排空消音器11，达到消除噪音的作用，同时也不会影响到系统正常的制氮工作，极为方便；本实施例中的各个阀门相互配合，可根据实际需要控制阀门的开启时间和顺序，实现不同通路的工作，且可降低压缩空气进气、氮气反充瞬间气流能量，避免气流短路、分子筛沸腾，在保证分子筛的高效使用的情况下保护分子筛，效率高，使用寿命长。
实施例4
本实施例在上述任一实施例的基础上做了如下优化，具体为：所述气动阀门Ⅰ7、气动阀门Ⅱ15、气动阀门Ⅲ13、气动阀门Ⅳ12及气动阀门Ⅴ9均连接有PLC控制系统。
本实施例为了方便和精确控制各个气动阀门的开启时间和开启程度，将上述各个气动阀门均连接PLC控制系统，通过PLC控制系统控制气动阀门开启时间及顺序，从而更好的避免气流流速过高造成的分子筛沸腾，达到高效、精准的制氮效果。
实施例5
本实施例在上述任一实施例的基础上增加了以下结构：所述吸附塔10内部设置有气流扩散器。
本实施例在吸附塔10内部加设气流扩散器，通过气流扩散器可促使塔内空气分布更加快速、均匀，提空气分布面积，从而提高制氮效果。
如上所述即为本实用新型的实施例。本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，其特征在于：包括顺次连通的空气压缩机（1）、空气净化系统及空气分离系统；所述空气分离系统包括氮气缓冲罐（16）及两个并行设置的吸附塔（10），两个所述吸附塔（10）的出口端均通过气动阀门Ⅰ（7）连接氮气缓冲罐（16），两个所述吸附塔（10）的入口端均通过气动阀门Ⅱ（15）连接空气净化系统，所述吸附塔（10）由上气流分布器（17）、主填料（18）、气流分布填料（19）及下气流分布器（20）组成；所述空气净化系统包括依次连接的空气缓冲罐（6）、活性炭过滤器（5）、超精细过滤器（4）、冷却干燥器（3）及精细过滤器（2），所述精细过滤器（2）与空气压缩机（1）连通，所述空气缓冲罐（6）与气动阀门Ⅱ（15）连接。
2.根据权利要求1所述的一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，其特征在于：所述气动阀门Ⅰ（7）与氮气缓冲罐（16）之间还连接有手动工艺阀Ⅰ（8），所述气动阀门Ⅱ（15）与空气缓冲罐（6）之间还连接有手动工艺阀Ⅱ（14）。
3.根据权利要求1所述的一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，其特征在于：所述两个吸附塔（10）的入口端还串连有两根入口连通管，两根入口连通管中的其中一根入口连通管连接有气动阀门Ⅲ（13），所述两根入口连通管中的另外一根入口连通管连接有两个顺次连接的气动阀门Ⅳ（12），两个所述气动阀门Ⅳ（12）之间连接有排空消音器（11）；所述两个吸附塔（10）的出口端同样串连有一根出口连通管，出口连通管上连接有气动阀门Ⅴ（9）。
4.根据权利要求3所述的一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，其特征在于：所述气动阀门Ⅰ（7）、气动阀门Ⅱ（15）、气动阀门Ⅲ（13）、气动阀门Ⅳ（12）及气动阀门Ⅴ（9）均连接有PLC控制系统。
5.根据权利要求1所述的一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置，其特征在于：所述吸附塔（10）内部设置有气流扩散器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420281505.5U CN203845820U (zh) | 2014-05-29 | 2014-05-29 | 一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420281505.5U CN203845820U (zh) | 2014-05-29 | 2014-05-29 | 一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203845820U true CN203845820U (zh) | 2014-09-24 |
Family
ID=51558860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420281505.5U Expired - Lifetime CN203845820U (zh) | 2014-05-29 | 2014-05-29 | 一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203845820U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105197898A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-30 | 杭州欧斯空分设备有限公司 | 船用氮气制造系统 |
| CN110203892A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-06 | 山东恒业石油新技术应用有限公司 | 一种高温高效快速型变压吸附制氮设备及其制氮方法 |
| CN114733317A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-07-12 | 威海柏林圣康空氧科技有限公司 | 一种多层次分子筛吸附塔装置 |
-
2014
- 2014-05-29 CN CN201420281505.5U patent/CN203845820U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105197898A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-30 | 杭州欧斯空分设备有限公司 | 船用氮气制造系统 |
| WO2017063380A1 (zh) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | 杭州欧斯空分设备有限公司 | 船用氮气制造系统 |
| CN110203892A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-06 | 山东恒业石油新技术应用有限公司 | 一种高温高效快速型变压吸附制氮设备及其制氮方法 |
| CN110203892B (zh) * | 2019-07-03 | 2024-03-19 | 山东恒业石油新技术应用有限公司 | 一种高温高效快速型变压吸附制氮设备及其制氮方法 |
| CN114733317A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-07-12 | 威海柏林圣康空氧科技有限公司 | 一种多层次分子筛吸附塔装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203845820U (zh) | 一种吸附塔无压紧结构的变压吸附制氮装置 | |
| CN104291280A (zh) | 高效型分子筛制氮机 | |
| CN104192807B (zh) | 一种制氧设备系统及其工艺流程 | |
| CN103990358B (zh) | 一种无排放成品气冷吹有热再生干燥工艺 | |
| CN204310818U (zh) | 变压吸附制氮装置 | |
| CN102140562A (zh) | 高炉煤气干法除尘器 | |
| CN204469432U (zh) | 一种布袋除尘器的气源处理系统 | |
| CN104418312A (zh) | 一种变压吸附制氮方法 | |
| CN102976291A (zh) | 变压吸附制氮设备及其方法 | |
| CN203281202U (zh) | 特高压变压器干燥空气发生器 | |
| CN202785638U (zh) | 将普通氢气提纯至高纯度氢气的设备 | |
| CN100355484C (zh) | 变压吸附脱碳工艺及装置 | |
| CN202803083U (zh) | 单桶吸附干燥器 | |
| CN203017939U (zh) | 一种对含焦油等粘性物质粉尘进行多重净化的一体化装置 | |
| CN201949797U (zh) | 空气干燥器 | |
| CN203829882U (zh) | 高纯、高压制气设备的产品气输出装置 | |
| CN201728042U (zh) | 一种新型四通阀式吸附干燥器 | |
| CN207918428U (zh) | 一种新型节能变压吸附制氧装置 | |
| CN208632109U (zh) | 多塔高压氮气生产设备 | |
| CN204079490U (zh) | 高效型分子筛制氮机 | |
| CN203582474U (zh) | 一种集装式氧气罐瓶装置 | |
| CN203829881U (zh) | 基于psa技术的高纯、高压制气设备 | |
| CN2815479Y (zh) | 吸附再生干燥机 | |
| CN2789220Y (zh) | 一种煤矿井下碳分子筛制氮主机 | |
| CN2880209Y (zh) | 压缩空气干燥装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |