CN207566868U - 一种变压吸附制氮制氧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种变压吸附制氮制氧装置，包括第一动力设备、与第一动力设备相连接的第一气体净化系统、与第一气体净化系统相连接能够制取氮气和氧气中的一种的第一变压吸附装置、与第一变压吸附装置相连接的缓冲罐、与缓冲罐相连接的第二动力设备、与第二动力设备相连接的第二气体净化系统、与第二气体净化系统相连接能够制取氮气和氧气中的另一种的第二变压吸附装置；在满足第一种气体要求的同时，能够更高效率的制取第二种气体，同时满足客户对氮气和氧气的需求，提高效率，降低成本，同时可以降低能耗，具备一定的市场推广价值和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变压吸附制氮制氧装置。
背景技术
现有技术中变压吸附制氮、变压吸附制氧装置是目前非常成熟和应用广泛的工业化装置。为了提高制取气体的效率以及满足客户同时对氮气以及氧气的需求，技术需要改进与发展，市面上可以通过提高分子筛（吸附剂）的效率来提高制取气体的效率，但是局限于化工材料技术的发展，实现工业大规模性能的提升还是很困难，因此通过技术集成或者工艺耦合，来提升空气的分离效率变得很重要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种耦合变压吸附制氧及变压吸附制氮两种技术的变压吸附制氮制氧装置，提升空气的分离效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种变压吸附制氮制氧装置，包括第一动力设备、与所述的第一动力设备相连接的第一气体净化系统、与所述的第一气体净化系统相连接能够制取氮气和氧气中的一种的第一变压吸附装置，所述的变压吸附制氮制氧装置还包括与所述的第一变压吸附装置相连接的缓冲罐、与所述的缓冲罐相连接的第二动力设备、与所述的第二动力设备相连接的第二气体净化系统、与所述的第二气体净化系统相连接能够制取氮气和氧气中的另一种的第二变压吸附装置。
具体地，所述的缓冲罐的进气口与所述的第一变压吸附装置的排气口相连接，出气口与所述的第二动力设备的进气口相连接。
具体地，所述的第一动力设备为空气压缩机或增压机。
具体地，所述的第二动力设备为空气压缩机或增压机。
具体地，所述的第一变压吸附装置为变压吸附制氧装置，所述的第二变压吸附装置为变压吸附制氮装置。
具体地，所述的第一变压吸附装置为变压吸附制氮装置，所述的第二变压吸附装置为变压吸附制氧装置。
本实用新型的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
本实用新型通过分别将制取氮气与制取氧气的气体净化系统、变压吸附装置、动力设备相连接，制取氧气和氮气，在满足第一种气体要求的同时，能够更高效率的制取第二种气体，同时满足客户对氮气和氧气的需求，提高效率，降低成本，同时可以降低能耗，具备一定的市场推广价值和社会效益。
附图说明
附图1为本实用新型的流程示意图；
其中：11、第一动力设备；12、第二动力设备；21、第一气体净化系统；22、第二气体净化系统；31、第一变压吸附装置；32、第二变压吸附装置；4、缓冲罐。
具体实施方式
下面结合各附图对本实用新型进行说明：
如各附图所示，本实用新型的变压吸附制氮制氧装置，包括第一动力设备11、与第一动力设备11相连接的第一气体净化系统21、与第一气体净化系统21相连接能够制取氮气和氧气中的一种的第一变压吸附装置31、与第一变压吸附装置31的排气口相连接的缓冲罐4、与缓冲罐4的进气口相连接的第二动力设备12、与第二动力设备12相连接的第二气体净化系统22、与第二气体净化系统22相连接能够制取氮气和氧气中的另一种的第二变压吸附装置32。
为了给后级系统提供原料气和气体分离所需要的压力，变压吸附制氮制氧装置中设置了第一动力设备11和第二动力设备12，本实施例中，第一动力设备11和第二动力设备12均为空气压缩机或增压机。若省略第二动力设备12，则第一变压吸附装置31排出的气体无法进入第二变压吸附装置32，从而无法制取另一种气体，这是由于第一变压吸附装置31排出的气体是常压的,必须通过增压才能进入第二变压吸附装置32,而且只有在压力状态下，变压吸附装置的效率才能达到理想效果。
为了净化气体，变压吸附制氮制氧装置中设置了第一气体净化系统21和第二气体净化系统22，两者均为集成装置，里面包括缓冲罐、多级过滤器、冷冻式干燥机或吸附式干燥机或者两者的集成、自动排水器等，第一气体净化系统21和第二气体净化系统22为常规集成装置，可市购获得。
第一变压吸附装置31和第二变压吸附装置32含有两只或两只以上的吸附塔，用以制取氮气或者氧气，两只或两只以上的吸附塔相并联设置，从而使得各个吸附塔周期进行吸附和再生过程。以两塔为例，吸附塔A吸附的时候吸附塔B在再生，吸附塔A等到吸附结束后就通过阀门切换变成再生过程，而吸附塔B就变成了吸附过程。如此循环下去。
为了平衡第一变压吸附装置31断断续续的气体的排放，在第一变压吸附装置31与第二动力设备12之间还设置了缓冲罐4。
第一变压吸附装置31可以为变压吸附制氧装置，则第二变压吸附装置32为变压吸附制氮装置；第一变压吸附装置31可以为变压吸附制氮装置，则第二变压吸附装置32为变压吸附制氧装置。
以下以第一变压吸附装置31为变压吸附制氧装置，第二变压吸附装置32为变压吸附制氮装置为例，进行说明。
第一动力设备11首先将空气压力提升到变压吸附制氧所需要的压力，空气经过第一气体净化系统21的干燥、过滤，将气体通入第一变压吸附装置31制氧，制取合格的氧气；同时去除氧气的富氮空气经过缓冲罐4的缓冲，压力平稳地进入了第二动力设备12，经过第二动力设备12的增压，气体进入第二气体净化系统22，经过干燥、过滤，气体在进入第二变压吸附装置32制氮，制取合格的氮气。
以先制氧后制氮为例，大气中的氧气含量约为21%，按照目前的变压吸附制氧技术，9份标准体积的空气可制取1份标准体积的氧气（纯度为90%），其他8份标准体积的富氮气体作为废气排出。可计算出，富氮空气中的氮气含量约为1-（9*0.21-1*0.9）/8=0.876=87.6%。
对于后级的变压吸附制氮装置来说，本来其利用空气制取氮气时，原料气中氮气含量约为78%，而使用变压吸附制氧装置排出的富氮气体作为原料时，其中的氮气含量约为87.6%，提高了9.6%。从而减少了制氮分子筛的负荷。同样吸附效率的前提下可以减少分子筛的使用量，降低了变压吸附装置的成本。更为重要的是，动力设备的能耗可以降低。以一台氮气产量为200Nm3/h，纯度要求99.9%的制氮机来说，若使用空气作为原料，需要配备一台90Kw的空气压缩机；而使用变压吸附制氧装置排出的富氮气体作为原料气时，只需配置一台75Kw的空气压缩机即可，每年可减少能耗：（90-75）*24*365=131400Kw，社会效益明显。
如上所述，我们完全按照本实用新型的宗旨进行了说明，但本实用新型并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本实用新型的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。
Claims (6)
1.一种变压吸附制氮制氧装置，包括第一动力设备（11）、与所述的第一动力设备（11）相连接的第一气体净化系统（21）、与所述的第一气体净化系统（21）相连接能够制取氮气和氧气中的一种的第一变压吸附装置（31），其特征在于：所述的变压吸附制氮制氧装置还包括与所述的第一变压吸附装置（31）相连接的缓冲罐（4）、与所述的缓冲罐（4）相连接的第二动力设备（12）、与所述的第二动力设备（12）相连接的第二气体净化系统（22）、与所述的第二气体净化系统（22）相连接能够制取氮气和氧气中的另一种的第二变压吸附装置（32）。
2.根据权利要求1所述的变压吸附制氮制氧装置，其特征在于：所述的缓冲罐（4）的进气口与所述的第一变压吸附装置（31）的排气口相连接，出气口与所述的第二动力设备（12）的进气口相连接。
3.根据权利要求1所述的变压吸附制氮制氧装置，其特征在于：所述的第一动力设备（11）为空气压缩机或增压机。
4.根据权利要求1所述的变压吸附制氮制氧装置，其特征在于：所述的第二动力设备（12）为空气压缩机或增压机。
5.根据权利要求1所述的变压吸附制氮制氧装置，其特征在于：所述的第一变压吸附装置为变压吸附制氧装置，所述的第二变压吸附装置为变压吸附制氮装置。
6.根据权利要求1所述的变压吸附制氮制氧装置，其特征在于：所述的第一变压吸附装置为变压吸附制氮装置，所述的第二变压吸附装置为变压吸附制氧装置。
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