CN207726740U - 一种制氮设备高效产量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种制氮设备高效产量系统，包括西门子PLC控制器、制氮吸附塔、排气消音器、氮气储存罐、氮气纯度分析仪表、氮气流量监测仪表、用户端压力传感器、压缩空气进气手动阀、吸附塔交替切换自动控制气动阀、成品氮气压力调节阀、自动调节阀、手动球阀、成品氮气出口和洁净压缩空气入口。本实用新型的有益效果是：当用户终端用气的压力发生波动变化时，制氮设备的PLC控制和采集模块，实时监测氮气流量信号、氮气压力信号、氮气纯度信号，通过程序内部的分析，自动调节氮气出口调节阀，在保证氮气纯度品质的前提下，使得制氮设备的产氮流量接近制氮设备的最大额定产氮量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变压吸附制氮设备，具体为一种制氮设备高效产量系统，属于制氮技术及设备领域。
背景技术
在现代制造业中，由于生产工艺的先进化、生产过程的安全化趋势，隋性气体氮气成为许多生产型企业必不可少的配套用公用工程。变压吸附（PSA）制氮设备用其现场制氮和轻巧易用的优势，得到了广泛的应用。
PSA制氮设备，是以压缩空气为原料，采用两只装填有分子筛的吸附塔，两只吸附塔交替工作，利用加压吸附、减压脱附原理，分子筛吸附氧气，产出高纯度的氮气。主要的性能参数是纯度（如98%，99%，99.5%，99.99%等），和流量（如100m3/h，150m3/h，200m3/h，400m3/h等）。在用户使用时，如果纯度达不到要求，制氮设备会自动切断送气阀门打开放空阀门，将不达标的氮气排放到空气中而不进入用户氮气管路。因为制氮设备上的出氮阀是手动固定的，如果用户后端压力波动时，制氮设备的产氮流量（产氮能力）也会随着波动：用户后端压力变大时，产氮流量会减小，后端压力变小时，产氮流量会增加。从以上描述可以看出，用户的用气端压力波动时会造成制氮设备产氮能力的浪费。而在大部分用户的实际用气工艺中，都不可能是稳定的用气，而是随着用户端的用气设备的生产过程变化而出现不同程序的波动，所以解决这个问题非常有必要性。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种制氮设备高效产量系统。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种制氮设备高效产量系统，包括西门子PLC控制器、制氮吸附塔和氮气储存罐，所述西门子PLC控制器一端连接氮气纯度分析仪表，所述氮气纯度分析仪表一端连接成品氮气压力调节阀，且所述氮气纯度分析仪表一端连接氮气流量监测仪表，所述氮气流量监测仪表一端连接所述西门子PLC控制器，且所述氮气流量监测仪表一端连接自动调节阀，所述自动调节阀一端连接所述西门子PLC控制器，且所述自动调节阀一端连接手动球阀，所述手动球阀一端连接成品氮气出口，且所述手动球阀一端连接用户端压力传感器，所述用户端压力传感器一端连接所述西门子PLC控制器，所述西门子PLC控制器一端连接吸附塔交替切换自动控制气动阀，所述吸附塔交替切换自动控制气动阀一端连接制氮吸附塔，所述制氮吸附塔一端通过所述吸附塔交替切换自动控制气动阀连接洁净压缩空气入口，且所述制氮吸附塔一端连接排气消音器，所述制氮吸附塔一端连接氮气储存罐，所述氮气储存罐一端连接所述成品氮气压力调节阀，所述成品氮气压力调节阀一端连接所述氮气流量监测仪表。
优选的，为了使制氮吸附塔能受到自动控制，所述西门子PLC控制器分别通过两个吸附塔交替切换自动控制气动阀连接两个制氮吸附塔。
优选的，为了使各个制氮吸附塔的消音效果自动实现，所述制氮吸附塔分别通过若干个吸附塔交替切换自动控制气动阀连接排气消音器。
优选的，为了使制氮过程中的各种数据都能被精准检测，所述氮气储存罐和成品氮气出口均分别单独连接氮气纯度分析仪表和氮气流量监测仪表。
优选的，为了使整个制氮过程都在密封环境下进行，确保过程的精密性，所述洁净压缩空气入口与制氮吸附塔、制氮吸附塔与氮气储存罐、氮气储存罐与成品氮气出口之间均为密封结构。
优选的，为了使制氮过程中的各项数据和控制都精确反应出来，所述用户端压力传感器分别连接西门子PLC控制器和成品氮气出口。
本实用新型的有益效果是：当用户终端用气的压力发生波动变化时，制氮设备的PLC控制和采集模块，实时监测氮气流量信号、氮气压力信号、氮气纯度信号，通过程序内部的分析，自动调节氮气出口调节阀，在保证氮气纯度品质的前提下，使得制氮设备的产氮流量接近制氮设备的最大额定产氮量。
附图说明
图1为本实用新型装置连接示意图。
图中：1、西门子PLC控制器；2、制氮吸附塔；3、排气消音器；4、氮气储存罐；5、氮气纯度分析仪表；6、氮气流量监测仪表；7、用户端压力传感器；8、压缩空气进气手动阀；9、吸附塔交替切换自动控制气动阀；10、成品氮气压力调节阀；11、自动调节阀；12、手动球阀13、成品氮气出口14、洁净压缩空气入口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1所示，一种制氮设备高效产量系统，包括西门子PLC控制器1、制氮吸附塔2和氮气储存罐4，西门子PLC控制器1一端连接氮气纯度分析仪表5，氮气纯度分析仪表5一端连接成品氮气压力调节阀10，且氮气纯度分析仪表5一端连接氮气流量监测仪表6，氮气流量监测仪表6一端连接西门子PLC控制器1，且氮气流量监测仪表6一端连接自动调节阀11，自动调节阀11一端连接西门子PLC控制器1，且自动调节阀11一端连接手动球阀12，手动球阀12一端连接成品氮气出口13，且手动球阀12一端连接用户端压力传感器7，用户端压力传感器7一端连接西门子PLC控制器1，西门子PLC控制器1一端连接吸附塔交替切换自动控制气动阀9，吸附塔交替切换自动控制气动阀9一端连接制氮吸附塔2，制氮吸附塔2一端通过吸附塔交替切换自动控制气动阀9连接洁净压缩空气入口14，且制氮吸附塔2一端连接排气消音器3，制氮吸附塔2一端连接氮气储存罐4，氮气储存罐4一端连接成品氮气压力调节阀10，成品氮气压力调节阀10一端连接氮气流量监测仪表6。
西门子PLC控制器1分别通过两个吸附塔交替切换自动控制气动阀9连接两个制氮吸附塔2，制氮吸附塔2能受到自动控制。
制氮吸附塔2分别通过若干个吸附塔交替切换自动控制气动阀9连接排气消音器3，各个制氮吸附塔2的消音效果自动实现。
氮气储存罐4和成品氮气出口13均分别单独连接氮气纯度分析仪表5和氮气流量监测仪表6，制氮过程中的各种数据都能被精准检测。
洁净压缩空气入口14与制氮吸附塔2、制氮吸附塔2与氮气储存罐4、氮气储存罐4与成品氮气出口13之间均为密封结构，整个制氮过程都在密封环境下进行，确保过程的精密性。
用户端压力传感器7分别连接西门子PLC控制器1和成品氮气出口13，制氮过程中的各项数据和控制都精确反应出来。
本实用新型在实用时，当压力在升高时，流量会相应减小，此时西门子PLC控制器1需缓慢开大自动调节阀11，保证流量不超出最大额定产气量的情况下持续开大；如果氮气流量等于最大额定产气量，而氮气纯度仍然大于额定纯度，可再开大自动调节阀11，直到氮气纯度降到额定纯度+3%可停止开大，此方式可保证制氮设备保持最大产气量；当自动调节阀11的开度达到100%时，氮气流量仍达不到制氮设备最大额定产气量，说明用户端实际用气量小，此时西门子PLC控制器1应缓慢关闭自动调节阀11，直到达到平衡开度即可；当压力在降低时，流量会相应增加，此时西门子PLC控制器1需缓慢关小自动调节阀11，保证流量不超出最大额定产气量，如果此时氮气纯度大于额定纯度数值20%以上，西门子PLC控制器1可适当放大自动调节阀11的开度，使制氮设备的产气能力不超出制氮设备的最大额定产气量，而保证产品氮气的品质。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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 (6)
1.一种制氮设备高效产量系统，包括西门子PLC控制器（1）、制氮吸附塔（2）和氮气储存罐（4），其特征在于：所述西门子PLC控制器（1）一端连接氮气纯度分析仪表（5），所述氮气纯度分析仪表（5）一端连接成品氮气压力调节阀（10），且所述氮气纯度分析仪表（5）一端连接氮气流量监测仪表（6），所述氮气流量监测仪表（6）一端连接所述西门子PLC控制器（1），且所述氮气流量监测仪表（6）一端连接自动调节阀（11），所述自动调节阀（11）一端连接所述西门子PLC控制器（1），且所述自动调节阀（11）一端连接手动球阀（12），所述手动球阀（12）一端连接成品氮气出口（13），且所述手动球阀（12）一端连接用户端压力传感器（7），所述用户端压力传感器（7）一端连接所述西门子PLC控制器（1），所述西门子PLC控制器（1）一端连接吸附塔交替切换自动控制气动阀（9），所述吸附塔交替切换自动控制气动阀（9）一端连接制氮吸附塔（2），所述制氮吸附塔（2）一端通过所述吸附塔交替切换自动控制气动阀（9）连接洁净压缩空气入口（14），且所述制氮吸附塔（2）一端连接排气消音器（3），所述制氮吸附塔（2）一端连接氮气储存罐（4），所述氮气储存罐（4）一端连接所述成品氮气压力调节阀（10），所述成品氮气压力调节阀（10）一端连接所述氮气流量监测仪表（6）。
2.根据权利要求1所述的一种制氮设备高效产量系统，其特征在于：所述西门子PLC控制器（1）分别通过两个吸附塔交替切换自动控制气动阀（9）连接两个制氮吸附塔（2）。
3.根据权利要求1所述的一种制氮设备高效产量系统，其特征在于：所述制氮吸附塔（2）分别通过若干个吸附塔交替切换自动控制气动阀（9）连接排气消音器（3）。
4.根据权利要求1所述的一种制氮设备高效产量系统，其特征在于：所述氮气储存罐（4）和成品氮气出口（13）均分别单独连接氮气纯度分析仪表（5）和氮气流量监测仪表（6）。
5.根据权利要求1所述的一种制氮设备高效产量系统，其特征在于：所述洁净压缩空气入口（14）与制氮吸附塔（2）、制氮吸附塔（2）与氮气储存罐（4）、氮气储存罐（4）与成品氮气出口（13）之间均为密封结构。
6.根据权利要求1所述的一种制氮设备高效产量系统，其特征在于：所述用户端压力传感器（7）分别连接西门子PLC控制器（1）和成品氮气出口（13）。
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| CN110127634A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-16 | 大同煤矿集团机电装备科工安全仪器有限责任公司 | 制氮系统 |
| WO2020047872A1 (zh) * | 2018-09-08 | 2020-03-12 | 深圳市能源环保有限公司 | 一种电厂烟气连续在线监测系统的吹扫气供气系统 |
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