CN209322474U - 基于变压吸附工艺的制氮系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能够提高制氮效率的基于变压吸附工艺的制氮系统。该基于变压吸附工艺的制氮系统，包括依次连通的空气压缩机、空气缓冲罐、干燥制冷机、过滤器、制氮机组以及氮气缓冲罐；所述制氮机组包括第一吸附塔和第二吸附塔以及制冷空气缓存罐；所述第一吸附塔和第二吸附塔内均设置有上下两层碳分子筛；所述上下两层碳分子筛之间具有中间腔。采用该基于变压吸附工艺的制氮系统，能够提高了制氮效率，同时能够提高制得氮气的纯度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制氮系统，尤其是一种基于变压吸附工艺的制氮系统。
背景技术
众所周知的：变压吸附法是一种新的气体分离技术，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。变压吸附式制氮机又称psa制氮机，是以空气为原料，以优质碳分子筛为吸附剂，运用变压吸附原理(PSA)，利用充满微孔的分子筛，对空气进行选择性吸附，以达到氧氮分离的目的，从而制得氮气。但是目前的制氮机，制氮效率低，氮气的纯度不高，对压力的掌控十分不稳定。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提高制氮效率的基于变压吸附工艺的制氮系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于变压吸附工艺的制氮系统，包括依次连通的空气压缩机、空气缓冲罐、干燥制冷机、过滤器、制氮机组以及氮气缓冲罐；
其特征在于：所述制氮机组包括第一吸附塔和第二吸附塔以及制冷空气缓存罐；所述制冷空气缓存罐具有空气入管以及空气出口管；所述第一吸附塔底部设置有第一进气主管，所述第二吸附塔底部设置有第二进气主管；所述空气出口管上设置有三通换向阀；所述第一进气主管与第二进气主管均与三通换向阀连通；
所述第一进气主管与第二进气主管之间设置有底部均压阀；所述第一进气主管与第二进气主管之间设置有排空管；所述第一进气主管通过第一阀门与排空管连通；所述第二进气主管通过第二阀门与排空管连通；
所述第一吸附塔和第二吸附塔内均设置有上下两层碳分子筛；所述上下两层碳分子筛之间具有中间腔；
所述第一进气主管上设置有第一侧支管，所述第一侧支管与第一吸附塔的中间腔连通；所述第二进气主管上设置有第二侧支管，所述第二侧支管与第二吸附塔的中间腔连通；
所述第一吸附塔的中间腔与第二吸附塔的中间腔之间设置有中间均压阀；
所述第一吸附塔的顶部设置有第一氮气出气管；所述第二吸附塔的顶部设置有第二氮气出气管；
所述第一氮气出气管与第二氮气出气管之间设置有氮气排出管；所述第一氮气出气管通过第三阀门与氮气排出管连通；所述第二氮气出气管通过第四阀门与氮气排出管连通；所述第一氮气出气管与第二氮气出气管之间设置有上部均压阀；
所述空气入管与过滤器连通；所述氮气排出管与氮气缓冲罐连通。
进一步的，所述空气缓冲罐、干燥制冷机之间设置与第二过滤器。
进一步的，所述第一吸附塔的顶部以及第二吸附塔的顶部均设置有反吹阀。
进一步的，所述反吹阀包括串联的阀门和单向阀，所述单向阀流向为外界向吸附塔内流入。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的基于变压吸附工艺的制氮系统，由于所述的第一吸附塔和第二吸附塔均设置有上下两层碳分子筛，并且在两层碳分子筛之间设置有中间腔；因此在空气经过下层碳分子筛吸附氧气后，同时补充空气然后经过上层碳分子筛对补入空气中氧气的吸附，从而提高吸附塔一次吸附后制得的氮气量，从而提高了制氮效率；其次由于在上层吸附氧气时，氧气在气流中的百分比比原有空气中低，因此能够提高制得氮气的纯度。
附图说明
图1是本实用新型实施例中基于变压吸附工艺的制氮系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中监测处理系统制氮机组的结构示意图；
图中标示：1-空气压缩机，2-空气缓冲罐，3-第二过滤器，4-干燥制冷机，5-过滤器，6- 制氮机组，7-氮气缓冲罐。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1和图2所示，本实用新型所述的基于变压吸附工艺的制氮系统，包括依次连通的空气压缩机1、空气缓冲罐2、干燥制冷机4、过滤器5、制氮机组6以及氮气缓冲罐7；
其特征在于：所述制氮机组6包括第一吸附塔61和第二吸附塔62以及制冷空气缓存罐 63；所述制冷空气缓存罐63具有空气入管64以及空气出口管623；所述第一吸附塔61底部设置有第一进气主管66，所述第二吸附塔62底部设置有第二进气主管67；所述空气出口管 623上设置有三通换向阀65；所述第一进气主管66与第二进气主管67均与三通换向阀65连通；
所述第一进气主管66与第二进气主管67之间设置有底部均压阀68；所述第一进气主管 66与第二进气主管67之间设置有排空管612；所述第一进气主管66通过第一阀门610与排空管612连通；所述第二进气主管67通过第二阀门611与排空管612连通；
所述第一吸附塔61和第二吸附塔62内均设置有上下两层碳分子筛；所述上下两层碳分子筛之间具有中间腔624；
所述第一进气主管66上设置有第一侧支管615，所述第一侧支管615与第一吸附塔61 的中间腔624连通；所述第二进气主管67上设置有第二侧支管616，所述第二侧支管616与第二吸附塔62的中间腔624连通；
所述第一吸附塔61的中间腔624与第二吸附塔62的中间腔624之间设置有中间均压阀 614；
所述第一吸附塔61的顶部设置有第一氮气出气管618；所述第二吸附塔62的顶部设置有第二氮气出气管617；
所述第一氮气出气管618与第二氮气出气管617之间设置有氮气排出管622；所述第一氮气出气管618通过第三阀门620与氮气排出管622连通；所述第二氮气出气管617通过第四阀门621与氮气排出管622连通；所述第一氮气出气管618与第二氮气出气管617之间设置有上部均压阀619；
所述空气入管64与过滤器5连通；所述氮气排出管622与氮气缓冲罐7连通。
在工作的过程中，空气由空气压缩机1加压后依次经过空气缓冲罐2、干燥制冷机4以及过滤器5进入到制氮机组6内。
在制氮机组6中首先进入到制冷空气缓存罐63内，然后由空气出口管623通过三通换向阀65首先将气体送入到第一吸附塔61内进行氧气的吸附，具体过程为：加压制冷后的空气通过第一进气主管66进入到第一吸附塔61内，此时底部均压阀68、中间均匀阀614、顶部均压阀617均关闭，第一阀门610关闭；第三阀门620打开；空气由第一吸附塔61的下层碳分子筛对氧气吸附，然后在中间腔624通过第一侧支管615补充空气后在经过上层碳分子筛氧气吸附，最终得到氮气，氮气由氮气排出管622排出；然后进行均压；此时底部均压阀68、中间均匀阀614、顶部均压阀617均打开，使得第一吸附塔61和第二吸附塔62中的压力达到均衡。
均压结束后，通过调节三通换向阀65使得空气进入到第二吸附塔62内对空气中的氧气进行吸附，在第二吸附塔62内对氧气的吸附与在第一吸附塔61内对氧气的吸附原理相同。在第二吸附塔62对空气中的氧气进行吸附时，此时第一吸附塔61上的第一阀门610打开对第一吸附塔61内碳分子筛吸附的氧气进行解吸，排放到大气中。在第二吸附塔62内对氧气吸附后进行均压，然后再通过调节三通换向阀65使得空气进入到第一吸附塔61内，在第一吸附塔61内对空气中的氧气进行吸附时，同时在第二吸附塔62内进行解吸；如一直循环下去；从而实现氮气的制备。
综上所述，本实用新型所述的基于变压吸附工艺的制氮系统，由于所述的第一吸附塔和第二吸附塔均设置有上下两层碳分子筛，并且在两层碳分子筛之间设置有中间腔；因此在空气经过下层碳分子筛吸附氧气后，同时补充空气然后经过上层碳分子筛对补入空气中氧气的吸附，从而提高吸附塔一次吸附后制得的氮气量，从而提高了制氮效率；其次由于在上层吸附氧气时，氧气在气流中的百分比比原有空气中低，因此能够提高制得氮气的纯度。
为了保证气体的纯净度，避免空气中的杂质进入到干燥制冷机4内，进一步的，所述空气缓冲罐2、干燥制冷机4之间设置与第二过滤器3。
为了实现空气对吸附塔的反吹，进一步的，所述第一吸附塔61的顶部以及第二吸附塔 62的顶部均设置有反吹阀625。在进行解吸收的同时，通过打开反吹阀625实现吸附塔的反吹。具体的，所述反吹阀625包括串联的阀门和单向阀，所述单向阀流向为外界向吸附塔内流入。
Claims (4)
1.基于变压吸附工艺的制氮系统，包括依次连通的空气压缩机(1)、空气缓冲罐(2)、干燥制冷机(4)、过滤器(5)、制氮机组(6)以及氮气缓冲罐(7)；
其特征在于：所述制氮机组(6)包括第一吸附塔(61)和第二吸附塔(62)以及制冷空气缓存罐(63)；所述制冷空气缓存罐(63)具有空气入管(64)以及空气出口管(623)；所述第一吸附塔(61)底部设置有第一进气主管(66)，所述第二吸附塔(62)底部设置有第二进气主管(67)；所述空气出口管(623)上设置有三通换向阀(65)；所述第一进气主管(66)与第二进气主管(67)均与三通换向阀(65)连通；
所述第一进气主管(66)与第二进气主管(67)之间设置有底部均压阀(68)；所述第一进气主管(66)与第二进气主管(67)之间设置有排空管(612)；所述第一进气主管(66)通过第一阀门(610)与排空管(612)连通；所述第二进气主管(67)通过第二阀门(611)与排空管(612)连通；
所述第一吸附塔(61)和第二吸附塔(62)内均设置有上下两层碳分子筛；所述上下两层碳分子筛之间具有中间腔(624)；
所述第一进气主管(66)上设置有第一侧支管(615)，所述第一侧支管(615)与第一吸附塔(61)的中间腔(624)连通；所述第二进气主管(67)上设置有第二侧支管(616)，所述第二侧支管(616)与第二吸附塔(62)的中间腔(624)连通；
所述第一吸附塔(61)的中间腔(624)与第二吸附塔(62)的中间腔(624)之间设置有中间均压阀(614)；
所述第一吸附塔(61)的顶部设置有第一氮气出气管(618)；所述第二吸附塔(62)的顶部设置有第二氮气出气管(617)；
所述第一氮气出气管(618)与第二氮气出气管(617)之间设置有氮气排出管(622)；所述第一氮气出气管(618)通过第三阀门(620)与氮气排出管(622)连通；所述第二氮气出气管(617)通过第四阀门(621)与氮气排出管(622)连通；所述第一氮气出气管(618) 与第二氮气出气管(617)之间设置有上部均压阀(619)；
所述空气入管(64)与过滤器(5)连通；所述氮气排出管(622)与氮气缓冲罐(7)连通。
2.如权利要求1所述的基于变压吸附工艺的制氮系统，其特征在于：所述空气缓冲罐(2)、干燥制冷机(4)之间设置与第二过滤器(3)。
3.如权利要求2所述的基于变压吸附工艺的制氮系统，其特征在于：所述第一吸附塔(61)的顶部以及第二吸附塔(62)的顶部均设置有反吹阀(625)。
4.如权利要求3所述的基于变压吸附工艺的制氮系统，其特征在于：所述反吹阀(625)包括串联的阀门和单向阀，所述单向阀流向为外界向吸附塔内流入。
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|---|---|---|---|---|
| CN110653505A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-07 | 吕鸿惠 | 一种激光切割机膜制氮机氮气供气方法 |
| CN112158813A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-01 | 杭州富阳万博空分设备有限公司 | 一种家用快速制氮机及其使用方法 |
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