CN209957384U - 一体式吸附制氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式吸附制氮装置，涉及吸附制氮技术领域，包括空气压缩机，所述空气压缩机的输出端口通过连接管与空气储罐的输入端口固定连接，所述空气储罐的输出端口通过连接管与气体过滤装置的输入端口固定连接，所述气体过滤装置的输出端口通过连接管与吸附式干燥机的输入端口固定连接，所述吸附式干燥机的输出端口通过连接管与变压吸附制氮机的输入端口固定连接。该一体式吸附制氮装置，通过空气压缩机、空气储罐、气体过滤装置、吸附式干燥机、吸附式制氮机和氮气储罐以及氮气流量的PLC控制系统组合在一个整体上，并集成控制，优化系统控制使各部件紧密的配合氮气的产能及纯度有效得提高。

Description

一体式吸附制氮装置

技术领域

本实用新型涉及吸附制氮技术领域，具体为一种一体式吸附制氮装置。

背景技术

变压吸附法(Pressure Swing Adsorption，简称PSA)是一种新的气体分离技术，自60年代末70年代初在国外已经得到迅速的发展，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，它是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。

目前在制氮、制氧领域内使用较多的是碳分子筛和沸石分子筛。分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在分子筛表面的扩散速率不同，碳分子筛是一种兼具活性炭和分子筛某些特性的碳基吸附剂。碳分子筛具有很小微孔组成，孔径分布在0.3nm-1nm之间。较小直径的气体(氧气)扩散较快，较多进入分子筛固相，这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

工作原理是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。碳分子筛对氮和氧的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面的扩散速率不同，较小直径的气体(氧气)扩散较快，较多进入分子筛固相。这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

目前，现有的吸附制氮装置由于不是一体式的，其产能及纯度较低，不利于推广使用。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种一体式吸附制氮装置，解决了现有的吸附制氮装置产能及纯度较低，不利于推广使用的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一体式吸附制氮装置，包括空气压缩机，所述空气压缩机的输出端口通过连接管与空气储罐的输入端口固定连接，所述空气储罐的输出端口通过连接管与气体过滤装置的输入端口固定连接，所述气体过滤装置的输出端口通过连接管与吸附式干燥机的输入端口固定连接，所述吸附式干燥机的输出端口通过连接管与变压吸附制氮机的输入端口固定连接，所述变压吸附制氮机的输出端口通过连接管与氮气储罐的输入端口固定连接；

所述气体过滤装置包括五个气体过滤器，五个气体过滤器两两之间均通过连接管固定连通；

所述吸附式干燥机包括吸附式干燥A塔和吸附式干燥B塔，所述吸附式干燥A塔和吸附式干燥B塔并排设置，且所述吸附式干燥A塔和吸附式干燥B 塔大小相等；

所述变压吸附制氮机包括变压吸附制氮A塔和变压吸附制氮B塔,所述变压吸附制氮A塔和变压吸附制氮B塔并排设置，且所述变压吸附制氮A塔和变压吸附制氮B塔大小相等；

所述气体过滤器包括进气口、出气口和旋涡式过滤通道，所述旋涡式过滤通道内固定安装有两个螺旋形过滤卷板，且两个螺旋形过滤卷板之间设有网状物，该网状物具有15-45个/英寸的织物密度，过滤效果极好；

在所述变压吸附制氮机与氮气储罐之间的连接管上设有制氮机节能装置，所述制氮机节能装置由缓冲罐和多个氮气传输通道构成，所述氮气传输通道至少为三个，且每个氮气传输通道的入气端口均与缓冲罐的出气端口固定连接。

优选的，每个氮气传输通道的出气端口均与氮气储罐的入气端口固定连接。

优选的，每个氮气传输通道的中部均设有电磁阀门和调节阀。

优选的，所述氮气储罐入气端口的连接管上设置有电接点压力表，电接点压力表与PLC控制系统连接。

优选的，所述变压吸附制氮机的出气端口的连接管上设置有压力变送器，所述压力变送器与PLC控制系统连接。

优选的，所述电磁阀门与PLC控制系统连接。

优选的，所述气体过滤装置的出气端口的连接管上设置有气体质量传感器，所述气体质量传感器与PLC控制系统连接。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种一体式吸附制氮装置，具备以下有益效果：

该一体式吸附制氮装置，通过空气压缩机、空气储罐、气体过滤装置、吸附式干燥机、吸附式制氮机和氮气储罐以及氮气流量的PLC控制系统组合在一个整体上，并集成控制，优化系统控制使各部件紧密的配合氮气的产能及纯度有效得提高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型气体过滤器的结构示意图；

图3为本实用新型PLC控制系统局部连接结构示意图。

图中：空气压缩机1；空气储罐2；气体过滤装置3；气体过滤器31；进气口311；出气口312；旋涡式过滤通道313；螺旋形过滤卷板314；网状物315；吸附式干燥机4；吸附式干燥A塔41；吸附式干燥B塔42；变压吸附制氮机5；变压吸附制氮A塔51；变压吸附制氮B塔52；氮气储罐6；制氮机节能装置7；缓冲罐71；氮气传输通道72；电磁阀门721；调节阀722；压力变送器8；气体质量传感器9。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种一体式吸附制氮装置，包括空气压缩机1，空气压缩机1的输出端口通过连接管与空气储罐2的输入端口固定连接，空气储罐2的输出端口通过连接管与气体过滤装置3的输入端口固定连接，气体过滤装置3的输出端口通过连接管与吸附式干燥机4的输入端口固定连接，吸附式干燥机4的输出端口通过连接管与变压吸附制氮机5的输入端口固定连接，变压吸附制氮机5的输出端口通过连接管与氮气储罐6的输入端口固定连接；

气体过滤装置3包括五个气体过滤器31，五个气体过滤器31两两之间均通过连接管固定连通，起气体过滤作用；

吸附式干燥机4包括吸附式干燥A塔41和吸附式干燥B塔42，吸附式干燥A塔41和吸附式干燥B塔42并排设置，且吸附式干燥A塔41和吸附式干燥B塔42大小相等，吸附式干燥A塔41和吸附式干燥B塔42两者之间可相对单独运作；

变压吸附制氮机5包括变压吸附制氮A塔51和变压吸附制氮B塔52,变压吸附制氮A塔51和变压吸附制氮B塔52并排设置，且变压吸附制氮A塔 51和变压吸附制氮B塔52大小相等，变压吸附制氮A塔51和变压吸附制氮 B塔52两者之间可相对单独运作；

气体过滤器31包括进气口311、出气口312和旋涡式过滤通道313，旋涡式过滤通道313内固定安装有两个螺旋形过滤卷板314，且两个螺旋形过滤卷板314之间设有网状物315，该网状物315具有15-45个/英寸的织物密度，具有很好的气体过滤效果；

在变压吸附制氮机5与氮气储罐6之间的连接管上设有制氮机节能装置 7，制氮机节能装置7由缓冲罐71和多个氮气传输通道72构成，氮气传输通道72至少为三个，且每个氮气传输通道72的入气端口均与缓冲罐71的出气端口固定连接，制氮机节能效果好。

作为本实用新型的一种优选技术方案：每个氮气传输通道72的出气端口均与氮气储罐6的入气端口固定连接,连通效果好。

作为本实用新型的一种优选技术方案：每个氮气传输通道72的中部均设有电磁阀门721和调节阀722，电磁阀门721与PLC控制系统配合使用能够起到很好的调节作用，调节阀722可以手动进行调节。

作为本实用新型的一种优选技术方案：氮气储罐6入气端口的连接管上设置有电接点压力表61，电接点压力表61也与PLC控制系统连接，为PLC控制系统传递氮气储罐6的电接点压力状况。

作为本实用新型的一种优选技术方案：变压吸附制氮机5的出气端口的连接管上设置有压力变送器8，压力变送器8与PLC控制系统连接，压力变送器8将其感应到的信息传递给PLC控制系统，PLC控制系统根据不同情况会对电磁阀门721做出控制。

作为本实用新型的一种优选技术方案：电磁阀门721与PLC控制系统连接，通过PLC控制系统可对电磁阀门721进行打开过关闭控制。

作为本实用新型的一种优选技术方案：气体过滤装置3的出气端口的连接管上设置有气体质量传感器9，气体质量传感器9与PLC控制系统连接，PLC 控制系统根据接收到的气体质量传感器8的感应输出值获取当前空气质量值，若当前空气质量值超过设定空气质量值，则PLC控制系统会驱动系统中的报警器发出报警提示。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，该文中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

综上所述，该一体式吸附制氮装置，通过空气压缩机、空气储罐、气体过滤装置、吸附式干燥机、吸附式制氮机和氮气储罐以及氮气流量的PLC控制系统组合在一个整体上，并集成控制，优化系统控制使各部件紧密的配合氮气的产能及纯度有效得提高。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种一体式吸附制氮装置，包括空气压缩机(1)，其特征在于：所述空气压缩机(1)的输出端口通过连接管与空气储罐(2)的输入端口固定连接，所述空气储罐(2)的输出端口通过连接管与气体过滤装置(3)的输入端口固定连接，所述气体过滤装置(3)的输出端口通过连接管与吸附式干燥机(4)的输入端口固定连接，所述吸附式干燥机(4)的输出端口通过连接管与变压吸附制氮机(5)的输入端口固定连接，所述变压吸附制氮机(5)的输出端口通过连接管与氮气储罐(6)的输入端口固定连接；

所述气体过滤装置(3)包括五个气体过滤器(31)，五个气体过滤器(31)两两之间均通过连接管固定连通；

所述吸附式干燥机(4)包括吸附式干燥A塔(41)和吸附式干燥B塔(42)，所述吸附式干燥A塔(41)和吸附式干燥B塔(42)并排设置，且所述吸附式干燥A塔(41)和吸附式干燥B塔(42)大小相等；

所述变压吸附制氮机(5)包括变压吸附制氮A塔(51)和变压吸附制氮B塔(52),所述变压吸附制氮A塔(51)和变压吸附制氮B塔(52)并排设置，且所述变压吸附制氮A塔(51)和变压吸附制氮B塔(52)大小相等；

所述气体过滤器(31)包括进气口(311)、出气口(312)和旋涡式过滤通道(313)，所述旋涡式过滤通道(313)内固定安装有两个螺旋形过滤卷板(314)，且两个螺旋形过滤卷板(314)之间设有网状物(315)，该网状物(315)具有15-45个/英寸的织物密度；

在所述变压吸附制氮机(5)与氮气储罐(6)之间的连接管上设有制氮机节能装置(7)，所述制氮机节能装置(7)由缓冲罐(71)和多个氮气传输通道(72)构成，所述氮气传输通道(72)至少为三个，且每个氮气传输通道(72)的入气端口均与缓冲罐(71)的出气端口固定连接。

2.根据权利要求1所述的一体式吸附制氮装置，其特征在于：每个氮气传输通道(72)的出气端口均与氮气储罐(6)的入气端口固定连接。

3.根据权利要求1所述的一体式吸附制氮装置，其特征在于：每个氮气传输通道(72)的中部均设有电磁阀门(721)和调节阀(722)。

4.根据权利要求1所述的一体式吸附制氮装置，其特征在于：所述氮气储罐(6)入气端口的连接管上设置有电接点压力表(61)，电接点压力表(61)与PLC控制系统连接。

5.根据权利要求1所述的一体式吸附制氮装置，其特征在于：所述变压吸附制氮机(5)的出气端口的连接管上设置有压力变送器(8)，所述压力变送器(8)与PLC控制系统连接。

6.根据权利要求3所述的一体式吸附制氮装置，其特征在于：所述电磁阀门(721)与PLC控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的一体式吸附制氮装置，其特征在于：所述气体过滤装置(3)的出气端口的连接管上设置有气体质量传感器(9)，所述气体质量传感器(9)与PLC控制系统连接。

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