CN210366994U - 一种智能型变压吸附制氮设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及吸附制氮技术领域，且公开了一种智能型变压吸附制氮设备，包括消音器，所述消音器的进气端通过三通管道固定连通有第一控制阀门和第二控制阀门，第一控制阀门的左侧通过三通管道固定连通有第四控制阀门和第一吸附塔，第二控制阀门的右侧通过三通管道固定连通有第五控制阀门和第二吸附塔，第四控制阀门的右侧和第五控制阀门的左侧均通过三通管道固定连通有第三控制阀门，第三控制阀门的左侧固定连通有进气管，第一吸附塔的出气端通过四通管道固定连通有第六控制阀门、第七控制阀门和第八控制阀门。本实用新型通过两塔循环吸附再生使用，当制氮设备实际用气情况低于额定要求时，也能达到吸附剂的完全利用率。

Description

一种智能型变压吸附制氮设备

技术领域

本实用新型涉及吸附制氮技术领域，尤其涉及一种智能型变压吸附制氮设备。

背景技术

PSA制氮装置的能耗部件有三个：空气压缩机、空气净化组件（冷干机或吸附干燥机）和控制系统，通常空气压缩机占总能耗的90%以上。节能的重点在于如何减少设备的总耗气量。

普通制氮机上用气量低于额定气量时，由于固定吸附周期不变，只减少产品氮气部分的消耗，所能节省的耗气量甚少。此时吸附剂相对过剩，对塔内气体进一步吸附，使得产品气纯度升高，但对用户益处不大。目前行业中常规节能方法为通过PLC（可编程控制器）监测氮气流量和氮气纯度信号来自动调节吸附周期，以利用相对富余的吸附剂性能，当用气量降低时，延长吸附周期，反之亦然。吸附周期与排空频率成反比例关系，从面减少了一段时间内富氧废气的排放量，进一步降低总耗气量。

此常规节能工艺在应用时有一些不足：吸附周期瞬时延长或缩短后短时间会出现吸附剂相对不足或富余的情况，影响吸附塔出口的氮气的纯度，致使产品气纯度出现波动，需过一段时间（10-20分钟）才回返至稳定状态，不仅耽误生产用气且浪费能耗。且限于该工艺本身的调节方式，使得吸附剂并不能达到充分利用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：吸附周期瞬时延长或缩短后短时间会出现吸附剂相对不足或富余的情况，影响吸附塔出口的氮气的纯度，致使产品气纯度出现波动，需过一段时间（10-20分钟）才回返至稳定状态，不仅耽误生产用气且浪费能耗。且限于该工艺本身的调节方式，使得吸附剂并不能达到充分利用，而提出的一种智能型变压吸附制氮设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种智能型变压吸附制氮设备，包括消音器，所述消音器的进气端通过三通管道固定连通有第一控制阀门和第二控制阀门，所述第一控制阀门的左侧通过三通管道固定连通有第四控制阀门和第一吸附塔，所述第二控制阀门的右侧通过三通管道固定连通有第五控制阀门和第二吸附塔，所述第四控制阀门的右侧和第五控制阀门的左侧均通过三通管道固定连通有第三控制阀门，所述第三控制阀门的左侧固定连通有进气管。

所述第一吸附塔的出气端通过四通管道固定连通有第六控制阀门、第七控制阀门和第八控制阀门，所述第七控制阀门的右侧通过双通管道固定连通有第一截止阀，所述第八控制阀门的右侧固定连通连接管，所述连接管的右端固定连通有第九控制阀门，所述连接管的底端固定连通有氮气缓冲罐，所述第六控制阀门的右侧、第一截止阀的右侧和第九控制阀门的右侧均通过四通管道与第二吸附塔的出气端固定连通，所述氮气缓冲罐的出气端通过双通管道固定连通有过滤器，所述过滤器的右侧通过双通管道固定连通有流量计，所述流量计的出气端通过双通管道固定连通有第二截止阀。

优选的，所述连接管为三通管，所述连接管的表面固定连接有氮气分析仪。

优选的，所述氮气分析仪的测量端贯穿连接管并延伸至连接管的内部。

优选的，所述过滤器包括外套筒，所述外套筒的表面底部固定连接有支撑腿，所述外套筒的内壁滑动连接有密封块，所述密封块的上表面固定连接有过滤套筒，所述过滤套筒的表面固定连接有密封环，所述密封环的表面与外套筒的内壁滑动连接，所述过滤套筒的顶部固定连接有密封盖，所述密封盖的表面与外套筒的内壁螺纹连接，所述外套筒的左右两侧分别固定连通有第一气管和第二气管，所述第一气管位于密封块与密封环之间，所述第二气管位于密封环与密封盖之间，所述所述氮气缓冲罐的出气端通过双通管道与第一气管的左侧固定连通，所述第二气管的右侧通过双通管道与流量计进气端固定连通。

优选的，所述密封块与密封环之间距离大于密封盖与密封环之间距离，所述第一气管的直径与第二气管的直径相等，所述第二气管的直径小于密封盖与密封环之间距离。

优选的，所述过滤套筒的中心与外套筒的中心在同一垂线上，且过滤套筒的表面与外套筒的内壁之间距离为30mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型在变压吸附制氮设备运行时，通过氮气分析仪监测吸附塔的出气氮气浓度，所要求的吸附塔出气氮气浓度为对应设备额定要求的一个数值。第一吸附塔吸附时，原料空气由第三控制阀门、第四控制阀门进入第一吸附塔内，由第八控制阀门输出氮气，初始吸附时，吸附剂吸附效果好，第一吸附塔出气氮气浓度高于设定值，此时第一吸附塔一直处于吸附状态，第二吸附塔处于再生状态。当吸附剂渐渐吸附饱和后，第一吸附塔出气浓度会越来越低，当检测出出气氮气浓度低于设定值后，关闭第四控制阀门、第八控制阀门，打开第五控制阀门、第九控制阀门，原料空气进入第二吸附塔进行吸附产氮，同时第一控制阀门、第七控制阀门打开，第一吸附塔进行放空、吹扫再生，当再生完毕后第七控制阀门关闭。当第二吸附塔出口氮气浓度低到设定值后，切换第一吸附塔吸附，第二吸附塔再生。两塔循环吸附再生使用，与现有技术相比，当变压吸附制氮设备实际用气情况低于额定要求时，也能达到吸附剂的完全利用率。节省能耗。

（2）本实用新型通过设置过滤器，过滤器内的过滤套筒由过滤网制成，对通过氮气缓冲罐排出氮气进行过滤，进而提高氮气的品质，当需要对清理过滤套筒时，转动密封盖，取出过滤套筒，便于作业人员过滤套筒表面上吸附的杂质进行清理。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型过滤器的内部结构示意图；

图3为本实用新型过滤器的正视图；

图4为本实用新型过滤器的俯视图；

图5为本实用新型过滤套筒的正视图。

图中：1、第一吸附塔；2、第二吸附塔；3、消音器；4、氮气缓冲罐；5、氮气分析仪；6、过滤器；61、外套筒；62、密封块；63、过滤套筒；64、密封环；65、密封盖；66、第一气管；67、第二气管；68、支撑腿；7、流量计；8、进气管；9、连接管；10、第一控制阀门；11、第二控制阀门；12、第三控制阀门；13、第四控制阀门；14、第五控制阀门；15、第六控制阀门；16、第七控制阀门；17、第八控制阀门；18、第九控制阀门；19、第一截止阀；20、第二截止阀。

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“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

参照图1-5，一种智能型变压吸附制氮设备，包括消音器3，消音器3的进气端通过三通管道固定连通有第一控制阀门10和第二控制阀门11，消音器3对第一控制阀门10和第二控制阀门11排出的空气进行消音，第一控制阀门10的左侧通过三通管道固定连通有第四控制阀门13和第一吸附塔1，第二控制阀门11的右侧通过三通管道固定连通有第五控制阀门14和第二吸附塔2，第四控制阀门13的右侧和第五控制阀门14的左侧均通过三通管道固定连通有第三控制阀门12，第三控制阀门12的左侧固定连通有进气管8。

第一吸附塔1的出气端通过四通管道固定连通有第六控制阀门15、第七控制阀门16和第八控制阀门17，第七控制阀门16的右侧通过双通管道固定连通有第一截止阀19，第八控制阀门17的右侧固定连通连接管9，连接管9的右端固定连通有第九控制阀门18，连接管9的底端固定连通有氮气缓冲罐4，第六控制阀门15的右侧、第一截止阀19的右侧和第九控制阀门18的右侧均通过四通管道与第二吸附塔2的出气端固定连通，氮气缓冲罐4的出气端通过双通管道固定连通有过滤器6，通过设置过滤器6，过滤器6内的过滤套筒63由过滤网制成，对通过氮气缓冲罐4排出氮气进行过滤，进而提高氮气的品质，过滤器6的右侧通过双通管道固定连通有流量计7，流量计7的出气端通过双通管道固定连通有第二截止阀20，连接管9为三通管，连接管9的表面固定连接有氮气分析仪5，氮气分析仪5的测量端贯穿连接管9并延伸至连接管9的内部。

过滤器6包括外套筒61，外套筒61的表面底部固定连接有支撑腿68，在支撑腿68的作用下，使外套筒61与地面之间存在一定距离，外套筒61两端均为开口，便于对外套筒61内部进行清理，外套筒61的内壁滑动连接有密封块62，密封块62的上表面固定连接有过滤套筒63，过滤套筒63的中心与外套筒61的中心在同一垂线上，且过滤套筒63的表面与外套筒61的内壁之间距离为30mm，将过滤套筒63设置成圆筒状，减小过滤器6的体积，并增大过滤面积，过滤套筒63的表面固定连接有密封环64，密封环64的表面与外套筒61的内壁滑动连接，过滤套筒63的顶部固定连接有密封盖65，密封盖65的表面与外套筒61的内壁螺纹连接，外套筒61的左右两侧分别固定连通有第一气管66和第二气管67，第一气管66位于密封块62与密封环64之间，第二气管67位于密封环64与密封盖65之间，密封块62与密封环64之间距离大于密封盖65与密封环64之间距离，第一气管66的直径与第二气管67的直径相等，第二气管67的直径小于密封盖65与密封环64之间距离，氮气缓冲罐4的出气端通过双通管道与第一气管66的左侧固定连通，第二气管67的右侧通过双通管道与流量计7进气端固定连通。

本实用新型中，使用者使用该装置时：

第一吸附塔1吸附：原料空气由第三控制阀门12和第四控制阀门13进入到装有吸附剂的第一吸附塔1中，氧气被吸附剂吸附，氮气由第八控制阀门17输出至氮气缓冲罐4中，通过过滤器6、流量计7、第二截止阀20后输出用气。第二吸附塔2中吸附的氧气由第二控制阀门11、消声器排入大气中，同时部分产品氮气由第七控制阀门16和第二截止阀20对第二吸附塔2进行吹扫再生，当第二吸附塔2再生完毕后，关闭第七控制阀门16，第二吸附塔2处于等待状态。氮气分析仪5在吸附塔出气端监测出气氮气浓度，当氮气浓度低到设定值时，表示第一吸附塔1吸附饱和。

第一吸附塔1至第二吸附塔2均压：第一吸附塔1吸附饱和后，关闭第二控制阀门11、第三控制阀门12和第八控制阀门17，打开第五控制阀门14和第六控制阀门15，第一吸附塔1中的气体由第四控制阀门13、第五控制阀门14及第六控制阀门15均压至第二吸附塔2中，回收第一吸附塔1中的气体。

第二吸附塔2吸附：均压结束后，关闭第四控制阀门13和第五控制阀门14，原料空气由控制阀门第三控制阀门12和第五控制阀门14进入到装有吸附剂的第二吸附塔2中，氧气被吸附剂吸附，氮气由第九控制阀门18输出至氮气缓冲罐4中，通过过滤器6、流量计7、第二截止阀20后输出用气。第一吸附塔1中吸附的氧气由第一控制阀门10和消声器排入大气中，同时部分产品氮气由第七控制阀门16和第一截止阀19对第一吸附塔1进行吹扫再生，当第一吸附塔1再生完毕后，关闭第七控制阀门16，第一吸附塔1处于等待状态。氮气分析仪5在吸附塔出气端监测出气氮气浓度，当氮气浓度低到设定值时，表示第二吸附塔2吸附饱和。

第二吸附塔2至第一吸附塔1均压：第二吸附塔2吸附饱和后，关闭第一控制阀门10、第三控制阀门12和第九控制阀门18，打开第四控制阀门13和第六控制阀门15，第二吸附塔2中的气体由第四控制阀门13、第五控制阀门14及第六控制阀门15均压至第一吸附塔1中，回收第二吸附塔2中的气体。由此完成一个循环，两个吸附塔交替进行上述的循环过程。

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。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (6)

1.一种智能型变压吸附制氮设备，包括消音器（3），其特征在于，所述消音器（3）的进气端通过三通管道固定连通有第一控制阀门（10）和第二控制阀门（11），所述第一控制阀门（10）的左侧通过三通管道固定连通有第四控制阀门（13）和第一吸附塔（1），所述第二控制阀门（11）的右侧通过三通管道固定连通有第五控制阀门（14）和第二吸附塔（2），所述第四控制阀门（13）的右侧和第五控制阀门（14）的左侧均通过三通管道固定连通有第三控制阀门（12），所述第三控制阀门（12）的左侧固定连通有进气管（8）；

所述第一吸附塔（1）的出气端通过四通管道固定连通有第六控制阀门（15）、第七控制阀门（16）和第八控制阀门（17），所述第七控制阀门（16）的右侧通过双通管道固定连通有第一截止阀（19），所述第八控制阀门（17）的右侧固定连通连接管（9），所述连接管（9）的右端固定连通有第九控制阀门（18），所述连接管（9）的底端固定连通有氮气缓冲罐（4），所述第六控制阀门（15）的右侧、第一截止阀（19）的右侧和第九控制阀门（18）的右侧均通过四通管道与第二吸附塔（2）的出气端固定连通，所述氮气缓冲罐（4）的出气端通过双通管道固定连通有过滤器（6），所述过滤器（6）的右侧通过双通管道固定连通有流量计（7），所述流量计（7）的出气端通过双通管道固定连通有第二截止阀（20）。

2.根据权利要求1所述的一种智能型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述连接管（9）为三通管，所述连接管（9）的表面固定连接有氮气分析仪（5）。

3.根据权利要求2所述的一种智能型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述氮气分析仪（5）的测量端贯穿连接管（9）并延伸至连接管（9）的内部。

4.根据权利要求1所述的一种智能型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述过滤器（6）包括外套筒（61），所述外套筒（61）的表面底部固定连接有支撑腿（68），所述外套筒（61）的内壁滑动连接有密封块（62），所述密封块（62）的上表面固定连接有过滤套筒（63），所述过滤套筒（63）的表面固定连接有密封环（64），所述密封环（64）的表面与外套筒（61）的内壁滑动连接，所述过滤套筒（63）的顶部固定连接有密封盖（65），所述密封盖（65）的表面与外套筒（61）的内壁螺纹连接，所述外套筒（61）的左右两侧分别固定连通有第一气管（66）和第二气管（67），所述第一气管（66）位于密封块（62）与密封环（64）之间，所述第二气管（67）位于密封环（64）与密封盖（65）之间，所述氮气缓冲罐（4）的出气端通过双通管道与第一气管（66）的左侧固定连通，所述第二气管（67）的右侧通过双通管道与流量计（7）进气端固定连通。

5.根据权利要求4所述的一种智能型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述密封块（62）与密封环（64）之间距离大于密封盖（65）与密封环（64）之间距离，所述第一气管（66）的直径与第二气管（67）的直径相等，所述第二气管（67）的直径小于密封盖（65）与密封环（64）之间距离。

6.根据权利要求4所述的一种智能型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述过滤套筒（63）的中心与外套筒（61）的中心在同一垂线上，且过滤套筒（63）的表面与外套筒（61）的内壁之间距离为30mm。

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