CN212639963U - 一种不纯氮气的低压回收提纯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不纯氮气的低压回收提纯装置，包括低压压缩设备，其输入端与不纯氮气源相连通，低压压缩设备的输出端通过多个进气支管与多个吸附塔对应连通，各个进气支管上均设置开关阀；各个吸附塔的输出端通过各自出气支管与氮气缓冲罐连通，各个出气支管上均设置启闭阀；氮气缓冲罐设有精氮气排出通道；各个吸附塔还设有抽气口，各个抽气口通过各自抽气支管与真空泵连通。每个吸附塔不仅与低压压缩设备相连通，还与抽空设备连通，通过控制各个阀门，使吸附塔处于进气‑吸附‑出气工作过程或者闭气‑抽空工作过程，在低压条件下实现不纯氮气提纯操作，从而降低能耗、节约资源，是环境友好型产品，具有极大的推广价值和广阔的应用空间。

Description

一种不纯氮气的低压回收提纯装置

技术领域

本实用新型涉及氮气处理技术领域，具体涉及一种不纯氮气的低压回收提纯装置。

背景技术

在化工、电子、金属加工或生物技术领域经常需要大量使用氮气。有些工艺过程中，经过使用的氮气，纯度有下降，但完全可以再加以回收利用，再比如深度冷冻法分离空气技术中的排放的污氮气里的氮含量一般在97％N₂左右，通常都直接排放而不再利用。如果需要再生利用，则必须对其进行提纯处理，从而达到按国标氮气的工业用氮气、纯氮和高纯氮级别(纯度分别为99.5％(O₂≤0.5％)，99.99％(O₂≤0.01％)和99.999％(O₂≤0.001％))。比如储备粮库、种子库、人体组织库等特殊储存场所也需要采用氮气气氛保存生物材料或制品，以避免虫菌危害、保持储藏品质。但是目前大多数特种存储库并未对氮气进行循环处理利用，而是直接从大气吸入氮气含量79％的空气，制取氮气后充入粮库中，直至检测到粮库中的氮含量高于某一特定值后停止充气置换，当检测到粮库中的氮含量降低到某一特定值时，再一次进行置换充装，制备过程中需要直接从空气原料生产氮气产品，其空压机的压力通常要达到0.75MPa，众所周知压缩机的压力越高功耗越大，因此整个氮气制备过程浪费了很多能源，并且对环境也造成较大影响。

因此，低纯度氮气回收处理技术领域亟需一种可在低压条件下实现氮气提纯操作，低能耗、环保型，可实现氮气循环利用的低压氮气提纯装置。

发明内容

本实用新型克服了现有技术的缺陷，提供一种可在低压条件下实现氮气提纯操作，低能耗、环保型，可实现氮气循环利用的低压氮气提纯装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种不纯氮气的低压回收提纯装置，包括低压压缩设备，所述低压压缩设备的输入端与不纯氮气源相连通，所述低压压缩设备的输出端通过多个进气支管与多个吸附塔对应连通，各个所述进气支管上均设置开关阀；各个所述吸附塔的输出端通过各自出气支管与氮气缓冲罐连通，各个所述出气支管上均设置启闭阀；所述氮气缓冲罐设有精氮气排出通道；各个所述吸附塔还设有抽气口，各个所述抽气口通过各自抽气支管与真空泵连通。

进一步的，所述低压压缩设备为输出压力不超过200kPa的压缩机，所述抽空设备为抽取真空度不高于55kPa的真空泵。

进一步的，所述吸附塔设置为两个，分别为第一吸附塔、第二吸附塔；所述低压压缩设备通过第一进气支管与第一吸附塔连通，所述第一进气支管上设有第一开关阀，所述第一吸附塔的第一出气支管上设有第三开关阀，所述第一吸附塔的第一抽气支管上设有第一启闭阀；所述低压压缩设备通过第二进气支管与第二吸附塔连通，所述第二进气支管上设有第二开关阀，所述第二吸附塔的第二出气支管上设有第四开关阀，所述第二吸附塔的第二抽气支管上设有第二启闭阀。

进一步的，所述第一开关阀的输出端与第一启闭阀的输入端与第一吸附塔上同一个端口连通；所述第二开关阀的输入端与第二启闭阀的输入端与第二吸附塔上同一个端口连通。

进一步的，所述第一开关阀、第二开关阀、第一启闭阀、第二启闭阀、第三开关阀、第四开关阀均为气动阀。

进一步的，所述氮气缓冲罐的精氮气排出通道与用氮设施相连通，所述用氮设施通过传输管道将不纯氮气送入低压压缩设备的输入端。

进一步的，用于输送不纯氮气的所述传输管道上设有过滤器。

进一步的，所述低压压缩设备的输入端还设有可向低压压缩设备送入清洁空气的空气滤清器。

进一步的，所述吸附塔可以设置为三个或以上。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本实用新型中每个吸附塔不仅与低压压缩设备相连通，还与抽空设备连通，通过控制各个阀门，使吸附塔处于进气-吸附-出气工作过程或者闭气-抽空工作过程，从而在低压条件下实现氮气提纯操作，低能耗、环保型，在和用氮设施连通的情况下，还可以实现氮气循环利用，具有极大的推广价值和广阔的应用前景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型一种实施方式的整体示意图；

图2为本实用新型另一种实施方式的整体示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-用氮设施，2-过滤器，3-空气滤清器，4-低压压缩设备，51-第一开关阀，52-第二开关阀，53-第一启闭阀，54-第二启闭阀，61-第一吸附塔，62-第二吸附塔，71-第三开关阀，72-第四开关阀，8-氮气缓冲罐，9-抽空设备。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

一种不纯氮气的低压回收提纯装置，包括低压压缩设备4，所述低压压缩设备4的输入端与不纯氮气源相连通，所述低压压缩设备4的输出端通过多个进气支管与多个吸附塔对应连通，各个所述进气支管上均设置开关阀；各个所述吸附塔的输出端通过各自出气支管与氮气缓冲罐8连通，各个所述出气支管上均设置启闭阀；所述氮气缓冲罐8设有精氮气排出通道；各个所述吸附塔还设有抽气口，各个所述抽气口通过各自抽气支管与真空泵9连通。可以理解的是，每个吸附塔不仅与低压压缩设备4相连通，还与抽空设备9连通，当打开进气支管上的开关阀、打开出气支管上的启闭阀、关闭抽气支管上的截止阀时，吸附塔处于进气-吸附-出气工作过程，当关闭进气支管上的开关阀、关闭出气支管上的启闭阀、打开抽气支管上的截止阀时，吸附塔处于闭气-抽空工作过程，两个工作过程交替进行，从而实现在低压条件下实现氮气提纯操作，不仅是低能耗、环保型，在和用氮设施9连通的情况下，还能实现氮气循环利用。

进一步的，所述低压压缩设备4为输出压力不超过200kPa的压缩机，所述抽空设备9为抽取真空度不高于55kPa的真空泵。可以理解的是，正是因为吸附塔进气-吸附-出气工作过程、闭气-抽空工作过程可以交替进行的设置，低压压缩设备4得以采用输出压力低至200kPa的压缩机，而抽空设备9也得以采用抽取真空度低至55kPa的真空泵，从而降低了能耗、节约了资源。

进一步的，所述吸附塔设置为两个，分别为第一吸附塔61、第二吸附塔62；所述低压压缩设备4通过第一进气支管与第一吸附塔61连通，所述第一进气支管上设有第一开关阀51，所述第一吸附塔61的第一出气支管上设有第三开关阀71，所述第一吸附塔61的第一抽气支管上设有第一启闭阀53；所述低压压缩设备4通过第二进气支管与第二吸附塔62连通，所述第二进气支管上设有第二开关阀52，所述第二吸附塔62的第二出气支管上设有第四开关阀72，所述第二吸附塔62的第二抽气支管上设有第二启闭阀54。可以理解的是，设置两个吸附塔，则第一吸附塔61与第二吸附塔62中一个处于进气-吸附-出气工作过程，另一个处于闭气-抽空工作过程，在实际实施过程中可以1min左右进行一次切换，当然也可以根据不纯氮气的情况和精氮气的需求以及氮气流速合理设置切换时间，从而达到最佳的处理效果。

进一步的，所述第一开关阀51的输出端与第一启闭阀53的输入端与第一吸附塔61上同一个端口连通；所述第二开关阀52的输入端与第二启闭阀54的输入端与第二吸附塔62上同一个端口连通。可以理解的是，共用端口使可以直接利用一个三通实现，从而避免吸附塔上开设较多的孔，降低加工难度，提高气密可靠性，简化检修流程。

进一步的，所述第一开关阀51、第二开关阀52、第一启闭阀53、第二启闭阀54、第三开关阀71、第四开关阀72均为气动阀。可以理解的是，整个装置有众多气路，利用现有气体可以很方便地实施控制，当然这只是一种优选方案，在实际实施过程中也可以采用电控阀门。

进一步的，所述氮气缓冲罐8的精氮气排出通道与用氮设施1相连通，所述用氮设施1通过传输管道将不纯氮气送入低压压缩设备4的输入端。可以理解的是，用氮设施9为需要利用、消耗氮气设备、场所或空间，比如储备粮库、种子库、人体组织库等，氮气缓冲罐8的精氮气排出通道与用氮设施1相连通，再通过传输管道将不纯氮气送入低压压缩设备4的输入端，从而实现了氮气处理过程的回路循环，可以进一步提高效率，降低能耗，与直接利用空气制备氮气使用的技术方案相比更是先进很多。

进一步的，用于输送不纯氮气的所述传输管道上设有过滤器2。更进一步的，所述低压压缩设备4的输入端还设有可向低压压缩设备4送入清洁空气的空气滤清器3。可以理解的是，设置过滤器2是为了对使用过的不纯氮气进行预处理，去除机械杂质及游离水等。考虑到回路循环状态下，提纯装置的不纯氮气入口与精氮气出口的流量是不相等的，部分气体会被抽空设备9抽走，因此，为了实现循环回路的流量平衡，设置另一路补充空气，从空气滤清器3吸入。

进一步的，所述吸附塔可以设置为三个或以上。可以理解的是，设置三个吸附塔时，可以两个处于进气-吸附-出气工作过程，剩下一个处于闭气-抽空工作过程，或两个处于闭气-抽空工作过程，剩下一个处于进气-吸附-出气工作过程，具体安排可以根据低压压缩设备4、抽空设备9的实际功率等进行选择调试。还可以设置为四个，则可以两个处于进气-吸附-出气工作过程，另外两个处于闭气-抽空工作过程，提高处理效率。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种不纯氮气的低压回收提纯装置，其特征在于，包括低压压缩设备（4），所述低压压缩设备（4）的输入端与不纯氮气源相连通，所述低压压缩设备（4）的输出端通过多个进气支管与多个吸附塔对应连通，各个所述进气支管上均设置开关阀；各个所述吸附塔的输出端通过各自出气支管与氮气缓冲罐（8）连通，各个所述出气支管上均设置启闭阀；所述氮气缓冲罐（8）设有精氮气排出通道，所述氮气缓冲罐（8）的精氮气排出通道与用氮设施（1）相连通，所述用氮设施（1）通过传输管道将不纯氮气送入低压压缩设备（4）的输入端；各个所述吸附塔还设有抽气口，各个所述抽气口通过各自抽气支管与抽空设备（9）连通。

2.根据权利要求1所述的一种不纯氮气的低压回收提纯装置，其特征在于，所述低压压缩设备（4）为输出压力不超过200kPa的压缩机，所述抽空设备（9）为抽取真空度不高于55kPa的真空泵。

3.根据权利要求2所述的一种不纯氮气的低压回收提纯装置，其特征在于，所述吸附塔设置为两个，分别为第一吸附塔（61）、第二吸附塔（62）；

所述低压压缩设备（4）通过第一进气支管与第一吸附塔（61）连通，所述第一进气支管上设有第一开关阀（51），所述第一吸附塔（61）的第一出气支管上设有第三开关阀（71），所述第一吸附塔（61）的第一抽气支管上设有第一启闭阀（53）；

所述低压压缩设备（4）通过第二进气支管与第二吸附塔（62）连通，所述第二进气支管上设有第二开关阀（52），所述第二吸附塔（62）的第二出气支管上设有第四开关阀（72），所述第二吸附塔（62）的第二抽气支管上设有第二启闭阀（54）。

4.根据权利要求3所述的一种不纯氮气的低压回收提纯装置，其特征在于，所述第一开关阀（51）的输出端与第一启闭阀（53）的输入端与第一吸附塔（61）上同一个端口连通；所述第二开关阀（52）的输入端与第二启闭阀（54）的输入端与第二吸附塔（62）上同一个端口连通。

5.根据权利要求3所述的一种不纯氮气的低压回收提纯装置，其特征在于，所述第一开关阀（51）、第二开关阀（52）、第一启闭阀（53）、第二启闭阀（54）、第三开关阀（71）、第四开关阀（72）均为气动阀。

6.根据权利要求1所述的一种不纯氮气的低压回收提纯装置，其特征在于，用于输送不纯氮气的所述传输管道上设有过滤器（2）。

7.根据权利要求1所述的一种不纯氮气的低压回收提纯装置，其特征在于，所述低压压缩设备（4）的输入端还设有可向低压压缩设备（4）送入清洁空气的空气滤清器（3）。

8.根据权利要求2所述的一种不纯氮气的低压回收提纯装置，其特征在于，所述吸附塔设置为三个或以上。

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