KR20210037207A - Nitrogen Producer Apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 질소 발생기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 질소발생기의 공급 에어를 절감하고 흡착 성능을 높여 질소 생산 효율을 높일 수 있도록 하는 질소 발생기에 관한 것이다.The present invention relates to a nitrogen generator, and more particularly, to a nitrogen generator that reduces the supply air of the nitrogen generator and improves the adsorption performance to increase the nitrogen production efficiency.
일반적으로, 질소가스는 각종 금속의 열처리와 화학플랜트, 배관, 탱크와 설비나 용기 내부의 함유물과 화학적 물리적 반응을 일으키지 않는 불활성가스로서, 철강 및 금속, 석유화학, 반도체, 의약품, 식품 등의 제조공정에 널리 이용되는 것이다.In general, nitrogen gas is an inert gas that does not cause chemical and physical reactions with heat treatment of various metals and chemical plants, piping, tanks, equipment or containers. It is widely used in the manufacturing process.
특히, 고순도의 질소는 여러 화학 공정과 제강, 제련 및 기타 산업용도로 사용되며, 공기를 분리하여 질소를 생산하는 방법에도 다양한 기술이 알려져 있으나, 비교적 적은 양의 질소를 생산하는 경우 저온 공기 분리 플랜트보다는 압력 진동 흡착(PSA) 방식을 이용하는 것이 경제성이 높다.In particular, high-purity nitrogen is used in various chemical processes, steel making, smelting, and other industrial applications, and various technologies are known for producing nitrogen by separating air. It is economical to use the pressure vibration adsorption (PSA) method.
기체 분리를 위한 통상의 압력 진동 흡착(PSA) 공정에서는 공급 공기를 용이하게 흡착할 수 있는 성분으로 이루어진 흡착베드를 높은 흡착압력으로 통과시켜 질소나 산소를 선택적으로 흡착하고, 그 후에 흡착베드를 낮은 탈착압력으로 감압하여 질소 또는 산소를 흡착베드로부터 탈착시켜 제거하고, 공기를 다시 공급하여 흡착베드 내에서 흡착 및 탈착 과정이 반복적으로 이루어지도록 한다.In the normal pressure vibration adsorption (PSA) process for gas separation, nitrogen or oxygen is selectively adsorbed by passing an adsorption bed composed of components that can easily adsorb the supplied air at a high adsorption pressure, and then the adsorption bed is lowered. By depressurizing by desorption pressure, nitrogen or oxygen is desorbed from the adsorption bed to remove it, and air is supplied again so that adsorption and desorption processes in the adsorption bed are repeatedly performed.
그리고, 99.5% 이상의 순도를 가지는 질소를 생산하기 위해서는 압력진동흡착 공정에서 빠른 순환 공정 중, 속도에 선택성이 있는 탄소분자체(CMS; Carbon Molecular Sieve)를 흡착제로 사용하며, 이 탄소분자체(CMS)는 용이하게 흡착할 수 있는 성분으로서 산소를 선택적으로 흡착하여, 흡착압력에서 비교적 낮은 이슬점을 갖는 질소를 생산하게 된다.And, in order to produce nitrogen having a purity of 99.5% or more, a carbon molecular sieve (CMS) having selectivity in speed is used as an adsorbent during a rapid circulation process in the pressure vibration adsorption process, and this carbon molecular sieve (CMS) is As a component that can be easily adsorbed, oxygen is selectively adsorbed to produce nitrogen having a relatively low dew point at the adsorption pressure.
즉, 압력 진동 흡착(PSA) 타입의 질소 발생기는 2개의 흡착탑을 교대 운전하게 되는데, 하나의 제 1 흡착탑이 가압→흡착→균압(제 2 흡착탑으로 균압)→감압 →-재생의 순서로 운전할 때, 다른 하나인 제 2 흡착탑은 감압→재생→균압(제 1 흡착탑으로 균압)→가압→흡착의 순서로 운전될 수 있는 것이다.That is, when the pressure vibration adsorption (PSA) type nitrogen generator operates two adsorption towers alternately, one first adsorption tower operates in the order of pressurization → adsorption → equalization (equilibrium with the second adsorption tower) → depressurization → -regeneration. The second adsorption tower, which is the other, can be operated in the order of depressurization → regeneration → pressure equalization (equilibrium with the first adsorption tower) → pressurization → adsorption.
이때, 대기중에 있는 공기를 에어 압축기(air compressor)를 이용하여 흡착제가 충진되어 있는 흡착탑에 공급하므로, 상기 흡착제를 충진한 흡착탑에 압축 공기를 불어 넣으면 단시간에 산소가 우선적으로 흡착제에 흡착되면서 고압에서 흡착이 이루어지고, 뒤이어 저압에서 흡착된 물질을 방출시키게 되면서, 흡착과 재생의 순환으로 운전되며, 이는 한 개의 상(Bed)이 운전되고 있는 동안 다른 하나는 자동적으로 재생될 수 있는 것이다.At this time, since air in the atmosphere is supplied to the adsorption tower filled with the adsorbent using an air compressor, when compressed air is blown into the adsorption tower filled with the adsorbent, oxygen is preferentially adsorbed to the adsorbent in a short time, and at high pressure. Adsorption is carried out, followed by releasing the adsorbed material at low pressure, and it operates in a cycle of adsorption and regeneration, which can be automatically regenerated while one bed is operating.
상기와 같은 방식으로 2개의 흡착탑을 교대로 사용하면서 공기에서 산소를 제거하는 것을 가압 교대 흡착 공정(Pressure Swing Adsorption Process)이라 한다.Removing oxygen from the air while alternately using two adsorption towers in the same manner as described above is referred to as a pressure swing adsorption process.
여기서, 원료 공기는 압축기에 의해 통상 7.0-9.5(bar)에 압축되어 흡착탑에 공급되고, 흡착탑내의 흡착제에 의해, 흡착 속도가 빠른 산소가 흡착 제거되어 농축된 질소가 흡착탑 상부에서 질소 저장조로 이동되고 적정한 압력과 유량을 조절하여 사용되는 것이다.Here, the raw material air is compressed by a compressor at a rate of 7.0-9.5 (bar) and supplied to the adsorption tower, and oxygen with a high adsorption rate is adsorbed and removed by the adsorbent in the adsorption tower, and the concentrated nitrogen is moved from the top of the adsorption tower to the nitrogen storage tank. It is used by controlling the proper pressure and flow rate.
그러나, 종래의 질소 발생기는 흡착탑 교차 시간이 매우 빠르고 흡착탑이 교차할 때(가압 공정시) 순간 많은 에어가 소모되기 때문에 원활한 에어 공급을 위해서는 에어저장탱크(air receiver tank)에 항상 질소 발생에 필요로 하는 압력 이상으로 에어를 공급하고 저장시켜야 하므로, 에어 저장 탱크를 통해 압축 공기가 공급되고, 에어 소모량이 많은 가압 공정에서 에어 저장 탱크에 압력이 낮아지고 흡착단계에서는 질소 발생기에서 필요한 에어량 이상으로 압축 공기를 공급해 에어 저장 탱크의 압력을 유지시켜야 하는 문제점이 있었다.However, since conventional nitrogen generators have a very fast crossing time of adsorption towers and consume a lot of air at the moment when adsorption towers cross (in the pressurization process), it is always necessary to generate nitrogen in the air receiver tank for smooth air supply. Since air must be supplied and stored above the required pressure, compressed air is supplied through the air storage tank, and the pressure in the air storage tank is lowered in the pressurization process that consumes a lot of air, and the compressed air exceeds the amount of air required by the nitrogen generator in the adsorption stage. There was a problem in that it was necessary to maintain the pressure of the air storage tank by supplying it.
또한, 종래의 질소 발생기는 질소 발생기로 공급되는 압력이 7.0-9.5bar로 매우 높고 상기 공정별로 에어 공급량의 변화가 심하여 압축기의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.In addition, the conventional nitrogen generator has a problem in that the pressure supplied to the nitrogen generator is very high at 7.0-9.5 bar, and the air supply amount varies greatly for each process, so that the life of the compressor is shortened.
또한, 종래 질소 발생기에 적용되는 공기 압축기는 일정 압력 이상 도달했을때 언로드(unload)되고 일정압력 이하이면 로드(load)되어 로드와 언로드를 반복하면서 압축 공기를 생산하게 되는데, 상기 로드와 언로드가 짧고 자주 반복할수록 부하 변동이 심해 상기 공기 압축기의 수명을 단축시킬 수 밖에 없었다.In addition, the air compressor applied to the conventional nitrogen generator is unloaded when it reaches a certain pressure or more, and is loaded when it is less than a certain pressure to produce compressed air by repeating loading and unloading. The more frequent it is repeated, the more severe the load fluctuations, so the life of the air compressor has to be shortened.
또한, 질소발생기 공정을 시간으로 설정하여 운전하는 경우, 가압 흡착 공정시 에어 압축기에서 흡착탑으로 공급되는 원료 공기의 압력이 일정하지 않았다.In addition, when the nitrogen generator process is set to time and operated, the pressure of the raw material air supplied from the air compressor to the adsorption tower during the pressurized adsorption process was not constant.
즉, 에어 압축기가 언로드시 낮은 압력으로 흡탁탑에 공급되고 로드 상태일때 공급되면 높은 압력으로 공급되는데, 이 경우 흡착조에 공급되는 압축 공기의 압력이 일정하지 않게 되며서, 압력에 따를 유속도 바뀌게 되어 흡착조에서 질소를 농축하는 조건이 매순간 달라지는 문제점이 있었다.That is, when the air compressor is unloaded, it is supplied to the absorption tower at a low pressure, and when it is supplied in a loaded state, it is supplied at a high pressure. In this case, the pressure of the compressed air supplied to the adsorption tank is not constant, and the flow rate changes according to the pressure. There was a problem that the conditions for concentrating nitrogen in the adsorption tank were changed every moment.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 흡착탑에 연결되는 에어 공급라인에 에어의 유량 및 유속을 일정하게 조절함은 물론, 흡착탑내 공급되는 에어의 압력을 체크하도록 구성함으로써, 에어 압축기의 부하 변동을 줄이고, 부하 변동에 따른 변화없이 흡착조에 항상 일정한 에어를 공급하면서 질소 생산량을 향상시키고, 낮은 압력에서도 질소발생기에 의한 질소 생산량을 일정하게 유지시키며, 불필요한 압축 공기 소모량을 줄일 수 있도록 하는 질소 발생기를 제공하려는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to reduce fluctuations in the load of the air compressor by configuring to check the pressure of air supplied in the adsorption tower as well as constantly adjusting the flow rate and flow rate of air in the air supply line connected to the adsorption tower. , To provide a nitrogen generator that improves nitrogen production while always supplying constant air to the adsorption tank without change due to load fluctuations, maintains a constant nitrogen production amount by the nitrogen generator even at low pressure, and reduces unnecessary compressed air consumption. will be.
본 발명의 과제 해결 수단인 질소 발생기는, 제어부에 의해 제어되는 것으로, 질소 생산을 위한 압축 공기를 제공하는 에어 압축기; 상기 에어 압축기와 연결되며, 상기 에어 압축기에 의해 제공되는 압축 공기를 저장하는 에어저장탱크; 상기 에어저장탱크와 연결되며, 압축공기에 포함된 불순물을 분리하는 에어 필터; 제어부에 의해 제어되는 것으로, 상기 에어 필터에 의해 불순물이 분리된 압축 공기를 공급받고, 공급받은 압축 공기에 포함되는 산소를 흡착하여 농축된 질소만을 발생시키는 제 1 및 제 2 흡착탑; 상기 제 1 및 제 2 흡착탑에서 발생된 농축된 질소가 저장되는 질소저장탱크; 를 포함하되, 상기 에어 필터와 상기 제 1 및 제 2 흡착탑을 공용으로 연결하는 압축공기 공급라인에는 제어부에 의해 제어되는 것으로 불순물이 제거된 상기 압축공기의 공급 압력을 조절하는 에어 레귤레이터; 및, 제어부에 의해 제어되는 것으로, 상기 에어 레귤레이터에 의해 공급 압력이 조절되는 상기 압축 공기의 공급 유량과 공급 유속을 조절하는 밸브체를 연결하는 것이다.The nitrogen generator, which is a means of solving the problems of the present invention, is controlled by a control unit, comprising: an air compressor providing compressed air for nitrogen production; An air storage tank connected to the air compressor and storing compressed air provided by the air compressor; An air filter connected to the air storage tank and separating impurities contained in compressed air; First and second adsorption towers controlled by the control unit, receiving compressed air from which impurities have been separated by the air filter, and adsorbing oxygen contained in the supplied compressed air to generate only concentrated nitrogen; A nitrogen storage tank in which concentrated nitrogen generated in the first and second adsorption towers is stored; A compressed air supply line that connects the air filter and the first and second adsorption towers in common; an air regulator controlled by a control unit to control a supply pressure of the compressed air from which impurities have been removed; And a valve body controlling a supply flow rate and a supply flow rate of the compressed air, which is controlled by the control unit, and the supply pressure is controlled by the air regulator.
또한, 상기 밸브체는 글로브 밸브 또는 유량조절밸브인 것이다.In addition, the valve body is a globe valve or a flow control valve.
또한, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑에는 각각 상기 압축공기 공급라인에 의해 상기 압축공기가 공급시 그 공급되는 압축공기의 압력을 측정한 후 이를 상기 제어부에 제공하는 압력센서를 형성하는 것이다.In addition, when the compressed air is supplied by the compressed air supply line, a pressure sensor is formed in the first and second adsorption towers, respectively, to measure the pressure of the supplied compressed air and provide it to the control unit.
또한, 상기 제어부는 상기 압력센서에 의한 상기 제 1 및 제 2 흡착탑내 압축공기의 압력이 설정 압력에 도달시, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑의 공정을 전환시키는 제어프로그램이 탑재되는 것이다.In addition, when the pressure of the compressed air in the first and second adsorption towers by the pressure sensor reaches a set pressure, a control program for switching the processes of the first and second adsorption towers is mounted.
또한, 상기 제 1 흡착탑의 공정 전환은 가압에서 흡착 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑의 공정 전환은 감압에서 재생 공정으로의 전환이며, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑의 공정 전환은 상기 압력센서에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 6bar∼7bar 범위내일 때 상기 제어부의 제어프로그램에 의해 제어되는 것이다.In addition, the process conversion of the first adsorption tower is a conversion from pressurization to an adsorption process, the process conversion of the second adsorption tower is a conversion from a reduced pressure to a regeneration process, and the process conversion of the first and second adsorption towers is the pressure sensor. It is controlled by the control program of the control unit when the measured pressure of compressed air measured by is within the range of 6 bar to 7 bar, which is the set pressure.
또한, 상기 제 1 흡착탑의 공정 전환은 감압에서 재생 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑의 공정 전환은 가압에서 흡착 공정으로의 전환이며, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑의 공정 전환은 상기 압력센서에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 6bar∼7bar 범위내일 때 상기 제어부의 제어프로그램에 의해 제어되는 것이다.In addition, the process conversion of the first adsorption tower is a conversion from reduced pressure to a regeneration process, the process conversion of the second adsorption tower is a conversion from pressurization to an adsorption process, and the process conversion of the first and second adsorption towers is the pressure sensor. It is controlled by the control program of the control unit when the measured pressure of compressed air measured by is within the range of 6 bar to 7 bar, which is the set pressure.
또한, 상기 제 1 흡착탑의 공정 전환은 흡착에서 균압 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑의 공정 전환은 재생에서 균압 공정으로의 전환이며, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑의 공정 전환은 상기 압력센서에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 2bar∼3bar 범위내일 때 상기 제어부의 제어프로그램에 의해 제어되는 것이다.In addition, the process conversion of the first adsorption tower is a conversion from adsorption to a pressure equalization process, the process conversion of the second adsorption tower is a conversion from regeneration to a pressure equalization process, and the process conversion of the first and second adsorption towers is the pressure sensor. When the measured pressure of compressed air measured by is within the range of 2 bar to 3 bar, which is the set pressure, it is controlled by the control program of the control unit.
이와 같이, 본 발명의 질소 발생기는 흡착탑에 연결되는 에어 공급라인에 에어의 유량 및 유속을 일정하게 조절함은 물론, 흡착탑내 공급되는 에어의 압력을 체크하도록 구성한 것이며, 이를 통해 에어 압축기의 부하 변동을 줄이고, 부하 변동에 따른 변화없이 흡착조에 항상 일정한 에어를 공급하면서 질소 생산량을 향상시키고, 낮은 압력에서도 질소발생기에 의한 질소 생산량을 일정하게 유지시키며, 불필요한 압축 공기 소모량을 줄이면서 동력을 절감하는 한편, 에어 압축기의 종류나 모델에 따라 설정 압력이 달라 에어 압축기 사양에 따라 질소 발생기 공정 시간을 매번 조정하면서 사용해야 하는 단점도 보완하고, 에어 압축기의 수명 연장시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the nitrogen generator of the present invention is configured to constantly adjust the flow rate and flow rate of air to the air supply line connected to the adsorption tower, as well as to check the pressure of air supplied in the adsorption tower, through which the load fluctuation of the air compressor It reduces the amount of nitrogen and improves nitrogen production by always supplying constant air to the adsorption tank without change due to load fluctuations, maintaining a constant nitrogen production amount by the nitrogen generator even at low pressures, and reducing unnecessary compressed air consumption while saving power. , As the set pressure is different depending on the type or model of the air compressor, the disadvantage of using the nitrogen generator process time every time according to the air compressor specification is compensated, and the effect of prolonging the life of the air compressor can be expected.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예로 질소 발생기에 대한 블럭 구성도.1 is a block diagram of a nitrogen generator in an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예로 질소 발생기에 대한 블럭 구성도를 도시한 것이다.1 shows a block diagram of a nitrogen generator according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 질소 발생기는, 제어부(10), 에어 압축기(20), 에어저장탱크(30), 에어 필터(40), 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50'), 질소저장탱크(60), 에어 레귤레이터(70), 밸브체(80), 압력센서(90, 90')를 포함하는 것이다.1, a nitrogen generator according to an embodiment of the present invention includes a
상기 에어 압축기(20)는 제어부(10)에 탑재되는 제어프로그램에 의해 구동하는 것으로, 질소 생산을 위한 압축 공기를 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')에 각각 제공하는 것이다.The
상기 에어저장탱크(30)는 상기 에어 압축기(20)와 연결되는 것으로, 상기 에어 압축기(20)에 의해 제공되는 압축 공기를 저장하도록 구성한 것이다.The
상기 에어 필터(40)는 상기 에어저장탱크(30)와 연결되는 것으로, 압축공기에 포함된 불순물을 분리하는 것이다.The
상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')은 제어부(10)에 의해 제어되는 것으로, 상기 에어 필터(40)에 의해 불순물이 분리된 압축 공기를 공급받고, 공급받은 압축 공기에 포함되는 산소를 흡착하여 농축된 질소만을 발생시키는 것으로, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')의 내부에는 탄소분자체(CMS)를 사용하는 흡착제가 형성되며, 상기 흡착제는 산소를 선택적으로 흡착하며, 이에따라 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')에서는 흡착 압력에서 비교적 낮은 이슬점을 갖는 질소를 생산할 수 있는 것이다.The first and
상기 질소저장탱크(60)는 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')에서 발생된 농축된 질소를 저장하도록 구성한 것이다.The
상기 에어 레귤레이터(70)는 상기 에어 필터(40)와 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')을 공용으로 연결하는 압축공기 공급라인(L1)에 설치되는 것으로, 상기 제어부(10)에 의해 제어되면서 불순물이 제거된 상기 압축공기의 공급 압력을 조절하도록 구성되는 것이다.The
상기 밸브체(80)는 글로브 밸브 또는 유량조절밸브로서, 이는 상기 제어부(10)에 의해 제어되면서 상기 에어 레귤레이터(70)에 의해 공급 압력이 조절되는 상기 압축 공기의 공급 유량과 공급 유속을 조절하도록 구성되는 것이다.The
상기 압력센서(90, 90')는 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')에 각각 형성되는 것으로, 상기 압축공기 공급라인(L1)에 의해 상기 압축공기가 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')에 각각 공급시 그 공급되는 압축공기의 압력을 측정한 후 이를 상기 제어부(10)에 제공하도록 구성한 것이다.The pressure sensors (90, 90') are formed in the first and second adsorption towers (50, 50'), respectively, and the compressed air is supplied to the first and second adsorption towers by the compressed air supply line (L1). When supplied to (50, 50'), respectively, the pressure of the supplied compressed air is measured and then provided to the
이에따라, 상기 제어부(10)내 제어프로그램은, 상기 압력센서(90, 90')에 의한 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')내 압축공기의 압력이 설정 압력에 도달시, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')의 공정을 각각 전환시킬 수 있는 것이다.Accordingly, the control program in the
즉, 상기 제 1 흡착탑(50)의 공정 전환은 가압에서 흡착 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑(50')의 공정 전환은 감압에서 재생 공정으로의 전환으로서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')의 공정 전환은 상기 압력센서(90, 90')에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 6bar∼7bar 범위내일 때 상기 제어부(10)의 제어프로그램에 의해 제어될 수 있는 것이다.That is, the process conversion of the
그리고, 상기 제 1 흡착탑(50)의 공정 전환은 감압에서 재생 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑(50')의 공정 전환은 가압에서 흡착 공정으로의 전환으로서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')의 공정 전환은 상기 압력센서(90, 90')에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 6bar∼7bar 범위내일 때 상기 제어부(10)의 제어프로그램에 의해 제어될 수 있는 것이다.In addition, the process conversion of the
한편, 상기 제 1 흡착탑(50)의 공정 전환은 흡착에서 균압 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑(50')의 공정 전환은 재생에서 균압 공정으로의 전환으로서, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')의 공정 전환은 상기 압력센서(90, 90')에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 2bar∼3bar 범위내일 때 상기 제어부(10)의 제어프로그램에 의해 제어될 수 있는 것이다.Meanwhile, the process conversion of the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 질소 발생기는 첨부된 도 1에서와 같이, 제어부(10)의 제어에 따라 에어 압축기(20)가 구동하면, 상기 에어 압축기(20)는 대기중의 공기를 압축한 후 이를 에어저장탱크(30)에 저장시키고, 이렇게 저장된 압축 공기는 압축공기 공급라인(L1)을 통해 에어필터(40)를 거쳐 제 1 흡착탑(50) 또는 제 2 흡착탑(50')으로 각각 공급된다.As described above, in the nitrogen generator according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, when the
이때, 상기 압축공기 공급라인(L1)에 형성되는 에어 레귤레이터(70)는 상기 제어부(10)의 제어신호에 따라 압축공기의 압력을 조절하는 한편, 상기 압축공기 공급라인(L1)에 형성되는 밸브체(80)는 상기 제어부(10)의 제어신호에 따라 압력이 조절된 압축공기의 유량과 유속을 조절하게 되면서, 상기 에어필터(40)에 의해 불순물이 제거된 압축공기는 압력과 유량 및 유속이 조절된 상태에서 상기 제 1 흡착탑(50) 또는 상기 제 2 흡착탑(50')으로 공급될 수 있는 것이다.At this time, the
그러면, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')에 각각 형성되는 압력센서(90, 90')는 상기와 같이 압력과 유량 및 유속이 조절되어 공급되는 압축공기로 인해, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')내의 압력을 측정한 후 그 측정정보를 상기 제어부(10)에 출력한다.Then, the
이때, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')은 상기 제어부(10)에 의해 교대 운전, 즉, 상기 제 1 흡착탑(50)은 가압→흡착→균압(제 2 흡착탑으로 균압)→감압 →재생의 순서로 운전하고, 상기 제 2 흡착탑(50')은 감압→재생→균압(제 1 흡착탑으로 균압)→가압→흡착의 순서로 운전하고 있는 바, 상기 압력센서(90, 90')에 의해 측정되는 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')내의 측정 압력이 설정압력인 6bar∼7bar 범위내일 때, 상기 제어부(10)는 상기 제 1 흡착탑(50)의 공정(가압→흡착 또는 감압→재생)을 전환시키고, 상기 제 2 흡착탑(50')의 공정(감압→재생 또는 가압→흡착)을 전환시키게 된다.At this time, the first and second adsorption towers 50 and 50' are operated alternately by the
그리고, 상기 압력센서(90, 90')에 의해 측정되는 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')내의 측정 압력이 설정압력인 2bar∼3bar 범위내일 때, 상기 제어부(10)는 상기 제 1 흡착탑(50)의 공정(흡착→균압)을 전환시키고, 상기 제 2 흡착탑(50')의 공정(재생→균압)을 전환시킴으로써, 상기 에어 압축기(20)에 대한 부하 변동을 최소화시키면서 불필요한 압축공기 소모량을 줄일 수 있음은 물론, 부하 변동에 따른 변화없이 상기 흡착탑(50, 50')에 항상 일정한 조건을 만들어 주기 때문에, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑(50, 50')에서의 질소 생산량이 향상되고, 더불어 낮은 압력(예; 6bar∼7bar)에서도 질소 발생 성능을 항상 일정하게 유지시킬 수 있는 것이다.In addition, when the measured pressure in the first and second adsorption towers 50 and 50 ′ measured by the
이상에서 본 발명의 질소 발생기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.In the above, the technical idea of the nitrogen generator of the present invention has been described together with the accompanying drawings, but this is an exemplary description of the most preferred embodiment of the present invention, but does not limit the present invention.
따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.Therefore, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims can perform various modifications. Of course, such changes are intended to be within the scope of the description of the claims.
10; 제어부
20; 에어 압축기
30; 에어저장탱크
40; 에어 필터
50; 제 1 흡착탑
50'; 제 2 흡착탑
60; 질소저장탱크
70; 에어 레귤레이터
80; 밸브체
90, 90'; 압력센서10;
30;
50; A first adsorption tower 50'; 2nd adsorption tower
60;
80;
Claims (7)
상기 에어 필터와 상기 제 1 및 제 2 흡착탑을 공용으로 연결하는 압축공기 공급라인에는 제어부에 의해 제어되는 것으로 불순물이 제거된 상기 압축공기의 공급 압력을 조절하는 에어 레귤레이터; 및, 제어부에 의해 제어되는 것으로, 상기 에어 레귤레이터에 의해 공급 압력이 조절되는 상기 압축 공기의 공급 유량과 공급 유속을 조절하는 밸브체를 연결하는 것을 특징으로 하는 질소 발생기.An air compressor that is controlled by a control unit and provides compressed air for nitrogen production; An air storage tank connected to the air compressor and storing compressed air provided by the air compressor; An air filter connected to the air storage tank and separating impurities contained in compressed air; First and second adsorption towers controlled by the control unit, receiving compressed air from which impurities are separated by the air filter, and adsorbing oxygen contained in the supplied compressed air to generate only concentrated nitrogen; A nitrogen storage tank in which the concentrated nitrogen generated in the first and second adsorption towers is stored; Including,
An air regulator controlling a supply pressure of the compressed air from which impurities have been removed as controlled by a control unit in a compressed air supply line connecting the air filter and the first and second adsorption towers in common; And a valve body controlling a supply flow rate and a supply flow rate of the compressed air controlled by the control unit, wherein the supply pressure is controlled by the air regulator.
상기 밸브체는 글로브 밸브 또는 유량조절밸브인 것을 특징으로 하는 질소 발생기.The method of claim 1,
The valve body is a nitrogen generator, characterized in that the globe valve or flow control valve.
상기 제 1 및 제 2 흡착탑에는 각각 상기 압축공기 공급라인에 의해 상기 압축공기가 공급시 그 공급되는 압축공기의 압력을 측정한 후 이를 상기 제어부에 제공하는 압력센서를 형성하는 것을 특징으로 하는 질소 발생기.The method of claim 1,
The first and second adsorption towers, respectively, when the compressed air is supplied by the compressed air supply line, a pressure sensor that measures the pressure of the supplied compressed air and provides it to the control unit. .
상기 제어부는 상기 압력센서에 의한 상기 제 1 및 제 2 흡착탑내 압축공기의 압력이 설정 압력에 도달시, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑의 공정을 전환시키는 제어프로그램이 탑재되는 것을 특징으로 하는 질소 발생기.The method of claim 3,
The control unit is a nitrogen generator, characterized in that when the pressure of the compressed air in the first and second adsorption towers by the pressure sensor reaches a set pressure, a control program for switching the processes of the first and second adsorption towers is mounted. .
상기 제 1 흡착탑의 공정 전환은 가압에서 흡착 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑의 공정 전환은 감압에서 재생 공정으로의 전환이며, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑의 공정 전환은 상기 압력센서에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 6bar∼7bar 범위내일 때 상기 제어부의 제어프로그램에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 질소 발생기.The method of claim 4,
The process conversion of the first adsorption tower is a conversion from pressurization to an adsorption process, the process conversion of the second adsorption tower is a conversion from a reduced pressure to a regeneration process, and the process conversion of the first and second adsorption towers is performed by the pressure sensor. Nitrogen generator, characterized in that it is controlled by a control program of the control unit when the measured pressure of the compressed air to be measured is within the range of 6 bar to 7 bar, which is a set pressure.
상기 제 1 흡착탑의 공정 전환은 감압에서 재생 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑의 공정 전환은 가압에서 흡착 공정으로의 전환이며, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑의 공정 전환은 상기 압력센서에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 6bar∼7bar 범위내일 때 상기 제어부의 제어프로그램에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 질소 발생기.The method of claim 4,
The process conversion of the first adsorption tower is a conversion from reduced pressure to a regeneration process, the process conversion of the second adsorption tower is a conversion from pressurization to an adsorption process, and the process conversion of the first and second adsorption towers is performed by the pressure sensor. Nitrogen generator, characterized in that it is controlled by a control program of the control unit when the measured pressure of the compressed air to be measured is within the range of 6 bar to 7 bar, which is a set pressure.
상기 제 1 흡착탑의 공정 전환은 흡착에서 균압 공정으로의 전환이고, 상기 제 2 흡착탑의 공정 전환은 재생에서 균압 공정으로의 전환이며, 상기 제 1 및 제 2 흡착탑의 공정 전환은 상기 압력센서에 의해 측정되는 압축공기의 측정압력이 설정압력인 2bar∼3bar 범위내일 때 상기 제어부의 제어프로그램에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 질소 발생기.The method of claim 4,
The process conversion of the first adsorption tower is a conversion from adsorption to a pressure equalization process, the process conversion of the second adsorption tower is a conversion from regeneration to a pressure equalization process, and the process conversion of the first and second adsorption towers is performed by the pressure sensor. Nitrogen generator, characterized in that it is controlled by a control program of the control unit when the measured pressure of the compressed air to be measured is within the range of 2 bar to 3 bar, which is a set pressure.
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR100824025B1 (en) | 2007-11-14 | 2008-04-21 | 주식회사 예성이엔지 | Nitrogen generator |
KR101528328B1 (en) | 2014-03-07 | 2015-06-12 | 윤태현 | Nitrogen Producer Apparatus For Possible Oxygen Content Control |
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2019
- 2019-09-27 KR KR1020190119516A patent/KR20210037207A/en not_active Application Discontinuation
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