[实用新型]多塔组合式变压吸附制氮装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制氮装置，特别涉及变压吸附制氮装置。

背景技术

现有的变压吸附的制氮装置一般为两塔结构，具体的来说，该装置包括一个主要由两个并联连接的吸附塔所组成的吸附塔组。一般来说，吸附塔组中的两个吸附塔并行地设置，且两个吸附塔都各自都带有一个与进气总阀门相连接的进气阀门以及一个与氮气出口总阀门相连接的出口阀门，从而达到并联连接；另外，两个吸附塔上还各自带有一个相并联的且与相应的进气阀门相连接的解吸气出口阀门，关闭上述的进气出口阀门并打开解吸气出口阀门就使得吸附塔从吸附状态转换到解吸附再生状态。解吸气出口阀门上还可以连有消音器。上述的吸附塔中装载有一定量的吸附剂，本领域技术人员可以根据制氮量、氮气产品纯度、制氮时压力等工作参数来决定所装载的吸附剂的量。

制氮装置工作时，上述吸附塔组的两个吸附塔交替吸附、解吸附再生。即开启进气总阀门和其中一个吸附塔的进气阀门，压缩空气进入该吸附塔，该吸附塔开始吸附过程，吸附剂吸附空气中的氧气，剩余的氮气依次通过其出口阀门、氮气出口总阀门排出(排到储罐或排放后直接使用)，当该吸附塔中的吸附剂饱和后，关闭该吸附塔的进气和出口阀门并开启其解吸气出口阀门，被吸附剂吸附的氧气向外界释放，该吸附塔进入解吸附再生的过程，同时开启另一吸附塔的进气和出口阀门，另一吸附塔开始上述的吸附过程。两个吸附塔如此反复交替工作。

当处于吸附状态的吸附塔转换到解吸附再生状态之前，可以关闭进气总阀门和出口总阀门，打开另一吸附塔的进气阀门和出口阀门，由处于吸附状态(一般是到了饱和时)的吸附塔将压力匀入所述另一吸附塔以提高其压力，这一过程通常称为均压过程。

当制氮量较大时，一方面需要加大吸附塔的体积，首先提高了生产制作成本，并且当吸附塔的体积过于庞大时，吸附塔中的死空间也变大，吸附剂的利用效率下降，空气的耗量也增大；另外，吸附器的尺寸加大，对吸附剂压紧装置要求大大提高；另一方面，需要加大气体管道的通径，导致进气/出口阀门的制造成本增大，也提高了对阀门的密封性能要求。另外，装置整体加大时，给使用和维护带来很大不便的同时，也增加了生产成本。

发明内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种变压吸附制氮装置，其包括吸附塔组，所述吸附塔组由至少两个交替吸附和再生的吸附塔并联连接组成，其中：该装置包括多个并联连接的吸附塔组。

采用上述技术方案的制氮装置，当制氮量大时，就不需要相应地加大吸附塔的体积，也不需要加大气体管道的通径。例如，当制氮量超出一个吸附塔组的负荷时，可以使原料气体分流到多个并联连接的吸附塔组。因此，只需要根据制氮量或者说原料气体的量以及每个吸附塔组的制氮能力，来开启相应数目的吸附塔组进行并联工作即可，不仅解决了上述的技术问题，而且该装置操作起来非常方便。

上述技术方案中，多个相并联连接的吸附塔组是指：多个吸附塔组并行地设置，且每个吸附塔组的两端分别与进气总阀门和氮气出口总阀门相连接。

上述技术方案中的每个吸附塔组之间都各自独立地、并联地工作。具体的说，当制氮量超出一个吸附塔组的负荷时，原料气体分流到多个开启的吸附塔组中，每个开启的吸附塔组都各自独立地同时进行工作，最后每个吸附塔组制得的氮气经过相连通的管道汇总后通过氮气出口总阀门排放。

处于工作状态的吸附塔组，组成该吸附塔组的多个吸附塔交替进行吸附和解吸附。

作为本实用新型的进一步改进，所述的吸附塔的体积小于0.025m³或内直径小于0.15m。根据《压力容器安全技术监察规程》规定，直径小于0.15m或体积小于0.025m³的带压容器为非压力容器。这种类型的吸附塔的制作可以标准化，容器的设计、制造成本就大为降低，生产周期也相对缩短，并且这类吸附塔体积很小，一方面吸附塔内的死空间较小，所以吸附剂利用率提高，装置产氮效率提高；另一方面，每个吸附单元的气量较小，可以使用软管进行连接，控制阀门也可采用较为便宜的电磁阀直接驱动，可以降低整个装置的成本。再者，这类吸附塔体积很小，可以很方便地排列放置，例如可以横着叠放在底座上，也可以竖直分几层叠放，也可以紧凑地布置在封闭箱体中，整个制氮装置的体积大大减少。当某一组或几组吸附塔组出现故障时，可在不影响其他吸附塔组正常工作的前提下，更换或维修出现故障的吸附塔组，装置维护更加方便。

作为本实用新型的另一种改进，每个吸附塔组由两个交替吸附和再生的吸附塔组成。由于可以采用多组吸附塔来解决制氮量大带来的问题，那么每个吸附塔组中只需要采用两个吸附塔交替工作即可。