[发明专利]变压吸附制氮设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压吸附制氮设备，尤其涉及一种变压吸附制氮设备及其方法。

背景技术

在过去十年问，变压吸附技术在气体分离领域取得了飞速发展，广泛用作分离和生产由氢气、氦气、氩气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氧气和氮气等组成的多种气体混合物；用作吸附分离的原料气包括空气、精炼厂排放气、地下发酵堆、烟道气和天然气。目前国外对变压吸附制氮用气量需求增加，氮气市场日益扩大，应用领域逐步拓宽。由于变压吸附设备存在配套简单、操作安全可靠、起停容易快捷、占地面积小、能耗较低、便于移动式撬装等特点，因而具有很强的竞争力。

目前国内从事变压吸附制氮设备生产的厂家达三、四十家，但装置质量性能，技术水平参差不齐，与国外变压吸附设备相比，无论从装置规模、产品纯度、控制手段和外观质量等多方面都存在明显的不足，与国外的设备相比，还有很大的差距。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种变压吸附制氮设备及其方法。

变压吸附制氮设备包括底座、左吸附塔、左吸进气阀、反吹阀、右吸进气阀、左换气阀、右换气阀、缓冲罐、左吸出气阀、上均压阀、右吸出气阀、空气过滤器、空气罐、压力阀、右吸附塔、右控制阀、下均压阀、左控制阀；底座上设有左吸附塔、缓冲罐、空气罐、右吸附塔，空气罐上设有空气过滤器、压力阀，压力阀与下均压阀的一端相连，下均压阀的另一端与左控制阀的一端、右控制阀的一端相连，左吸进气阀一端与左控制阀的另一端相连，右吸进气阀一端与右控制阀的另一端相连，反吹阀的一端与左吸进气阀另一端、右吸进气阀的另一端相连，反吹阀的另一端与左换气阀一端、右换气阀一端相连，左吸附塔的进气口与左换气阀的另一端相连，右吸附塔的进气口与右换气阀的另一端相连，左吸附塔的出气口与左吸出气阀一端相连，右吸附塔的出气口与右吸出气阀一端相连，上均压阀一端与左吸出气阀另一端、右吸出气阀的另一端相连，上均压阀的另一端与缓冲罐的进气口相连。

所述的左吸附塔与右吸附塔内安装有碳分子筛。

变压吸附制氮方法包括以下步骤：

1）将压强为0.8MPa压缩空气接入空气过滤器，开启空气罐进气口开关，经过滤的压缩空气由此进入空气罐；

2）调整压力阀的压力值至0.6MPa，在0.6MPa吸附压力作用下，空气罐中的压缩空气逐步通过压力阀进入左吸附塔与右吸附塔；

3）左吸附塔工作时，左控制阀、左吸进气阀和左吸出气阀打开，压缩空气经左控制阀和左吸进气阀进入左吸附塔，塔中的压力升高至0.6MPa，空气中所含的二氧化碳、氧气被左吸附塔中的高性能碳分子筛吸附，未吸附的氮气通过左吸出气阀进入缓冲罐，持续时间为20秒；

4）当左吸附塔吸附接近饱和时，左吸出气阀关闭，上均压阀和下均压阀打开，左吸附塔中的气体进入右吸附塔使内部压强达到均衡，持续时间为3秒；

5）当左吸附塔和右吸附塔均压结束后，左控制阀、左吸出气阀、上均压阀、下均压阀和反吹阀关闭，右控制阀、右吸进气阀和右吸出气阀打开，压缩空气经右控制阀和右吸进气阀进入右吸附塔，空气中所含的二氧化碳、氧气被右吸附塔中的碳分子筛吸附，未吸附的氮气其纯度控制在95%至99%之间，氮气通过右吸出气阀进入缓冲罐，持续时间为20秒；

6）同时，左换气阀和反吹阀打开，左吸附塔中解压释放氧气和二氧化碳到大气中，排放完毕后，再次进入均压过程，一直循环下去。

使用本发明，安装方便，工艺简单，设备紧凑，占地面积小，开停方便，启动迅速，产气快，能耗小，运行成本低，自动化程度高，操作维护方便，撬装方便，无须专门基础。该设备在运行时可实现自动控制，无需现场操作；只需简单地调节产品气量，即可改变纯度，启动和停车只需按钮操作。同时，该设备保养工作量少，可靠性高，稳定性强，非常适宜在工业领域气体制备需求量很大的场合。

附图说明

图1为变压吸附制氮设备的主视结构示意图；

图2为变压吸附制氮设备的俯视结构示意图；

图3为本发明左右吸附塔的示意图；

图中，底座1、左吸附塔2、左吸进气阀3、反吹阀4、右吸进气阀5、左换气阀6、右换气阀7、缓冲罐8、左吸出气阀9、上均压阀10、右吸出气阀11、空气过滤器12、空气罐13、压力阀14、右吸附塔15、右控制阀16、下均压阀17、左控制阀18。

具体实施方式