[发明专利]一种高温高效快速型变压吸附制氮设备及其制氮方法

权利要求书

1.一种高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，包括进气装置、压缩空气净化系统、恒定温度自动控制系统以及制氮模块，所述进气装置的出气口接所述压缩空气净化系统入口，所述压缩空气净化系统出口接所述恒定温度自动控制系统，所述恒定温度自动控制系统出口接所述制氮模块；

所述恒定温度自动控制系统包括第一温度传感器、自动降温装置以及自动升温装置，所述自动降温装置和所述自动升温装置并联连接，所述第一温度传感器串联在所述自动降温装置和所述自动升温装置输入端的管路上；

所述制氮模块包括两台吸附塔，所述吸附塔包括空气进气口、氮气出气口、两台吸附塔工作切换用的中部均压接口、放空消音器出口、分子筛以及吸附布气树，所述分子筛均布在所述吸附塔内，所述吸附布气树包括上部布气树、中部布气树以及下部布气树，所述上部布气树通过程控阀与所述氮气出气口连接，所述中部布气树通过程控阀与所述中部均压接口连接，所述下部布气树通过程控阀分别与所述空气进气口和放空消音器出口连接，所述上部布气树、中部布气树以及下部布气树通过纵向总气管串接；

所述吸附布气树包括多个布气单元，所述上部步气树采用横截面为纵、横交叉设置的布气单元结构，所述下部布气树和所述中部布气树采用横截面为纵、横、斜交叉设置的布气单元结构，所述下部步气树下端深入到所述吸附塔封头内部，并与所述上部布气树交叉布置。

2.根据权利要求1所述的高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述自动降温装置包括制冷机和降温路自动切断阀，所述制冷机与所述降温路自动切断阀串联连接；所述自动升温装置包括电加热器和加温路自动切断阀，所述电加热器和所述加温路自动切断阀串联连接。

3.根据权利要求1所述的高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述布气单元包括对称设置的两个不锈钢矿筛管，所述不锈钢矿筛管通过螺纹和卡箍接头相互连接。

4.根据权利要求1所述的高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述压缩空气净化系统包括风冷器、液气分离器、一级过滤器、二级过滤器、冷冻式干燥机以及高精过滤器，所述风冷器、液气分离器、一级过滤器、二级过滤器、冷冻式干燥机以及高精过滤器通过管路依次串联连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，还包括脱水管，所述脱水管为装填了活性氧化铝与脱水分子筛的空气缓冲及深度脱水管束。

6.根据权利要求5所述的高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述吸附塔外部包覆有吸附塔保温套，所述空气运输管路外部包覆有管路保温套。

7.根据权利要求6所述的高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述制氮模块上设有第二温度传感器。

8.根据权利要求7所述的高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述程控阀为梭阀，所述程控阀通过PLC控制程序控制。

9.根据权利要求1所述的高温高效快速型变压吸附制氮设备，其特征在于，所述进气装置为空气压缩机。

10.一种应用权利要求1-9任一项所述高温高效快速型变压吸附制氮设备的制氮方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1：通过空气压缩机产生压缩空气，高压空气通过风冷器将高温的压缩空气温度降低，温度降低后的压缩空气经过液气分离器除去压缩空气中的液态油和水，再经过一级过滤器、二级过滤器除去压缩空气中的气态油、水、尘后，再经过冷冻式干燥机深度除去压缩空气中的水，再经过高精过滤器深度除去压缩空气中的油、尘；

步骤2：通过第一温度传感器的监测，来确定压缩空气进入电加热器或制冷机，来进行加温或降温来为制氮模块达到吸附温度，并通过加温路自动切断阀以及降温路自动切断阀来实现加温路与降温路的切断与转换；

步骤3：产生的高温/低温洁净压缩空气通过管路运送到制氮模块，进入到用PLC程序控制动作的程控阀，吸附塔吸附温度通过第二温度传感器反馈到PLC控制程序中，实现综合调配，使吸附均压时间保持在20-2s，吸附塔温度保持在60℃；

步骤4：经过吸附塔内部的分子筛吸附后，产生合格的氮气，氮气经过程控阀和氮气出气口排出到下一级系统中，富氧气体经过放空消音器排放到大气中。