[发明专利]一种制备富氮气体的装置

说明书

本发明涉及一种制备富氮气体的装置，该装置以二次分离吸附在吸附塔的中上部采用控制富氮速度来获取99.5％-99.99％(N₂+A_r)。

传统的变压吸附装置，普氮一般指99.5％(N₂+A_r)以下，如要获得99.99％以上高纯度的氮气，耗电功率及其它的辅助设备等成本很高，因此世界各国专家，对此都做了很大的努力，以便寻求一种简便的方法，在低成本的条件下获得较高纯度的氮气。

本发明的目的是提供一种制备富氮气体的装置，利用双塔或三塔对空气进行二次吸附的变压吸附制取富氮，达到收率高，氮气纯度高的目的。

本发明的目的是这样实现的：

一种制备富氮气体的装置，主要由吸附塔组成，其特征在于：该装置包括至少两个吸附塔A和B，所述塔A、塔B的构造相同，每个吸附塔的构造包括筒体、下封头、上封头、支架；

筒体竖向放置，以法兰连接，分为上筒体、下筒体两段；

下筒体内腔填装分子筛用于1级吸附，其下端靠近封头处及上端靠近法兰边处各装有一分流板，下筒体封头下端有用法兰盘封闭的管道，该管道侧壁设有压缩空气入口d：

上筒体内部为内置圆筒，该圆筒下端连接法兰盘兼底板，其上端穿出上封头的外伸段以法兰边连接顶盖，该外伸段侧壁设有氮气出口管a，均压气口f，该圆筒内腔填充分子筛用于II级吸附，该圆筒外壁与上筒内壁之间为环形空腔用于储存氮气，该空腔靠下设有氮气入口b，该空腔另侧中部筒壁设有氮气出口e，在上筒体及上封头内设有另一分流板，该分流板同时穿过内置圆筒的横截面；

所述分流板的板面上按一定规则均匀分布排列有若干φ5和φ8通孔。

所述吸附塔A、B间的连接管道、阀门的构造为：

塔A上筒的氮气出口a的管道经电磁阀、单向阀与塔B上筒氮气出口a管路上的电磁阀、单向阀并联连通；

塔A上筒有管路经截止阀与塔B上筒相通；

塔A上套的氮气排出口e有管路连通塔B上套氮气排出口e且该管路连通截止阀；

塔A上筒的均压气口f与上套氮气出口b之间有管路连通，该管路装有单向阀；

塔B上筒的均压气口f与上套氮气出口b之间有管路连通，该管路装有单向阀；

塔A和塔B的下筒各有压缩空气入口d；其管路各经电磁阀互通且连接于空气入口，同时该管路各经电磁阀通往解吸气出口；

在A、B塔之间设置有截止阀，且该截止阀是常开状态；

所述吸附塔的底部装有Al₂O₃，吸附塔的上部和下部装有CMS分子筛，外部储存氮气，使与吸附塔的压力相平衡；

所述吸附塔为三级分流，即吸附塔底部在下封头为一级分流，其通气率为45％。二级分流在整体吸附塔的总高的61.8％处，其通气率为40％，第三级分流在二次吸附塔的上部，其通气率为30％；

装置中吸附塔的数量可以大于二，例如三塔、四塔……，各相邻两塔之间的管路和阀门的设置与所述A、B两塔之间的管路、阀门相同。

本发明有以下积极有益的效果：

本发明利用双塔或三塔对空气进行二次吸附的变压吸附，与普通一次吸附的变压吸附制取富氮相比，具有收率高、氮气纯度高，工艺合理，结构更紧凑等优点，氮的纯度可达99.9％-99.99％(N₂+A_r)。

现结合附图进行说明：

图1是本发明利用双塔制取富氮的吸附装置的结构示意图。

图2是图1中一个吸附塔的结构示意图。

附图编号：

A、B.吸附塔    

1.空气入口                                  2.解吸气出口

3、4、5、6、7、8.电磁阀， 

9、10、11、12.单向阀                        13、14.截止阀

101.筒体                                    102.下封头

103.上封头                                  104.法兰

105.法兰兼底板                              106.支架

110.下筒体                                  120.上筒体