[实用新型]隔套式变压吸附碳分子筛制氮机

说明书

本实用新型涉及一种制氮机，特别是一种隔套式变压吸附碳分子筛制氮机。

利用碳分子筛来分离空气中的氧氮技术在国内外得到了广泛的应用，工艺采用两塔压力交变的方式，不管流程怎么变化，目的都是一样。现有的变压吸附(PSA)碳分子筛制氮机存在如下缺点：1.干燥塔和分离塔相互独立，除产品罐和原料罐外，还需四个塔，而且每个塔都应具有抗压强度，因此，结构复杂庞大，制造成本高；2.无论是干燥塔还是分离塔，其进气口均设在塔的下方，出气口设在塔的上方，如此流向易对碳分子筛造成损害；3.在进气和出气的工艺流程中需安装较多的流程阀和配管，同时，需要较复杂的多路输出控制系统，因而，整个装置的结构更复杂，操纵操制更困难，运行的可靠性难以保证。

本实用新型的目的是提供一种结构紧凑合理、工艺流程简化、运行可靠、成本低的隔套式变压吸附碳分子筛制氮机。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括干燥塔和分离塔，其特征在于干燥塔置于分离塔的内部，干燥塔的外壁和分离塔的内壁之间构成分离室，干燥室和分离室的两端进出口通孔处设有定位过滤层，在分离塔的顶端与干燥塔的顶端之间设有沟通干燥室和分离室的环形通道，干燥塔底端的进气接口与能进行多通道切换的三位多通电控滑板换向阀或三位多通电控截止式换向阀连通，分离室底端的出气接口与能进行多通道切换的三位多通电控滑板换向阀或三位多通电控截止式换向阀连通。在分离塔的底端与干燥室和分离室之间分隔有氮气贮存室，该氮气贮存室与出气换向阀连通。在分离室底端的定位过滤层的下方沿周向设有环形出气通道，该环形出气通道沿周向均匀设有与位于分离塔轴心的总出气接口连通的通道。

本实用新型的整体结构得以简化的一个原因是：将干燥塔设置在分离塔的内部，同时还可将产品罐设置在分离塔的底部，这样大大减小了制氮机的整体结构，使之结构更简洁、更合理。另外，将干燥塔设置在分离塔的内部，因为分离室与干燥室具有等同的压力，因此，干燥塔无需耐压材料制做，普通材料即可，从而降低了整个装置的制造成本。

本实用新型的整体结构得以简化的另一个重要原因是本申请人专门研究设计出一种具有多通道切换的三位多通电控滑板换向阀(专利申请号为：97243333.3，用于小流量)和三位多通电控截止式换向阀(专利申请号为：97243334.1，用于大流量)，该多通道换向阀只需控制系统输出a、b两讯号就能无串泄地完成各通道之间的切换。同时，该多通道换向阀与塔连通只要进出两根管线的导通，其工艺中的均压、升压、进气、出气、排气、冲洗等均由多通道换向阀自动完成通道的切换。因此，本实用新型只需二只多通道换向阀就能完成整个制氮过程，减少了程控阀和配管，简化了工艺流程，而且控制系统更简化。

本实用新型的另一个特点是在干燥室和分离室的下方设置了十字桥架式的气喷头分布器，即原料气从中心进入干燥塔，而产品气从均匀设置在分离室底部的出气口汇流到位于中心的总出气口，这样使得气流分布更均衡，吸附剂得到更充分的利用。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：1.结构简单合理、运行可靠；2.程控阀和配管少，控制系统和工艺流程更简化；3.气流分布和流向均衡合理，吸附剂不易损害，利用率高；4.制造成本低。本实用新型既可用于制氮工艺流程，也可适用于变压吸附的两塔工艺流程。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详述：

图1是本实用新型外部结构连接示意图。

图2是吸附塔的剖面结构示意图。

实施例：本实用新型以生产3m³氮气的隔套式变压吸附碳分子筛制氮机为例，它包括两个无热干燥塔1、两个氮氧分离塔2、三位四通电控滑板换向阀5和三位三通电控滑板换向阀6构成。无热干燥塔1为小圆筒，氮氧分离塔2为大圆筒，干燥塔1置于分离塔2内并通过两端的定位装置定位，干燥塔1和分离塔2同轴，在干燥塔1和分离塔2之间构成圆环状氮氧分离室，在干燥室和分离室的两端进出口通孔处设有定位过滤层3。在分离塔2的顶端沿周向设有圆环形凹槽以形成沟通干燥室和分离室的环形通道4。在干燥塔1底端的进气接口与三位四通电控滑板换向阀5连通，在分离室底部定位过滤层3的下方设有与分离室连通的环形通道，该环形通道沿周向均匀设有四个与位于轴心的总出气接口连通的通道，总出气接口与三位三通电控滑板换向阀6连通。在分离塔2的底部分隔有氮气贮存室7，该氮气贮存室7与三位三通电控滑板换向阀6连通。