[发明专利]三塔结构制氮机

说明书

技术领域

本发明涉及变压吸附制氮机。

背景技术

随着PSA(Pressure Swing Absorb<变压吸附>)技术的不断成熟，对于PSA制氮的要求也越来越广泛。该领域目前多见两塔结构，而有些要求体积流量比较大的设备，一般都做四塔结构，但这种四塔结构的设备，大多其实是两塔结构的两台设备的组合，它是将两进气口合并为一根管道，又将两出气口合并为一个管道来实现，其原理与工作方式仍然与二塔结构的相同。还有一个方面，如果大立方设备确实要用两塔来做，就有一个很不利之处，即设备筒体长径比比较小，这样不利于分子筛使用效率。

发明内容

本发明要解决目前两塔结构制氮工艺产气能力较小以及四塔结构制氮工艺实际产气效率较低且分子筛使用效率低的问题，为此提供本发明的一种三塔结构制氮机，这种制氮机产气能力大，生产成本低。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案包括具有内置分子筛的工作塔，其特殊之处是所述工作塔为A塔、B塔和C塔，A塔底部经接管并联有阀一、阀四和阀七，B塔底部经接管并联有阀二、阀五和阀八，C塔底部经接管并联有阀三、阀六和阀九，阀一、阀二、阀三另一端与管子一通连，阀四、阀五、阀六另一端与管子二通连，阀七、阀八、阀九另一端与管子三通连；A塔、B塔、C塔中部分别经接管外连有阀十、阀十一、阀十二，阀十、阀十一、阀十二另一端与管子四通连；A塔顶部经接管并联有阀十三和阀十六，B塔顶部经接管并联有阀十四和阀十七，C塔顶部经接管并联有阀十五和阀十八，阀十三、阀十四、阀十五另一端与管子五通连，阀十六、阀十七、阀十八另一端与设有出气口的管子六通连；A塔、B塔、C塔顶部分别通连有单向阀一、单向阀二和单向阀三，单向阀一、单向阀二、单向阀三另一端与设有再生气接口的管子七通连；所述管子二具有空气进气口，所述管子三与管子四相互旁通。

所述管子七的再生气接口宜与所述管子六旁通，且管子七上连有阀。

本发明宜设有消音器与所述管子一通连。

本发明所述接管是指连接管子。

本发明所述出气口是指产品气即氮气出口。

本发明中的阀一、阀二、……、阀十八宜是电动或气动截止阀。

本发明采用变压吸附原理，其工作方式为阶梯式三塔交替吸附-解吸；A塔、B塔和C塔三塔中，两塔工作，一塔再生，在两塔变压吸附的基础上，根据分子的最佳吸附性能，吸附时间不变，缩短再生时间来实现高效生产。

本发明工作时，设定所述三塔的吸附时间均分别为合适的60秒，其基本流程是：

先A塔工作，过30秒后，B塔工作，再过30秒时，A塔切换到C塔，此时A塔工作60秒，B塔工作30秒；再过30秒时，B塔切换到A塔，此时B塔工作60，C塔工作30秒，A塔再生30秒，如此循环工作，实现一塔解吸再生的同时其它两塔产气工作。

本发明由于设有A塔、B塔和C塔，三塔交替切换时能实现一塔再生的同时其它两塔工作，故能最大限度地缩短再生时间，提高生产效率，同时产生诸多有益之处，与已有技术相比，本实有新型的优点为：

1、增大PSA变压吸附制氮设备的产气能力，比如，以前氮气纯度为99.9％的产氮设备，最大产量为1000Nm³/h，而采用3塔结构，则可以做到2000Nm³/h。

2、至少可以节约1/4的成本，如果氮纯度99.9％，产量1000Nm³/h的设备，采用三塔比两塔至少节约1/4分子筛；而产量2000Nm³/h的设备，三塔结构比四塔结构至少节约一个吸附筒体及所含分子筛，还可以节约两个气动阀门。

3、选用三塔结构，由于是两个塔工作，一个塔再生，所以每个塔的容积要比两塔结构每个塔的容积小一半，这样可以把吸附塔做的细一些、长一些，有利于分子筛的吸附效率。

4、纯度都比较稳定，由于当分子筛的吸附达到接近饱和时，其吸附能力下降，如果选用三塔结构，两塔阶梯式吸附，一塔接近饱和，另一塔还具有非常好的吸附能力，两塔纯度均衡后，整体纯度将非常稳定。

5、供气压力稳定，双塔结构在两塔切换过程中，这两个塔是在停止供气中切换，不供气，将对工艺罐的压力产生较大的影响；而三塔结构，当两个塔切换时，还有一个塔在工作产气，所以可以减弱对工艺罐压力的影响。

附图说明

图1是本发明结构原理图；

图2是本发明结构示意图；

图3是图2后视图；

图4是图2左视图。