[实用新型]氮气制造装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及氮气制造装置。

背景技术

通常，利用变压吸附方式(Pressure Swing Adsorption，PSA方式)的氮气制造装置(氮气PSA装置)作为简便的氮气供给单元而用于多种用途。近些年，作为用户要求，对这种氮气制造装置期望着进一步的省电力化、省空间化。

以往，作为这种氮气制造装置已知有以下所示的装置。图7为表示现有氮气制造装置一例的图。

如图7所示，氮气制造装置101具备压缩机102、两个吸附槽(第一吸附槽103和第二吸附槽104)、制品槽105、设置于各吸附槽的入口和出口的自动切换式开关阀111a、111b、112a、112b、113a、113b、114、115、流量调节阀116和制品气体出口阀117。

压缩机102为对原料气体(空气)加压的装置。此外，两个吸附槽103、104中分别填充有优先吸附原料气体中的氧的吸附剂109。在各吸附槽103、104中，吸附除去原料气体中的氧，得到富含氮的制品气体。

此外，第一吸附槽103和第二吸附槽104在槽的下游侧和上游侧通过配管相互连接。

而且，这里的槽的上游侧是指槽的下部侧(原料气体入口侧)；槽的下游侧是指槽的上部侧(制品气体出口侧)，从原料气体的流动来说位于下游侧的位置。

制品槽105设置在两个吸附槽103、104的下游侧，通过开关阀113a与第一吸附槽103连接，通过开关阀113b与第二吸附槽104连接。

使用这种PSA方式的氮气制造装置101从原料气体分离氮气的方法已知有重复进行加压吸附工序、均压降压工序、减压再生工序、均压升压工序的各工序的方法。

在PSA方式中，第一吸附槽103和第二吸附槽104中的一个为加压吸附工序时，另一个为减压再生工序，一个为均压降压工序时，另一个为均压升压工序。因此，对于第一吸附槽103依次进行加压吸附工序、均压降压工序、减压再生工序和均压升压工序时，第二吸附槽104中依次进行减压再生工序、均压升压工序、加压吸附工序和均压降压工序。以下，以第一吸附槽103的工序为基准进行说明。

首先，加压吸附工序中，将通过压缩机102加压的原料气体导入第一吸附槽103并对第一吸附槽103加压，使原料气体中的氧优先被吸附剂109吸附，得到富含氮的气体。

接着，均压降压工序中，将第一吸附槽103内残留的气体送入第二吸附槽104。

接着，减压再生工序中，将第一吸附槽103释放于大气中而使压力下降的同时，从吸附剂109解吸氧而使吸附剂109再生。

进而，均压升压工序中，第一吸附槽103导入来自第二吸附槽104的气体。

若基于图7进一步具体说明，则在第一吸附槽103处于加压吸附工序时，开关阀111a、113a打开，其它开关阀关闭。

因此，由压缩机102压缩的原料气体通过开关阀111a导入到第一吸附槽103。

进而，第一吸附槽103中由吸附剂109吸附原料气体中的氧，富含氮成分的制品气体通过开关阀113a送入制品槽105。

而且，由第一吸附槽103导出的制品气体的一部分通过流量调节阀116导入第二吸附槽104内，用于吸附剂109的再生。

随着工序时间过去，吸附氧的吸附剂区域接近制品出口端，所以在规定时间加压吸附工序被停止。

接着，第一吸附槽103进入均压降压工序，第二吸附槽104进入均压升压工序时，则开关阀114、115为打开状态，其它开关阀为关闭状态。

在该工序中，由第一吸附槽103通过开关阀114、115向第二吸附槽104供给第一吸附槽103内的相对高压且尚不满足制品品质、但比较富含氮成分的气体(均压气体)。

将这种由第一吸附槽103的制品气体出口侧(上部侧)向第二吸附槽104的制品气体出口侧(上部侧)导入气体，由第一吸附槽103的原料气体入口侧(下部侧)向第二吸附槽104的原料气体入口侧(下部侧)导入气体的方法称为上下部同时均压法。例如非专利文献1、专利文献1等公开了上下部同时均压法。

接着，通过打开第一吸附槽103的开关阀112a，第一吸附槽103进入减压再生工序。减压再生工序中残留于槽内的气体由开关阀112a排放到大气，随着槽内压力下降，吸附剂109吸附着的氧解吸。此时，由第二吸附槽104导出的制品气体的一部分通过流量调节阀116导入到第一吸附槽103内进行槽内吹扫，用于吸附剂109的再生。