[实用新型]船用氮气制造系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及氮气制造技术领域，特别是涉及一种船用氮气制造系统。

背景技术

国际海事组织(IMO)通过的现行生效的《国际海上人命安全公约》(SOLAS公约)规定，对于载重吨大于20,000吨及以上的载运闪点不超过60℃，且其雷德蒸汽压力低于大气压力的原油和成品油或具有类似失火危险的其他液货货品的液货船，液货舱的保护应通过一个符合《消防安全系统规则》要求的固定惰性气体系统来达到。

惰性气体发生装置是惰性气体系统的核心部件，按照惰性气体发生原理的不同，可将其分为燃烧式、中空纤维膜空分和变压吸附式空分三种类型。其中中空纤维膜空分和变压吸附式空分又称为制氮发生装置(简称制氮机)。

燃烧式惰气发生装置由于出现最早且价格低廉，所以在大型油船和早期化学品船上大量安装。但是由于燃料燃烧后产生的惰气即使经过海水淋洗后硫、氮氧化合物(NOX)含量依然很高，装货时随着液体的不断加入货液舱，惰气在港口连续排放，严重污染了港口环境。原来装有惰气的船不能取得GREENPASS，而现在装有惰气的船舶不再允许在排放控制区航行(ECA---emitcontrolarea)。

而制氮机制取的氮气干净无污染物，是可以在排放控制区使用的惰性气体。但是制氮机的占地比惰气设备大，采购成本高。所以对于改装或加装氮气设备的化学品船或采用制氮设备的老设计的船型都对安装制氮机的空间提出苛刻的要求。另外，降低氮气的成本也是有利于船东尽早改用制氮机取得排放区适航证。

通常，利用变压吸附方式(PressureSwingAdsorption，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，作为船舶(海洋平台)用户要求，这种氮气制造装置期望着在现有空间的基础上提供更多的氮气发生量。对于油品、化学品船而言，氮气供应量的增加有助于提高油品、化学品船的港口卸货速度，从而减少船的滞港时间，提高单船利用效率，提高油化船的经济效益。

因此，现有技术急需开发一种结构精简，投资低的船用氮气制造系统。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种结构精简，投资低的船用氮气制造系统。

具体的技术方案如下：

一种船用氮气制造系统，由如下设备通过管线依次连接而成：

压缩机，包括至少一个压缩单元，用于提供压缩空气；

过滤装置，包括至少一个过滤单元，用于过滤压缩空气；

制氮机，包括至少两个制氮单元，用于制备氮气；

和/或氮气缓冲罐，用于储存、缓冲氮气；

以及流量压力调节装置，用于调节流量和压力。

在其中一个实施例中，所述制氮单元的工作状态包括制氮状态和均压状态，在船用氮气制造系统工作时，所述制氮机中最多有一个制氮单元处于均压状态，其余制氮单元均处于制氮状态。

在其中一个实施例中，每1Nm³/min氮气产量所需的氮气缓冲罐的体积小于等于20L。

在其中一个实施例中，所述制氮单元包括两个吸附塔，所述吸附塔中沿气体流动方向依次设有干燥剂填料层和碳分子筛填料层。

在其中一个实施例中，流量压力调节装置包括流量纯度压力调节装置和/或管路增压装置。

在其中一个实施例中，各所述制氮单元之间的连接方式为并联连接。

本实用新型的原理及优点如下：

与现有的氮气制造系统(如图1所示)相比，本实用新型的船用氮气制造系统中不设有冷干机(或单独的吸附式压缩空气干燥装置)、空气缓冲罐以及氮气缓冲罐(部分大型的制氮设备可以设有氮气缓冲罐，但氮气缓冲罐的体积也较现有技术大大缩小，现有技术通常每1Nm³/min氮气产量至少需要0.3-0.6m³氮气缓冲罐，本实用新型的氮气制造系统每1Nm³/min氮气产量最大只需要20L氮气缓冲罐)。

本实用新型在制氮单元的吸附塔中沿气体流动方向增加设置了干燥剂填料层，可以替代现有技术中冷干机(或吸干机)的功能。且本实用新型采用变压吸附方法对气体进行干燥脱水，其原理是利用干燥剂在不同压力下吸附水分的不同，在加压下吸附气体中水分，在减压时将吸附的水分通过干燥的气体带出。

现有技术中如果单独采用变压吸附干燥装置于压缩机后进行压缩空气脱水处理，需要耗损处理气量14-20％的气量来冲洗带走解吸出来的水分。不但整套制氮设备没法减小安装面积，还要增加压缩机的排气量增加投资和能耗。