[实用新型]一种柜式双层床变压吸附高纯制氮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及高纯制氮技术领域，具体涉及一种柜式双层床变压吸附高纯制氮机，可用于食品保鲜、电子组装、冶金、化工制药、石油天然气等领域。

背景技术

PSA(变压吸附)制氮是以压缩空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，运用变压吸附原理，对空气中的氮和氧组分选择性吸附，使充满微孔的碳分子筛对气体分子有选择性的吸附来获得氮气的新型制氮技术。此法制氮是在低压常温下，现场制氮，安全且便捷。

现在各个领域对氮气的纯度要求越来越高，尤其是非晶行业的热处理，要求氮气的纯度达到99.99％～99.999％，露点为-60℃。目前大部分工厂用高压15Mp瓶装高纯氮或液态氮气化罐来提供。这两种供氮方式，对物流搬运及高压、低温操作的安全要求及成本很高。

现有的PSA制氮机通常采用单层床吸附装置，氮纯度较低(99.5％～99.9％)，露点为-40℃，且多数为固定式中大型制氮机。另外，大多采用多级阻尼式油过滤器进行原料空气的净化除油以及使用干冷机冷却干燥，这样存在以下的问题：

1.多数采用油润滑压缩机，空气中带油多，虽采用二、三级阻尼式油过滤器，油过滤效率低，影响吸附分离；

2.原料空气除水是流程中的重要一环，通常采用冷干机，但是氮气露点只能达到-20℃。为有效降低原料空气的露点，通常采用空气干燥器，常用的干燥器为变温吸附(TSA)，其流程复杂且增加能耗。公开号为CN 105080288 A的中国发明专利申请中提出了采用三层床变压吸附器，其中除了使用一层碳分子筛的氮氧分离床层外，增加了上下两层分子筛干燥剂床进行干燥，使氮气露点达到-60℃。但是，PSA床层中的分子筛干燥剂虽然吸水能力强，但必须采用循环加热再生，即TSA“变温吸附”流程才能正常连续使用，因此在氧、氮分离的(PSA)变压吸附条件下不能变温，无法彻底再生使干燥效果明显降低；

3.为了获得高纯氮，通常也采用多级变压吸附制氮，多采用二级单层床变压吸附组串联，两次分离吸附提高纯度。其流程复杂化，管路和阀门成倍增加；由于多级净化和吸附，因此其制氮机占地面积大，成本较大，不便于撬装和小型化。

实用新型内容

本实用新型针对以上现有技术中的缺陷提供了一种柜式双层床变压吸附高纯制氮机，该柜式双层床变压吸附高纯制氮机一方面能够提高除油效果，防止残留油污染并简化了流程，提供了工作效率。

本实用新型是通过以下技术方法实现的：

一种柜式双层床变压吸附高纯制氮机，包括依次顺序连接的无油润滑空气压缩机、第一储气罐、冷干机、活性炭油过滤器、吸附器和第二储气罐。

进一步的，包括两个或多个并行排列的所述吸附器。

进一步的，所述吸附器包括活性氧化铝层和碳分子筛，所述活性氧化铝层设置于所述第一隔离网的上部；所述活性氧化铝层与所述碳分子筛之间通过第二隔离网隔离。

进一步的，所述吸附器的上端口的下方设置有压紧装置，所述压紧装置与所述碳分子筛之间设置有第三隔离网。

进一步的，还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述吸附器电性连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

1.本实用新型提供的柜式双层床变压吸附高纯制氮机，采用无油润滑压缩机，高效活性炭油过滤器，可以提高除油效果，防止残留油污染并且简化了流程。

2.本实用新型提供的柜式双层床变压吸附高纯制氮机可以根据需要设置2个吸附器，当其中一个吸附器处于工作吸附状态时，另一个吸附器处于再生状态，为下一次吸附做准备；亦或设置多个吸附器，使处于工作状态的吸附器能够轮流工作，延长吸附器的使用寿命。

3.本实用新型采用活性氧化铝作为干燥剂，活性氧化铝可以无热再生，在PSA变压吸附条件下，可以使水能解吸得到再生，以保持连续干燥能力；同时，由于活性氧化钙的大颗粒高强度，可以保证合理气流分配的作用，可以防气流冲击以及酸性气体的侵害，保护碳分子筛，延长碳分子筛的寿命。

4.本实用新型提供的柜式双层床变压吸附高纯制氮机中的高效碳分子筛通过自动控制优化切换时间进行一次分离吸附，即可获得干净的高纯氮。

5.本实用新型提供的柜式双层床变压吸附高纯制氮机，结构简单，操作方便，整个吸附过程由可编程控制器控制，实现自动化生产。

附图说明

图1为本实用新型提供的柜式双层床变压吸附高纯制氮机的结构示意图；

图2为本实用新型提供的柜式双层床变压吸附高纯制氮机的吸附器的纵向剖面结构示意图。