[实用新型]一种负压吸附高纯制氮装置

说明书

本实用新型涉及制氮设备的领域，公开了一种负压吸附高纯制氮装置，包括氮气总管、均压下端总管、富氧总管、空气总管、均压上端总管、氮气真空泵、氮气增压机、富氧真空泵和四个吸附塔。吸附塔内设置有吸附剂。每个吸附塔均通过控制阀连通氮气总管、均压下端总管、富氧总管、空气总管和均压上端总管。氮气真空泵和氮气增压机均串联于氮气总管，富氧真空泵连接于富氧总管。空气进入吸附塔后，氧气等气体被吸附，吸附塔内形成的负压。同时，氮气增压机也使得吸附塔内形成负压。这些都使得本装置可自行吸取空气，而不需通过辅助设备将空气送入吸附塔，简化了结构，同时降低了能耗。另外，解吸时能够得到并收集富氧气体。

技术领域

本实用新型涉及制氮设备的领域，具体而言，涉及一种负压吸附高纯制氮装置。

背景技术

变压吸附制氮是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。碳分子筛对氮和氧的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面的扩散速率不同，氧气扩散较快，较多进入分子筛固相。这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

变压吸附制氮机(简称PSA制氮机)是按变压吸附技术设计、制造的氮气发生设备，主要由空压机、吸附塔、程控阀、压紧装置组成。压缩机出口压力为0.65-0.8MPaG，通常使用两吸附塔并联，由全自动控制系统按特定可编程序严格控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。

现有技术的变压吸附制氮机只能制得氮气，功能单一；同时，结构复杂能耗高，生产的氮气纯度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种负压吸附高纯制氮装置，其能够生产高纯度的氮气和富氧气，同时结构简单能耗低。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种负压吸附高纯制氮装置，其特征是：包括氮气总管、均压下端总管、富氧总管、空气总管、均压上端总管、氮气真空泵、氮气增压机、富氧真空泵和四个吸附塔；所述吸附塔内设置有吸附剂；

每个所述吸附塔底端均通过进气管连通所述空气总管，每个所述吸附塔顶端均通过出气管连通所述氮气总管；每个所述进气管均设置有空气控制阀，每个所述出气管均设置有氮气控制阀；

每个所述出气管于对应的吸附塔和氮气控制阀之间连通有均压上端支管；所述均压上端支管均连通所述均压上端总管，每个所述均压上端支管均设置有均压上端控制阀；所述均压上端总管连通所述氮气总管；所述均压上端总管靠近所述氮气总管的一端设置有终升总控阀；

每个所述进气管于对应的吸附塔和空气控制阀之间连通有富氧支管和均压下端支管；所述富氧支管均连通所述富氧总管，每个所述富氧支管均设置有富氧控制阀；所述均压下端支管均连通所述均压下端总管，每个所述均压下端支管均设置有均压下端控制阀；

所述氮气真空泵和氮气增压机均串联于所述氮气总管，以使四个所述吸附塔生产的氮气均能够通过氮气真空泵和氮气增压机排出；

所述富氧真空泵连接于所述富氧总管，以使四个所述吸附塔解吸的富氧气均能够通过富氧真空泵排出。

进一步地，所述氮气总管还设置有氮气缓冲罐，以使四个所述吸附塔生产的氮气均能够通过氮气缓冲罐后再经氮气真空泵和氮气增压机排出；所述富氧总管还设置有富氧缓冲罐，以使四个所述吸附塔解吸的富氧气均能够通过富氧缓冲罐后再经富氧真空泵排出。

进一步地，所述空气总管的进气端设置有滤网。

进一步地，所述吸附塔底层装有氧化铝或硅胶或3A分子筛；所述吸附塔上层装有碳分子筛。