[发明专利]一种PSA制氮系统及其制备方法

说明书

本发明公开了一种PSA制氮系统及其制备方法，该系统包括：主空压机、空气净化系统、进气管、支撑座和氮气存储筒；所述支撑座上设置有旋转式单塔制氮机构；所述旋转式单塔制氮机构包括：驱动电机、转动导气机构、转塔体、分隔板、第一吸附筒、碳分子筛材料和第一限位孔板。本发明设置的单独的转塔体在进行氮气制造时依靠驱动电机旋转，实现上下颠倒，使得转塔体内部分隔的两个空间交替进行氮气制造，主要依靠转塔体上层空间用于初步分离氧气氮气，并且依靠碳分子筛材料使得氧气固相，分离出氮气，并且在转塔体上下颠倒时，传输氮气的通气滑管则在重力作用下与原本的下层空间实现连通，使氮气进入原本下层空间中进行二次氧气吸附处理。

技术领域

本发明涉及PSA制氮系统技术领域，具体为一种PSA制氮系统及其制备方法。

背景技术

PSA为变压吸附法的简称，是一种新的气体分离技术，其原理是利用分子筛对不同气体分子吸附性能的差异而将气体混合物分开等，常用于制氮系统中，主要将空气通过高压状态通入碳分子筛中，在高压状态下，空气中较小分子的氧气便吸附在碳分子筛的孔中，达到固相，而气相状态的氮气便通过，实现氮氧分离，即达到制氮功能，然后低压使得碳分子筛中的氧气释放出来，然后再通入空气进行制氮。

传统的PSA制氮系统存在如下不足：

传统的PSA制氮系统通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流，虽然双塔交替运行，但是对制造的氮气仅仅进行单次处理，无法保证氮气纯度；同时双塔运行时需要通过很多管路以及阀门连通，需要依靠PLC相关程序精准控制阀门管路开关状态，一旦产生运行误差则会影响氮气的制造运行，并且无法确保通入塔体中的氧气充分均匀扩散开。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PSA制氮系统及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种PSA制氮系统，包括：主空压机、空气净化系统、进气管、支撑座和氮气存储筒；所述主空压机安装至所述空气净化系统的进气端，所述进气管固定安装至所述空气净化系统的出气端；所述支撑座上设置有旋转式单塔制氮机构；所述旋转式单塔制氮机构包括：驱动电机、转动导气机构、转塔体、分隔板、第一吸附筒、碳分子筛材料、第一限位孔板、封闭板、连接伸缩杆、通气滑管、滑动对接机构、联动机构、排气管、二次吸附机构和氮气排出连通机构；所述驱动电机固定连接至所述支撑座上；所述驱动电机的主轴端通过所述转动导气机构与所述转塔体转动连接，所述分隔板水平固定连接至所述转塔体内；所述第一吸附筒固定连接至所述转塔体；所述第一限位孔板固定连接至所述第一吸附筒；所述碳分子筛材料填充在所述第一吸附筒内；所述转动导气机构转动连通至所述第一吸附筒和所述进气管之间；所述封闭板通过所述连接伸缩杆水平连接至所述转塔体的内顶部；所述通气滑管通过所述滑动对接机构连接至所述转塔体，并且所述通气滑管的下端口抵触在所述分隔板上，所述通气滑管的上端口穿插至所述第一吸附筒的上侧位置；所述通气滑管上端与所述封闭板之间通过所述联动机构连接；所述排气管连接至所述第一吸附筒的底部，所述排气管与所述第一吸附筒之间设置有重力开关机构，并且所述排气管的末端连接至所述转塔体的外侧；所述氮气排出连通机构配合连接在所述转塔体底部和所述氮气存储筒之间。

所述转动导气机构包括：对接管、驱动齿轮和联动齿轮；所述对接管水平固定连接至所述转塔体，并且所述对接管与所述第一吸附筒底部连通；所述对接管的末端转动穿插至所述进气管的末端内；所述驱动齿轮固定连接至所述驱动电机的主轴端；所述联动齿轮固定连接至所述对接管上，所述联动齿轮和所述驱动齿轮啮合。

所述滑动对接机构包括：金属连接重板、第一波纹连接套、第一连接套、第一滑杆和限位块；所述金属连接重板水平设置在所述分隔板的上侧；所述第一波纹连接套连接在所述金属连接重板和所述分隔板之间，所述第一连接套固定连接至所述转塔体的内壁上；所述第一滑杆滑动穿插至所述第一连接套内；所述限位块固定连接至所述第一滑杆上。