技術領域

本發明涉及變壓吸附制氮機。

背景技術

隨著PSA(Pressure?Swing?Absorb<變壓吸附>)技術的不斷成熟，對于PSA制氮的要求也越來越廣泛。該領域目前多見兩塔結構，而有些要求體積流量比較大的設備，一般都做四塔結構，但這種四塔結構的設備，大多其實是兩塔結構的兩臺設備的組合，它是將兩進氣口合并為一根管道，又將兩出氣口合并為一個管道來實現，其原理與工作方式仍然與二塔結構的相同。還有一個方面，如果大立方設備確實要用兩塔來做，就有一個很不利之處，即設備筒體長徑比比較小，這樣不利于分子篩使用效率。

發明內容

本發明要解決目前兩塔結構制氮工藝產氣能力較小以及四塔結構制氮工藝實際產氣效率較低且分子篩使用效率低的問題，為此提供本發明的一種三塔結構制氮機，這種制氮機產氣能力大，生產成本低。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案包括具有內置分子篩的工作塔，其特殊之處是所述工作塔為A塔、B塔和C塔，A塔底部經接管并聯有閥一、閥四和閥七，B塔底部經接管并聯有閥二、閥五和閥八，C塔底部經接管并聯有閥三、閥六和閥九，閥一、閥二、閥三另一端與管子一通連，閥四、閥五、閥六另一端與管子二通連，閥七、閥八、閥九另一端與管子三通連；A塔、B塔、C塔中部分別經接管外連有閥十、閥十一、閥十二，閥十、閥十一、閥十二另一端與管子四通連；A塔頂部經接管并聯有閥十三和閥十六，B塔頂部經接管并聯有閥十四和閥十七，C塔頂部經接管并聯有閥十五和閥十八，閥十三、閥十四、閥十五另一端與管子五通連，閥十六、閥十七、閥十八另一端與設有出氣口的管子六通連；A塔、B塔、C塔頂部分別通連有單向閥一、單向閥二和單向閥三，單向閥一、單向閥二、單向閥三另一端與設有再生氣接口的管子七通連；所述管子二具有空氣進氣口，所述管子三與管子四相互旁通。

所述管子七的再生氣接口宜與所述管子六旁通，且管子七上連有閥。

本發明宜設有消音器與所述管子一通連。

本發明所述接管是指連接管子。

本發明所述出氣口是指產品氣即氮氣出口。

本發明中的閥一、閥二、……、閥十八宜是電動或氣動截止閥。

本發明采用變壓吸附原理，其工作方式為階梯式三塔交替吸附-解吸；A塔、B塔和C塔三塔中，兩塔工作，一塔再生，在兩塔變壓吸附的基礎上，根據分子的最佳吸附性能，吸附時間不變，縮短再生時間來實現高效生產。

本發明工作時，設定所述三塔的吸附時間均分別為合適的60秒，其基本流程是：

先A塔工作，過30秒后，B塔工作，再過30秒時，A塔切換到C塔，此時A塔工作60秒，B塔工作30秒；再過30秒時，B塔切換到A塔，此時B塔工作60，C塔工作30秒，A塔再生30秒，如此循環工作，實現一塔解吸再生的同時其它兩塔產氣工作。

本發明由于設有A塔、B塔和C塔，三塔交替切換時能實現一塔再生的同時其它兩塔工作，故能最大限度地縮短再生時間，提高生產效率，同時產生諸多有益之處，與已有技術相比，本實有新型的優點為：

1、增大PSA變壓吸附制氮設備的產氣能力，比如，以前氮氣純度為99.9％的產氮設備，最大產量為1000Nm³/h，而采用3塔結構，則可以做到2000Nm³/h。

2、至少可以節約1/4的成本，如果氮純度99.9％，產量1000Nm³/h的設備，采用三塔比兩塔至少節約1/4分子篩；而產量2000Nm³/h的設備，三塔結構比四塔結構至少節約一個吸附筒體及所含分子篩，還可以節約兩個氣動閥門。

3、選用三塔結構，由于是兩個塔工作，一個塔再生，所以每個塔的容積要比兩塔結構每個塔的容積小一半，這樣可以把吸附塔做的細一些、長一些，有利于分子篩的吸附效率。

4、純度都比較穩定，由于當分子篩的吸附達到接近飽和時，其吸附能力下降，如果選用三塔結構，兩塔階梯式吸附，一塔接近飽和，另一塔還具有非常好的吸附能力，兩塔純度均衡后，整體純度將非常穩定。

5、供氣壓力穩定，雙塔結構在兩塔切換過程中，這兩個塔是在停止供氣中切換，不供氣，將對工藝罐的壓力產生較大的影響；而三塔結構，當兩個塔切換時，還有一個塔在工作產氣，所以可以減弱對工藝罐壓力的影響。

附圖說明

圖1是本發明結構原理圖；

圖2是本發明結構示意圖；

圖3是圖2后視圖；

圖4是圖2左視圖。