隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機的製作方法

2023-06-08 04:17:46 1

專利名稱：隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制氮機，特別是一種隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機。
利用碳分子篩來分離空氣中的氧氮技術在國內外得到了廣泛的應用，工藝採用兩塔壓力交變的方式，不管流程怎麼變化，目的都是一樣。現有的變壓吸附(PSA)碳分子篩制氮機存在如下缺點1.乾燥塔和分離塔相互獨立，除產品罐和原料罐外，還需四個塔，而且每個塔都應具有抗壓強度，因此，結構複雜龐大，製造成本高；2.無論是乾燥塔還是分離塔，其進氣口均設在塔的下方，出氣口設在塔的上方，如此流向易對碳分子篩造成損害；3.在進氣和出氣的工藝流程中需安裝較多的流程閥和配管，同時，需要較複雜的多路輸出控制系統，因而，整個裝置的結構更複雜，操縱操制更困難，運行的可靠性難以保證。
本實用新型的目的是提供一種結構緊湊合理、工藝流程簡化、運行可靠、成本低的隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機。
本實用新型的目的是這樣實現的它包括乾燥塔和分離塔，其特徵在於乾燥塔置於分離塔的內部，乾燥塔的外壁和分離塔的內壁之間構成分離室，乾燥室和分離室的兩端進出口通孔處設有定位過濾層，在分離塔的頂端與乾燥塔的頂端之間設有溝通乾燥室和分離室的環形通道，乾燥塔底端的進氣接口與能進行多通道切換的三位多通電控滑板換向閥或三位多通電控截止式換向閥連通，分離室底端的出氣接口與能進行多通道切換的三位多通電控滑板換向閥或三位多通電控截止式換向閥連通。在分離塔的底端與乾燥室和分離室之間分隔有氮氣貯存室，該氮氣貯存室與出氣換向閥連通。在分離室底端的定位過濾層的下方沿周向設有環形出氣通道，該環形出氣通道沿周向均勻設有與位於分離塔軸心的總出氣接口連通的通道。
本實用新型的整體結構得以簡化的一個原因是將乾燥塔設置在分離塔的內部，同時還可將產品罐設置在分離塔的底部，這樣大大減小了制氮機的整體結構，使之結構更簡潔、更合理。另外，將乾燥塔設置在分離塔的內部，因為分離室與乾燥室具有等同的壓力，因此，乾燥塔無需耐壓材料製做，普通材料即可，從而降低了整個裝置的製造成本。
本實用新型的整體結構得以簡化的另一個重要原因是本申請人專門研究設計出一種具有多通道切換的三位多通電控滑板換向閥(專利申請號為97243333.3，用於小流量)和三位多通電控截止式換向閥(專利申請號為97243334.1，用於大流量)，該多通道換向閥只需控制系統輸出a、b兩訊號就能無串洩地完成各通道之間的切換。同時，該多通道換向閥與塔連通只要進出兩根管線的導通，其工藝中的均壓、升壓、進氣、出氣、排氣、衝洗等均由多通道換向閥自動完成通道的切換。因此，本實用新型只需二隻多通道換向閥就能完成整個制氮過程，減少了程控閥和配管，簡化了工藝流程，而且控制系統更簡化。
本實用新型的另一個特點是在乾燥室和分離室的下方設置了十字橋架式的氣噴頭分布器，即原料氣從中心進入乾燥塔，而產品氣從均勻設置在分離室底部的出氣口匯流到位於中心的總出氣口，這樣使得氣流分布更均衡，吸附劑得到更充分的利用。
本實用新型與現有技術相比，其顯著優點是1.結構簡單合理、運行可靠；2.程控閥和配管少，控制系統和工藝流程更簡化；3.氣流分布和流向均衡合理，吸附劑不易損害，利用率高；4.製造成本低。本實用新型既可用於制氮工藝流程，也可適用於變壓吸附的兩塔工藝流程。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳述


圖1是本實用新型外部結構連接示意圖。
圖2是吸附塔的剖面結構示意圖。
實施例本實用新型以生產3m3氮氣的隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機為例，它包括兩個無熱乾燥塔1、兩個氮氧分離塔2、三位四通電控滑板換向閥5和三位三通電控滑板換向閥6構成。無熱乾燥塔1為小圓筒，氮氧分離塔2為大圓筒，乾燥塔1置於分離塔2內並通過兩端的定位裝置定位，乾燥塔1和分離塔2同軸，在乾燥塔1和分離塔2之間構成圓環狀氮氧分離室，在乾燥室和分離室的兩端進出口通孔處設有定位過濾層3。在分離塔2的頂端沿周向設有圓環形凹槽以形成溝通乾燥室和分離室的環形通道4。在乾燥塔1底端的進氣接口與三位四通電控滑板換向閥5連通，在分離室底部定位過濾層3的下方設有與分離室連通的環形通道，該環形通道沿周向均勻設有四個與位於軸心的總出氣接口連通的通道，總出氣接口與三位三通電控滑板換向閥6連通。在分離塔2的底部分隔有氮氣貯存室7，該氮氣貯存室7與三位三通電控滑板換向閥6連通。
權利要求1.一種隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機，它包括乾燥塔[1]和分離塔[2]，其特徵在於乾燥塔[1]置於分離塔[2]的內部，乾燥塔[1]的外壁和分離塔[2]的內壁之間構成分離室，乾燥室和分離室的兩端進出口通孔處設有定位過濾層[3]，在分離塔[2]的頂端與乾燥塔[1]的頂端之間設有溝通乾燥室和分離室的環形通道[4]，乾燥塔[1]底端的進氣接口與能進行多通道切換的三位多通電控滑板換向閥或三位多通電控截止式換向閥[5]連通，分離室底端的出氣接口與能進行多通道切換的三位多通電控滑板換向閥或三位多通電控截止式換向閥[6]連通。
2.根據權利要求1所述的隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機，其特徵在於在分離塔[2]的底端與乾燥室、分離室之間分隔有貯存室[7]，該貯存室[7]與三位多通電控滑板換向閥或三位多通電控截止式換向閥[6]連通。
3.根據權利要求1、2所述的隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機，其特徵在於在分離室底端的定位過濾層[3]的下方沿周向設有環形出氣通道，該環形出氣通道沿周向均勻設有與位於分離塔[2]軸心的總出氣接口連通的出氣通道。
專利摘要本實用新型公開了一種隔套式變壓吸附碳分子篩制氮機，它包括乾燥塔和分離塔，其特點是乾燥塔置於分離塔內部，在分離塔的底部分隔有貯存室，乾燥塔的進氣接口與三位四通電控滑板換向閥連通，分離塔的出氣接口與三位四通電控滑板換向閥連通。本實用新型的優點是結構簡單、氣體流向和分布合理、程控閥和配管少、控制系統和工藝流程簡化、製造成本低，廣泛適用於制氮工藝流程和其它變壓吸附的兩塔工藝流程。
文檔編號B01D53/047GK2354923SQ9822570
公開日1999年12月22日 申請日期1998年1月4日 優先權日1998年1月4日
發明者龍錫川 申請人:江陰市氣化機械廠