變壓吸附空分制氮機的氣路控制系統的製作方法

2024-03-08 22:46:15

本實用新型涉及制氮機領域，具體來說涉及變壓吸附空分制氮機的氣路控制系統，適用於氮氣純度要求高的變壓吸附空分制氮機。

背景技術：

現在市場上制氮機使用廣泛，主要在石化，能源，機械，實驗室等行業。現在制氮機包括深冷空分制氮機、膜空分制氮機和變壓吸附空分制氮機。後兩種制氮機便於移動，使用方便。

變壓吸附空分制氮機是以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發展起來的一種新的制氮技術。與傳統制氮法相比，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產氣快(15～30分鐘)、能耗低，產品純度可在較大範圍內根據用戶需要進行調節，操作維護方便、運行成本較低、裝置適應性較強等特點，故在1000Nm3/h以下制氮設備中頗具競爭力，越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎，PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的首選方法。

在採用現有的變壓吸附空分制氮機作為氮氣提供源時，存在以下缺點：

在制氮機不需要在對外輸出氣體(用戶機組待機)時，制氮機本身還在消耗空氣。制氮機的系統越大，消耗的空氣越多，浪費非常嚴重。

技術實現要素：

針對現有技術中的問題，本實用新型的目的在於提供一種變壓吸附空分制氮機的氣路控制系統，以解決用戶機組待機時，制氮機還在全力運行，造成資源浪費的問題。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

變壓吸附空分制氮機的氣路控制系統，其特徵在於，包括待機氣路和帶有變壓吸附過濾裝置的制氮氣路，所述制氮氣路與待機氣路之間通過並聯連接，形成一總並聯氣路；所述總並聯氣路的輸入端與空氣源連接；制氮氣路和待機氣路的輸入端上都設置有獨立的控制閥；

所述總並聯氣路的輸出端與一總輸出管路連接，該總輸出管路與並聯在所述總輸出管路上的用戶機組連通；

所述變壓吸附空分制氮機的氣路控制系統還包括控制模塊，所述總輸出管路上設置有用以檢測用戶機組的用氣量的傳感器，傳感器與控制模塊連接，並將檢測的信息傳輸給控制模塊，控制模塊與所述獨立的控制閥連接，控制其開閉。

在本實用新型的優選實施例中，所述制氮氣路和待機氣路的輸出端上都設置防止反向流動的單向閥。

在本實用新型的優選實施例中，所述待機氣路上還設置有與用戶機組待機時需要氮氣量相匹配的空分過濾制氮膜。

在本實用新型的優選實施例中，所述空氣源為空壓機。

在本實用新型的優選實施例中，所述傳感器為流量傳感器。或者，所述傳感器為壓力傳感器。

在本實用新型的優選實施例中，在制氮氣路上設置有起穩壓作用的氮氣罐。

在本實用新型的優選實施例中，所述控制閥為變壓吸附電磁閥。

本實用新型通過傳感器得到信號，從而知道用戶機組(耗氮設備)是待機狀態還是工作狀態，通過控制模塊控制變壓吸附電磁閥是否工作。當用戶機組待機時，只需打開待機氣路上的變壓吸附電磁閥，關閉制氮氣路的變壓吸附電磁閥，就可以最大限度的降低空氣消耗，空壓機可以低負荷運行。延長空壓機使用壽命。

與現有技術相比，本實用新型可以有效降低空氣消耗，使得空壓機可以低負荷運行，節省資源。

本實用新型的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例進一步闡述本實用新型。

參見圖1，變壓吸附空分制氮機包括空氣源和制氮設備兩大部分。空氣源和制氮設備可以是分體式的，也可以使一體式的。空氣源為空壓機30。

在本實用新型中，氣路控制系統包括一條待機氣路20和帶有變壓吸附過濾裝置16的制氮氣路10，制氮氣路10和待機氣路20的輸入端上都設置有獨立的控制閥；在本實施例中，控制閥採用變壓吸附電磁閥。依次標記為變壓吸附電磁閥11、變壓吸附電磁閥12；制氮氣路10和待機氣路20的輸出端上都設置防止反向流動的單向閥15。在制氮氣路上設置有起穩壓作用的氮氣罐13。

制氮氣路10與待機氣路20之間通過並聯連接，形成一總並聯氣路；總並聯氣路的輸入端與空氣源30連接；總並聯氣路的輸出端與一總輸出管路40連接，該總輸出管路與並聯在所述總輸出管路上的用戶機組50連通；用戶機組50可以是一臺或者多臺。

氣路控制系統還包括控制模塊(圖中未標識)，總輸出管路上設置有用以檢測用戶機組的用氣量的流量傳感器60(也可以選用其他類型的傳感器，如壓力傳感器)，流量傳感器60與控制模塊連接，並將檢測的信息傳輸給控制模塊，獨立的變壓吸附電磁閥均與控制模塊連接，根據傳感器的信息，控制模塊控制對應的變壓吸附電磁閥開閉。

另外，需要指出的是，當用戶機組待機時，在用戶機組不需要氮氣的情況中，待機氣路可以輸出空氣。但是，在用戶機組需要氮氣的情況中，待機氣路上需要設置有與用戶機組待機時需要氮氣量相匹配的空分過濾制氮膜14。

本實用新型通過傳感器得到信號，從而知道用戶機組(耗氮設備)是待機狀態還是工作狀態，通過控制模塊控制變壓吸附電磁閥是否工作。當用戶機組待機時，只需打開待機氣路上的變壓吸附電磁閥，關閉制氮氣路的變壓吸附電磁閥，就可以最大限度的降低空氣消耗，空壓機可以低負荷運行。延長空壓機使用壽命。

本實用新型的工作模式如下：

1、用戶機組全部待機。此時，控制模塊控制制氮氣路上的變壓吸附電磁閥11關閉，待機氣路20上的變壓吸附電磁閥12打開，流經待機氣路的氣體(空氣或者經過過濾後剩下的氮氣)通過總輸出管路40進入用戶機組50。在這種工況下，空壓機只需低負荷運行就可以滿足，避免了用戶機組待機時，制氮機還在全力運行，造成資源浪費的問題。

2、用戶機組工作。根據總輸出管路40上的流量傳感器60檢測氣流信號，並將該信號傳輸給控制模塊，控制模塊將變壓吸附電磁閥11打開，變壓吸附電磁閥12關閉，從而使用戶機組獲得氮氣。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的範圍內。本實用新型要求的保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。