[實用新型]船用氮氣制造系統

有效

• 申請號: 201520793384.7
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN205023856U
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 陳力;楊鶯
• 申請（專利權）人: 杭州歐斯空分設備有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭彤;萬志香

技術領域

本實用新型涉及氮氣制造技術領域，特別是涉及一種船用氮氣制造系統。

背景技術

國際海事組織(IMO)通過的現行生效的《國際海上人命安全公約》(SOLAS公約)規定，對于載重噸大于20,000噸及以上的載運閃點不超過60℃，且其雷德蒸汽壓力低于大氣壓力的原油和成品油或具有類似失火危險的其他液貨貨品的液貨船，液貨艙的保護應通過一個符合《消防安全系統規則》要求的固定惰性氣體系統來達到。

惰性氣體發生裝置是惰性氣體系統的核心部件，按照惰性氣體發生原理的不同，可將其分為燃燒式、中空纖維膜空分和變壓吸附式空分三種類型。其中中空纖維膜空分和變壓吸附式空分又稱為制氮發生裝置(簡稱制氮機)。

燃燒式惰氣發生裝置由于出現最早且價格低廉，所以在大型油船和早期化學品船上大量安裝。但是由于燃料燃燒后產生的惰氣即使經過海水淋洗后硫、氮氧化合物(NOX)含量依然很高，裝貨時隨著液體的不斷加入貨液艙，惰氣在港口連續排放，嚴重污染了港口環境。原來裝有惰氣的船不能取得GREENPASS，而現在裝有惰氣的船舶不再允許在排放控制區航行(ECA---emitcontrolarea)。

而制氮機制取的氮氣干凈無污染物，是可以在排放控制區使用的惰性氣體。但是制氮機的占地比惰氣設備大，采購成本高。所以對于改裝或加裝氮氣設備的化學品船或采用制氮設備的老設計的船型都對安裝制氮機的空間提出苛刻的要求。另外，降低氮氣的成本也是有利于船東盡早改用制氮機取得排放區適航證。

通常，利用變壓吸附方式(PressureSwingAdsorption，PSA方式)的氮氣制造裝置(氮氣PSA裝置)作為簡便的氮氣供給單元而用于多種用途。近些年，作為船舶(海洋平臺)用戶要求，這種氮氣制造裝置期望著在現有空間的基礎上提供更多的氮氣發生量。對于油品、化學品船而言，氮氣供應量的增加有助于提高油品、化學品船的港口卸貨速度，從而減少船的滯港時間，提高單船利用效率，提高油化船的經濟效益。

因此，現有技術急需開發一種結構精簡，投資低的船用氮氣制造系統。

實用新型內容

基于此，本實用新型的目的是提供一種結構精簡，投資低的船用氮氣制造系統。

具體的技術方案如下：

一種船用氮氣制造系統，由如下設備通過管線依次連接而成：

壓縮機，包括至少一個壓縮單元，用于提供壓縮空氣；

過濾裝置，包括至少一個過濾單元，用于過濾壓縮空氣；

制氮機，包括至少兩個制氮單元，用于制備氮氣；

和/或氮氣緩沖罐，用于儲存、緩沖氮氣；

以及流量壓力調節裝置，用于調節流量和壓力。

在其中一個實施例中，所述制氮單元的工作狀態包括制氮狀態和均壓狀態，在船用氮氣制造系統工作時，所述制氮機中最多有一個制氮單元處于均壓狀態，其余制氮單元均處于制氮狀態。

在其中一個實施例中，每1Nm³/min氮氣產量所需的氮氣緩沖罐的體積小于等于20L。

在其中一個實施例中，所述制氮單元包括兩個吸附塔，所述吸附塔中沿氣體流動方向依次設有干燥劑填料層和碳分子篩填料層。

在其中一個實施例中，流量壓力調節裝置包括流量純度壓力調節裝置和/或管路增壓裝置。

在其中一個實施例中，各所述制氮單元之間的連接方式為并聯連接。

本實用新型的原理及優點如下：

與現有的氮氣制造系統(如圖1所示)相比，本實用新型的船用氮氣制造系統中不設有冷干機(或單獨的吸附式壓縮空氣干燥裝置)、空氣緩沖罐以及氮氣緩沖罐(部分大型的制氮設備可以設有氮氣緩沖罐，但氮氣緩沖罐的體積也較現有技術大大縮小，現有技術通常每1Nm³/min氮氣產量至少需要0.3-0.6m³氮氣緩沖罐，本實用新型的氮氣制造系統每1Nm³/min氮氣產量最大只需要20L氮氣緩沖罐)。

本實用新型在制氮單元的吸附塔中沿氣體流動方向增加設置了干燥劑填料層，可以替代現有技術中冷干機(或吸干機)的功能。且本實用新型采用變壓吸附方法對氣體進行干燥脫水，其原理是利用干燥劑在不同壓力下吸附水分的不同，在加壓下吸附氣體中水分，在減壓時將吸附的水分通過干燥的氣體帶出。

現有技術中如果單獨采用變壓吸附干燥裝置于壓縮機后進行壓縮空氣脫水處理，需要耗損處理氣量14-20％的氣量來沖洗帶走解吸出來的水分。不但整套制氮設備沒法減小安裝面積，還要增加壓縮機的排氣量增加投資和能耗。