[實用新型]一種多塔循環變壓吸附制氮的裝置

有效

• 申請號: 202020241578.7
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN211946282U
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 梁國華
• 申請（專利權）人: 杭州譽順科技有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04;B01D53/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于變壓吸附制氮相關技術領域，其公開了一種多塔循環變壓吸附制氮的裝置，主要包括空氣源、n+2個吸附塔、氮氣源、閥門、管路、電氣控制器。本實用新型通過n個吸附塔之間錯時并聯吸附，另外兩個吸附塔之間進行均壓和沖洗，通過所述電氣控制器控制所述閥門開關，通過所述管道連通氣體實現多塔循環切換。本實用新型一方面能對高純度氮氣及壓力進行回收，另一方面可以保持吸附塔內氮氣分布進行保留提高制氮產品純度穩定性，提升產氣率，降低空氣處理量，增長吸附劑使用壽命，降低制氮成本。

技術領域

本實用新型屬于變壓吸附制氮相關技術領域，更具體地，涉及一種多塔循環變壓吸附制氮的裝置。

背景技術

目前，常規變壓吸附制氮設備為雙塔并聯，切換使用，設備以空氣為原料，碳分子篩為吸附劑，利用氧氣和氮氣穿透碳分子篩床層的速度差異進行分離提純氮氣，而由于速度差異較小，大產量制氮變壓吸附設備存在單塔直徑大，造成塔板厚度增加，成本上升，現場布置困難等問題。

為解決以上問題，在工藝流程中有以下幾種解決思路及其存在問題：

一、雙套臺或多臺常規變壓吸附制氮設備并聯使用，存在問題是產氮率不高，切換時產品純度波動大；

二、雙塔加輔助塔或緩沖罐工藝，存在問題是吸附塔或設備有效利用率不高，切換時產品純度波動大；

三、多塔變壓吸附工藝，多種具有節能和高效的工藝流程具有產品純度穩定等特點，但普遍存在吸附塔或設備有效利用率不高的問題，大部分低于兩臺吸附兩臺再生的50％利用率。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種能夠實現吸附塔或設備有效利用率等于或超過50％且高效制氮的變壓吸附制氮的裝置，裝置生產的經濟性高，單元穩定性高，便于操作，制氮產品純度穩定性，提升產氣率，降低空氣處理量，增長吸附劑使用壽命，降低制氮成本。

為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種多塔循環變壓吸附制氮的裝置，包括空氣源、n+2個吸附塔、氮氣源、閥門、管路以及電氣控制單元，n≥2；

所述閥門包括與所述n+2個吸附塔一一對應的n+2個吸附塔進氣閥、n+2個吸附塔出氣閥、n+2個吸附塔泄放閥以及n+2個吸附塔均壓閥；

所述管路包括：空氣總管、氮氣總管、排放總管、均壓總管；

各所述吸附塔的兩端分別通過對應的吸附塔進氣閥和吸附塔出氣閥連接所述空氣總管和氮氣總管；吸附塔進氣閥連接空氣總管，吸附塔出氣閥連接氮氣總管；空氣總管由空氣源供氣，氮氣總管由氮氣源供氣；

同時，各所述吸附塔的兩端還分別通過對應的吸附塔泄放閥和吸附塔均壓閥連接所述排放總管和均壓總管；吸附塔泄放閥連接排放總管，吸附塔均壓閥連接均壓總管；同一吸附塔對應的吸附塔進氣閥和吸附塔泄放閥連接該吸附塔的進氣口，同一吸附塔對應的吸附塔出氣閥和吸附塔均壓閥連接該吸附塔的出氣口；

所述電氣控制器連接各個吸附塔進氣閥、吸附塔出氣閥、吸附塔泄放閥以及吸附塔均壓閥。

進一步地，所述n+2個吸附塔兩端分別通過對應的吸附塔進氣閥和吸附塔出氣閥并聯于所述空氣總管(8)和氮氣總管(9)之間；同時，所述n+2個吸附塔兩端分別通過對應的吸附塔泄放閥和吸附塔均壓閥并聯于所述排放總管(10)和均壓總管(11)之間。

進一步地，所述的n+2個吸附塔各自對應連接的管路中還設置有壓力測點和/或溫度測點。

總體而言，本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有如下有益效果：

1、本實用新型通過合理的多塔聯合動作設計，能夠實現n塔吸附、兩塔均壓的n+2型多塔循環變壓吸附制氮，從而提高產氮率，降低切換時產品純度波動，并且將吸附塔的有效利用率提高到50％以上。