專利名稱：三塔結(jié)構(gòu)制氮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變壓吸附制氮機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著PSA(Pressure Swing Absorb〈變壓吸附>)技術(shù)的不斷成熟，對(duì)于PSA制氮的 要求也越來越廣泛。該領(lǐng)域目前多見兩塔結(jié)構(gòu)，而有些要求體積流量比較大的設(shè)備，一般都 做四塔結(jié)構(gòu)，但這種四塔結(jié)構(gòu)的設(shè)備，大多其實(shí)是兩塔結(jié)構(gòu)的兩臺(tái)設(shè)備的組合，它是將兩進(jìn) 氣口合并為一根管道，又將兩出氣口合并為一個(gè)管道來實(shí)現(xiàn)，其原理與工作方式仍然與二 塔結(jié)構(gòu)的相同。還有一個(gè)方面，如果大立方設(shè)備確實(shí)要用兩塔來做，就有一個(gè)很不利之處， 即設(shè)備筒體長徑比比較小，這樣不利于分子篩使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決目前兩塔結(jié)構(gòu)制氮工藝產(chǎn)氣能力較小以及四塔結(jié)構(gòu)制氮工藝實(shí)際 產(chǎn)氣效率較低且分子篩使用效率低的問題，為此提供本發(fā)明的一種三塔結(jié)構(gòu)制氮機(jī)，這種 制氮機(jī)產(chǎn)氣能力大，生產(chǎn)成本低。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括具有內(nèi)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(jīng)接管并聯(lián)有閥一、閥四和閥七，B塔底部 經(jīng)接管并聯(lián)有閥二、閥五和閥八，C塔底部經(jīng)接管并聯(lián)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(jīng)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(jīng)接管并聯(lián)有閥十三和閥十六，B塔頂部經(jīng)接管并聯(lián)有 閥十四和閥十七，C塔頂部經(jīng)接管并聯(lián)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(shè)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(shè) 有再生氣接口的管子七通連；所述管子二具有空氣進(jìn)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(fā)明宜設(shè)有消音器與所述管子一通連。本發(fā)明所述接管是指連接管子。本發(fā)明所述出氣口是指產(chǎn)品氣即氮?dú)獬隹?。本發(fā)明中的閥一、閥二、……、閥十八宜是電動(dòng)或氣動(dòng)截止閥。本發(fā)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(chǔ)上，根據(jù)分子的最佳吸附性能， 吸附時(shí)間不變，縮短再生時(shí)間來實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。本發(fā)明工作時(shí)，設(shè)定所述三塔的吸附時(shí)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(shí)，A塔切換到C塔，此時(shí)A塔工作 60秒，B塔工作30秒；再過30秒時(shí)，B塔切換到A塔，此時(shí)B塔工作60，C塔工作30秒，A塔再生30秒，如此循環(huán)工作，實(shí)現(xiàn)一塔解吸再生的同時(shí)其它兩塔產(chǎn)氣工作。本發(fā)明由于設(shè)有A塔、B塔和C塔，三塔交替切換時(shí)能實(shí)現(xiàn)一塔再生的同時(shí)其它兩 塔工作，故能最大限度地縮短再生時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)產(chǎn)生諸多有益之處，與已有技 術(shù)相比，本實(shí)有新型的優(yōu)點(diǎn)為1、增大PSA變壓吸附制氮設(shè)備的產(chǎn)氣能力，比如，以前氮?dú)饧兌葹?9. 9%的產(chǎn)氮 設(shè)備，最大產(chǎn)量為1000Nm3/h，而采用3塔結(jié)構(gòu)，則可以做到2000Nm3/h。2、至少可以節(jié)約1/4的成本，如果氮純度99. 9%，產(chǎn)量1000Nm3/h的設(shè)備，采用三 塔比兩塔至少節(jié)約1/4分子篩；而產(chǎn)量2000Nm3/h的設(shè)備，三塔結(jié)構(gòu)比四塔結(jié)構(gòu)至少節(jié)約一 個(gè)吸附筒體及所含分子篩，還可以節(jié)約兩個(gè)氣動(dòng)閥門。3、選用三塔結(jié)構(gòu)，由于是兩個(gè)塔工作，一個(gè)塔再生，所以每個(gè)塔的容積要比兩塔結(jié) 構(gòu)每個(gè)塔的容積小一半，這樣可以把吸附塔做的細(xì)一些、長一些，有利于分子篩的吸附效率。4、純度都比較穩(wěn)定，由于當(dāng)分子篩的吸附達(dá)到接近飽和時(shí)，其吸附能力下降，如果 選用三塔結(jié)構(gòu)，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(wěn)定。5、供氣壓力穩(wěn)定，雙塔結(jié)構(gòu)在兩塔切換過程中，這兩個(gè)塔是在停止供氣中切換，不 供氣，將對(duì)工藝罐的壓力產(chǎn)生較大的影響；而三塔結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩個(gè)塔切換時(shí)，還有一個(gè)塔在工 作產(chǎn)氣，所以可以減弱對(duì)工藝罐壓力的影響。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2后視圖；圖4是圖2左視圖。圖中標(biāo)記為1管子一，2管子二，3管子三，4管子四，5管子五，6管子六，7管子七， 8閥，9消音器，Vl閥一，V2閥二，V3閥三，V4閥四，V5閥五，V6閥六，V7閥七，V8閥八，V9 閥九，VlO閥十，Vll閥^^一，V12閥十二，V13閥十三，V14閥十四，V15閥十五，V16閥十六， V17閥十七，V18閥十八，Zl單向閥一，Z2單向閥二，Z3單向閥三，a進(jìn)氣口，b出氣口，d再 生氣接口。
具體實(shí)施例方式三塔結(jié)構(gòu)制氮機(jī)，具有內(nèi)置分子篩的工作塔，所述工作塔為A塔、B塔和C塔，A塔 底部經(jīng)接管并聯(lián)有閥一 VI、閥四V4和閥七V7，B塔底部經(jīng)接管并聯(lián)有閥二 V2、閥五V5和 閥八V8，C塔底部經(jīng)接管并聯(lián)有閥三V3、閥六V6和閥九V9，閥一、閥二、閥三另一端與管子 一 1通連，閥四、閥五、閥六另一端與管子二 2通連，閥七、閥八、閥九另一端與管子三3通 連;A塔、B塔、C塔中部分別經(jīng)接管外連有閥十V10、閥十一 VII、閥十二 V12，閥十、閥十一、 閥十二另一端與管子四4通連，設(shè)有消音器9與所述管子一通連；A塔頂部經(jīng)接管并聯(lián)有閥 十三V13和閥十六V16，B塔頂部經(jīng)接管并聯(lián)有閥十四V14和閥十七V17，C塔頂部經(jīng)接管并 聯(lián)有閥十五V15和閥十八V18，閥十三、閥十四、閥十五另一端與管子五5通連，閥十六、閥十七、閥十八另一端與設(shè)有出氣口 b的管子六6通連；A塔、B塔、C塔頂部分別通連有單向 閥一 Z1、單向閥二 Z2和單向閥三Z3，單向閥一、單向閥二、單向閥三另一端與設(shè)有再生氣接 口 d的管子七7通連，管子七的再生氣接口與所述管子六旁通，管子七上連有閥8 ；所述管 子二 2具有空氣進(jìn)氣口 a，所述管子三3與管子四4相互旁通。本發(fā)明的工作流程為參見圖1，打開閥四V4、閥十六V16，A塔工作；過30秒時(shí)打開閥五V5、閥十七V17， B塔工作；再過30秒時(shí)，A塔切換到C塔，切換流程為打開閥十三V13、閥十五V15，同時(shí)關(guān)閥四V4、閥十六V16進(jìn)行頂部均壓；接下來再 打開閥十VlO、閥九V9進(jìn)行中底均壓；均壓完畢后，關(guān)閥九V9、閥十VlO、閥十三V13、閥十五 V15，打開閥六V6、閥十八V18，C塔開始工作，同時(shí)打開閥一 VI，A塔開始再生，再生氣通過 再生閥由單向閥一 Zl進(jìn)入A塔；這就是一個(gè)切換過程。從B塔到A塔，從C塔到B塔的與 這個(gè)切換流程一樣。
權(quán)利要求
三塔結(jié)構(gòu)制氮機(jī)，具有內(nèi)置分子篩的工作塔，其特征是所述工作塔為A塔、B塔和C塔，A塔底部經(jīng)接管并聯(lián)有閥一(V1)、閥四(V4)和閥七(V7)，B塔底部經(jīng)接管并聯(lián)有閥二(V2)、閥五(V5)和閥八(V8)，C塔底部經(jīng)接管并聯(lián)有閥三(V3)、閥六(V6)和閥九(V9)，閥一、閥二、閥三另一端與管子一(1)通連，閥四、閥五、閥六另一端與管子二(2)通連，閥七、閥八、閥九另一端與管子三(3)通連；A塔、B塔、C塔中部分別經(jīng)接管外連有閥十(V10)、閥十一(V11)、閥十二(V12)，閥十、閥十一、閥十二另一端與管子四(4)通連；A塔頂部經(jīng)接管并聯(lián)有閥十三(V13)和閥十六(V16)，B塔頂部經(jīng)接管并聯(lián)有閥十四(V14)和閥十七(V17)，C塔頂部經(jīng)接管并聯(lián)有閥十五(V15)和閥十八(V18)，閥十三、閥十四、閥十五另一端與管子五(5)通連，閥十六、閥十七、閥十八另一端與設(shè)有出氣口(b)的管子六(6)通連；A塔、B塔、C塔頂部分別通連有單向閥一(Z1)、單向閥二(Z2)和單向閥三(Z3)，單向閥一、單向閥二、單向閥三另一端與設(shè)有再生氣接口(d)的管子七(7)通連；所述管子二(2)具有空氣進(jìn)氣口(a)，所述管子三(3)與管子四(4)相互旁通。
2.如權(quán)利要求1所述的三塔結(jié)構(gòu)制氮機(jī)，其特征是所述管子七的再生氣接口與所述管 子六旁通，管子七上連有閥(8)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的三塔結(jié)構(gòu)制氮機(jī)，其特征是設(shè)有消音器(9)與所述管子一 通連。
全文摘要
結(jié)構(gòu)合理、功效高的三塔結(jié)構(gòu)制氮機(jī)，設(shè)有A塔、B塔和C塔，A塔底部并聯(lián)有閥一、閥四和閥七，B塔底部并聯(lián)有閥二、閥五和閥八，C塔底部并聯(lián)有閥三、閥六和閥九；A塔、B塔、C塔中部分別外連有閥十、閥十一、閥十二；A塔頂部并聯(lián)有閥十三和閥十六，B塔頂部并聯(lián)有閥十四和閥十七，C塔頂部并聯(lián)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、單向閥三另一端與管子七通連；管子二具有空氣進(jìn)氣口，管子三與管子四相互旁通。本發(fā)明適合作流量要求較大的制氧設(shè)備。
文檔編號(hào)C01B21/04GK101905874SQ20091009900
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者吳永剛, 趙沖, 趙國大 申請(qǐng)人:杭州盛大高科技機(jī)電有限公司