一种低空耗富氮回收制氮装置及制取方法制造方法及图纸

本发明专利技术是一种低空耗富氮回收制氮装置及制取方法，该低空耗富氮回收制氮装置由空气增压系统(1)、负压解析系统(2)、富氮回收系统(3)组成的低空耗富氮回收制氮装置。通过空气增压系统提升分子筛吸附能力；通过负压解析系统可省却纯氮反吹置换吸附罐内残存气体、减少资源浪费；通过负压解析系统也进一步提升分子筛吸附能力；通过富氮回收系统可回收压力解析排出的富氮气体及不合格氮气的排放回收，重新进入装置提纯利用；该装置通过可编程控制器控制各系统按程序工作。本装置通过上述系统实现了富氮回收提纯利用、低空耗制氮效果，达到装置体积小、产氮高、运行成本低、投资低、无噪音等优势。

A low loss of nitrogen rich nitrogen recovery device and preparation method

The invention relates to a low loss of nitrogen rich nitrogen recovery device and manufacturing method, the low loss of nitrogen rich nitrogen recycling device comprises an air pressurization system (1), negative pressure analysis system (2), nitrogen recovery system (3) composed of low consumption of nitrogen rich nitrogen recycling device. Through the air pressurization system to improve the molecular sieve adsorption capacity; through the negative pressure analysis system can save pure nitrogen purge displacement adsorption tank of residual gas, reduce the waste of resources; through the negative pressure analysis system to further enhance the molecular sieve adsorption capacity; recovery of nitrogen rich gas discharge pressure and discharge recovery analytical unqualified nitrogen through the nitrogen rich recovery system but, back into the device by using purification device; programmable controller to control the system according to the procedure of work. The device realizes the recovery and purification of rich nitrogen utilization and low nitrogen depletion effect through the system, achieve the small volume of the device, producing high nitrogen, low operation cost, low investment, no noise and other advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种低空耗富氮回收制氮装置及制取方法
本专利技术涉及一种制氮装置，具体涉及为一种低成本、低空耗产氮及产氮过程中产生的富氮回收提纯利用的装备及其制取方法。
技术介绍
PSA产氮技术通常由空压机提供一定压力的空气通过产氮机分子筛吸附，输出纯氮气体。因生产空气压力不可调、相同制取量低压下产氮机体积大、投资大、耗气高、成本大缺陷；现有工艺也存在需用纯氮置换吸附罐内不合格气体，直接排空，造成纯氮资源消耗；现有工艺也因常压解析、未能最大释放解析能力、导致分子筛吸附能力变弱，生产耗气大；现有工艺也因压力解析过程中前期富氮排空浪费现象和产生噪音污染；现有工艺也存在不合格氮气直接排放资源浪费等缺陷。现有技术中国专利号201020237692.9公开的一种节能型产氮机，它包括反应塔、空气管道、氮气缓冲罐、精密过滤器和氮气流量计组成，该装置工作时：两个反应塔一个工作，一个再生。压缩空气通过空气管道进入正在工作的反应塔，在反应塔内生成氮气；氮气从反应塔出来通过空气管道进入氮气缓冲罐；一部分氮气通过空气管道进入未工作的反应塔，在反应塔内自上而下经过碳分子筛床层，过滤掉不合格的氮气，合格的氮气从该反应塔的下部进入空气管道，再经过空气管道口的消音器排入大气当中；上述节能型产氮机的缺点包括：1.用合格氮气过滤掉不合格氮气、增加合格氮气的消耗、增加运行成本；2.用合格氮气过滤掉不合格氮气、排入大气中、富氮气体未回收利用、造成浪费、增加运行成本；3.消音器放空、产生环境噪音污染；现有技术中国专利号201310592973.4公开的一种具有回收富氧气体功能的制氮机，它包括通过管道连接的第一吸附塔、第二吸附塔以及消音器，所述制氮机还包括用于回收富氧气体的回收装置，该装置将排空的富氧加压回收利用；上述回收富氧气体功能的制氮机的缺点包括：1.上述排出的富氧通过加压进入后道压缩空气系统中，对氧含量要求的工况不适应；2.制氮机刚开始带有一定压力解析时，排出为富氮气体；当压力下降至常压时分子筛排出吸附的氧气；上述回收富氧气体功能的制氮机并未对解析前期富氮气体回收提纯利用、增加运行成本；3.产氮机解析通过消音器放空、产生环境噪音污染；当然，现有技术中还存在，1.制氮机排出的氮气经纯度分析仪检测后，不合格的氮气直接排入大气中，未回收提纯利用、造成资源的浪费；2.从生产系统压缩空气中取出一部分压缩空气制氮，其压力受生产系统决定、无法调节，造成制氮设备体积大、投资大、产氮低等缺陷；
技术实现思路
技术问题：本专利技术目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种由空气增压系统、负压解析系统、富氮回收系统组成的低空耗富氮回收制氮装置及制取方法。该装置可相同产氮下设备体积减小、投资降低；可取消消音器消除环境噪音污染；对产氮排出不合格氮气进行回收、提纯利用；克服可原富氮资源浪费、空气压力不可调、常压解析、环境噪音污染等缺陷。技术方案：本专利技术的一种低空耗富氮回收制氮装置包括空气增压系统、负压解析系统、富氮回收系统、产氮系统、检测系统组成；其中，产氮A罐与产氮B罐的上部通过串联的第一出氮阀、第二出氮阀连接，中部通过平衡阀连接，下部分别通过串联的第一进气阀、第二进气阀和串联的第一排放阀、第二排放阀连接，串联的第一进气阀、第二进气阀与串联的第一排放阀、第二排放阀相并联；空气增压系统、富氮回收系统的进气口分别通过进气管接第一进气阀、第二进气阀的中间，负压解析系统、富氮回收系统的出气口分别通过放空管接第一排放阀、第二排放阀的中间；氮气缓冲罐的上部通过氮气管接第一出氮阀、第二出氮阀的中间，氮气缓冲罐的下部通过顺序通过纯度分析仪、排气阀、排气管接富氮回收系统的富氮储罐上。所述的空气增压系统包括空压机、空气管、压缩空气罐、出气管、出气阀、增压泵、泵切断阀、压力传感器、增压传感器；空压机通过空气管连接到压缩空气罐提供压缩空气；压缩空气罐的一个出气口通过出气管通过出气阀连接到进气管；压缩空气罐的另一个出气口通过顺序通过增压泵和切断阀连接到进气管；压力传感器固定在压缩空气罐上；增压传感器固定在空气管路上。所述的负压解析系统包括串联连接的解析切断阀、真空泵、放空管。所述的富氮回收系统包括顺序串联连接的富氮进气阀、富氮储罐、加压阀、加压泵，富氮进气阀的进口接放空管，压力传感器安装在放空管上；加压泵的出口接进气管，富氮罐压力开关位于富氮储罐上。本专利技术的低空耗富氮回收制氮装置的制取方法包括步骤如下：1).空气增压系统中空压机通过空气管向压缩空气罐提供压缩空气；控制柜打开出气阀、压缩空气从出气管经出气阀向进气管供气，打开第一进气阀，进气管向产氮系统吸附产氮A罐提供压缩空气；当产氮A罐压力与压缩空气罐平衡时，关闭出气阀、打开泵切断阀、启动增压泵向吸附产氮A罐供气加压；当吸附产氮A罐压力达到设定压力时，进气管上增压传感器反馈关闭切断阀并停止增压泵、关闭第一进气阀，此时产氮A罐进入增压吸附状态；2).产氮A罐吸附上述进入的压缩空气中氧气，达到设定时间后、出氮阀打开、氮气经氮气管进入氮气缓冲罐，经纯度分析仪检测、合格氮气打开输出阀进入生产系统，不合格氮气打开排气阀通过排气管进入富氮回收系统富氮储罐中；3).产氮A罐完成氮气排出后、关闭第一出氮阀、产氮A罐进入解析状态，平衡阀开启、平衡产氮A罐与产氮B罐压力后关闭平衡阀；4).产氮A罐压力平衡后打开第一排放阀和富氮进气阀；产氮A罐通过压差将富氮气体经放空管排进常压状态下富氮储罐中；随着产氮A罐压力下降达到压力传感器设定值关闭富氮进气阀；5).压力传感器达设定值，开启解析切断阀和真空泵开启，由真空泵抽产氮A罐至设定负压，在压力下降至负压过程中产氮A罐内解析出的氧气通过真空泵经放空管排空；6).产氮A罐解析过程时，产氮B罐进入吸附状态，控制柜打开第二进气阀、加压阀、开启加压泵，将富氮储罐中上述步骤2)、步骤4)收集的富氮通过加压泵经进气管、第二进气阀进入产氮B罐中；当富氮罐压力开关达设定值、切断加压阀、停止加压泵；7).控制柜打开出气阀、压缩空气从出气管向进气管补气，当产氮B罐压力与压缩空气罐平衡时，关闭出气阀、打开泵切断阀、启动增压泵向吸附产氮B罐供气加压；当吸附产氮B罐压力达到设定压力时，进气管上增压传感器反馈关闭切断阀并停止增压泵、关闭第一进气阀，此时产氮B罐进入增压吸附状态；8).产氮B罐吸附上述进入的压缩空气中氧气，达到设定时间后、第二出氮阀打开、氮气经氮气管进入氮气缓冲罐，经纯度分析仪检测、合格氮气打开输出阀进入生产系统，不合格氮气打开排气阀通过排气管进入富氮回收系统富氮储罐中；9).产氮B罐完成氮气排出后、关闭第二出氮阀、产氮B罐进入解析状态，平衡阀开启、平衡产氮A罐与产氮B罐压力后关闭平衡阀；10).产氮B罐负压解析过程重复上述步骤4)、步骤5)完成产氮A罐、产氮B罐一个周期循环。有益效果：本专利技术优点在于结构新颖，采用一种由空气增压系统、负压解析系统、富氮回收系统组成的低空耗富氮回收制氮装置及制取方法。该装置采用空气增压系统：利用分子筛随压力增加、吸附能力提升的特性，采用空气进入产氮罐平衡后再次增压提高系统压力，提升产氮，可相同产氮下设备体积减小、投资降低；该装置采用负压解析系统，对解析过程细化、真空泵使分子筛由常压解析转为负压解析、进一步释放分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低空耗富氮回收制氮装置，其特征在于，该装置包括空气增压系统（1）、负压解析系统（2）、富氮回收系统（3）、产氮系统、检测系统组成；其中，产氮A罐（5）与产氮B罐（13）的上部通过串联的第一出氮阀（10）、第二出氮阀（11）连接，中部通过平衡阀（12）连接，下部分别通过串联的第一进气阀（6）、第二进气阀（7）和串联的第一排放阀（8）、第二排放阀（9）连接，串联的第一进气阀（6）、第二进气阀（7）与串联的第一排放阀（8）、第二排放阀（9）相并联；空气增压系统（1）、富氮回收系统（3）的进气口分别通过进气管（4）接第一进气阀（6）、第二进气阀（7）的中间，负压解析系统（2）、富氮回收系统（3）的出气口分别通过放空管（20）接第一排放阀（8）、第二排放阀（9）的中间；氮气缓冲罐（15）的上部通过氮气管（14）接第一出氮阀（10）、第二出氮阀（11）的中间，氮气缓冲罐（15）的下部通过顺序通过纯度分析仪（16）、排气阀（18）、排气管（19）接富氮回收系统（3）的富氮储罐上。

【技术特征摘要】
1.一种低空耗富氮回收制氮装置，其特征在于，该装置包括空气增压系统（1）、负压解析系统（2）、富氮回收系统（3）、产氮系统、检测系统组成；其中，产氮A罐（5）与产氮B罐（13）的上部通过串联的第一出氮阀（10）、第二出氮阀（11）连接，中部通过平衡阀（12）连接，下部分别通过串联的第一进气阀（6）、第二进气阀（7）和串联的第一排放阀（8）、第二排放阀（9）连接，串联的第一进气阀（6）、第二进气阀（7）与串联的第一排放阀（8）、第二排放阀（9）相并联；空气增压系统（1）、富氮回收系统（3）的进气口分别通过进气管（4）接第一进气阀（6）、第二进气阀（7）的中间，负压解析系统（2）、富氮回收系统（3）的出气口分别通过放空管（20）接第一排放阀（8）、第二排放阀（9）的中间；氮气缓冲罐（15）的上部通过氮气管（14）接第一出氮阀（10）、第二出氮阀（11）的中间，氮气缓冲罐（15）的下部通过顺序通过纯度分析仪（16）、排气阀（18）、排气管（19）接富氮回收系统（3）的富氮储罐上。2.根据权利要求1所述的一种低空耗富氮回收制氮装置，其特征在于，所述的空气增压系统（1）包括空压机（1.1）、空气管（1.2）、压缩空气罐（1.3）、出气管（1.4）、出气阀（1.5）、增压泵（1.6）、泵切断阀（1.7）、压力传感器（1.8）、增压传感器（1.9）；空压机（1.1）通过空气管（1.2）连接到压缩空气罐（1.3）提供压缩空气；压缩空气罐（1.3）的一个出气口通过出气管（1.4）通过出气阀（1.5）连接到进气管（4）；压缩空气罐（1.3）的另一个出气口通过顺序通过增压泵（1.6）和切断阀（1.7）连接到进气管（4）；压力传感器（1.8）固定在压缩空气罐（1.3）上；增压传感器（1.9）固定在空气管路（4）上。3.根据权利要求1所述的一种低空耗富氮回收制氮装置，其特征在于，所述的负压解析系统（2）包括串联连接的解析切断阀（2.1）、真空泵（2.2）、放空管（2.3）。4.根据权利要求1所述的一种低空耗富氮回收制氮装置，其特征在于，所述的富氮回收系统（3）包括顺序串联连接的富氮进气阀（3.1）、富氮储罐（3.2）、加压阀（3.3）、加压泵（3.4），富氮进气阀（3.1）的进口接放空管（20），压力传感器（3.5）安装在放空管（20）上；加压泵（3.4）的出口接进气管（4），富氮罐压力开关（3.6）位于富氮储罐（3.2）上。5.一种如权利要求1所述的低空耗富氮回收制氮装置的制取方法，其特征在于：该制取方法包括步骤如下：1）.空气增压系统（1）中空压机（1.1）通过空气管（1.2）向压缩空气罐（1.3）提供压缩空气；控制柜（21）打开出气阀（1.5）、压缩空气从出气管（1.4）经出气阀（1.5）向进气管（4）供气，打开第一进气阀（6），进气管（4）向产氮系统吸附产氮A罐（5）提供压缩空气；当产氮A罐（5）压力与压缩空气罐（1.3）平衡时，关闭出气阀（1.5）、打开泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：张所俊，王云龙，王敏，
申请(专利权)人：浙江华峰氨纶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33