CN105080288A - 低露点变压吸附制氮机用吸附塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低露点变压吸附制氮机用吸附塔，包括原料空气入口和氮气出口，还包括氧氮分离区和用于干燥气体的吸附区，氧氮分离区内设有吸附剂，吸附区包括第一吸附区和第二吸附区，第一吸附区位于氧氮分离区的下方，第二吸附区位于氧氮分离区的上方。本发明提供的吸附塔通过在内部划分第一吸附区、氧氮分离区及第二吸附区，实现初级除水、氧氮分离、高精度除水的功能，从而实现直接制取低露点氮气的目，克服了传统制取低露点氮气复杂的工艺，减少了宝贵的氮气及电能的能耗；利用变压吸附制氮机产生的再生气，如排出氧气和少量氮气时可带走水分，实现再生干燥剂，且不增加制氮机的能耗，突破了传统制氮机的不足，有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及技术变压吸附制氮装置领域，尤其涉及一种低露点变压吸附制氮机用吸附塔。
背景技术
目前，在制氮装置中应用最广泛的是PSA制氮机，即变压吸附制氮机，其以空气为原料，以分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离。与传统制氮机相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，已渐渐成为用户的首选。
现行的PSA制氮机大都采用简单复合床工艺，只能一次制取露点为-40℃的氮气，要想制取-60℃及以上的氮气只能在成品氮气管线上增加氮气干燥器，高露点干燥器大都采用变压吸附(PSA)集合变温吸附(TSA)的工艺，不仅工艺复杂，故障点多，投资巨大，而且要消耗宝贵的成品氮气和电能，如氮气消耗量约5％，电能消耗每百立方约12KW。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
本发明的目的在于提供一种低露点变压吸附制氮机用吸附塔。
本发明提供的低露点变压吸附制氮机用吸附塔包括原料空气入口和氮气出口，还包括氧氮分离区和用于干燥气体的吸附区，氧氮分离区内设有吸附剂，吸附区包括第一吸附区和第二吸附区，第一吸附区位于氧氮分离区的下方，第二吸附区位于氧氮分离区的上方。
与现有技术相比，本发明提供的低露点变压吸附制氮机用吸附塔具有如下优点：
1、通过在吸附塔的内部划分第一吸附区、氧氮分离区及第二吸附区，实现初级除水、氧氮分离、高精度除水的功能，从而实现直接制取低露点氮气的目，克服了传统制取低露点氮气复杂的工艺，减少了宝贵的氮气及电能的能耗。
2、可利用低露点变压吸附制氮机产生的再生气，如排出氧气和少量氮气时可带走水分，实现再生干燥剂，且不增加制氮机的能耗，突破了传统制氮机的不足，有广泛的实用性。
附图说明
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
图1为本发明实施例提供的低露点变压吸附制氮机用吸附塔。
附图标记说明：
1-原料空气入口2-氮气出口3-氮氧分离区
4-第一吸附区5-第二吸附区6-第一扰流层
7-第二扰流层
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
如图1所示，本实施例提供的低露点变压吸附制氮机用吸附塔包括原料空气入口1和氮气出口2，还包括氧氮分离区3和用于干燥气体的吸附区，氧氮分离区3内设有吸附剂，吸附区包括第一吸附区4和第二吸附区5，第一吸附区4位于氧氮分离区3的下方，第二吸附区5位于氧氮分离区3的上方。
在本实施例中，原料空气入口1位于整个吸附塔的下端，氮气出口2位于整个吸附塔的下端。吸附塔包括氧氮分离区3和用于干燥气体的吸附区，其中氮氧分离区中包括吸附剂，其用来吸附空气中的氧气；吸附区包括位于氮氧分离区上方的第二吸附区5和位于氮氧分离区3下方的第一吸附区4，第一吸附区4用来空气预吸附，第二吸附区5用来深度干燥产生的氮气。整个吸附塔可实现初级除水、氧氮分离、高精度除水的功能，从而实现直接制取低露点氮气的目，克服了传统制取低露点氮气复杂的工艺，减少了宝贵的氮气及电能的能耗。同时，在排出吸附塔内的氧气和少量氮气时，可带走水分，实现再生干燥剂，且不增加制氮机的能耗，突破了传统制氮机的不足，有广泛的实用性。
优选地，吸附剂为碳分子筛。
在本实施例中，氮氧分离区3内设置的吸附剂为碳分子筛。由于碳分子筛内部包含有大量的微孔，这些微孔允许动力学尺寸小的分子快速扩散到孔内，同时限制大直径分子的进入，由于不同尺寸的气体分子相对扩散速率存在差异，气体混合物的组分可以被有效的分离。由于碳分子筛中的微孔大小只能通过氧气和不能通过氮气，故实现空气中氧气与氮气的分离，达到制氮的目的。
优选地，第一吸附区4和第二吸附区5内设有分子筛干燥剂。
在本实施例中，分别在第一吸附区4和第二吸附区5内设有分子筛干燥剂，分子筛干燥剂对于水分子具有很强的吸附性，在第一吸附区4中设置分子筛干燥剂可实现对进入吸附塔内的空气进行预干燥处理，实现初级除水，第二吸附区5中设置分子筛干燥剂，可实现深度除去氧气分离出来的氮气中的水分，达到获取低露点氮气。在使用时，可根据制氮机的产气量确定干燥分子筛的装填量，来确保深度干燥用分子筛工作在最佳状态。
优选地，第一吸附区4与氧氮分离区3之间设有第一扰流层6，第二吸附区5与氧氮分离区3之间设有第二扰流层7。
在本实施例中，在第一吸附区4与氧氮分离区3之间设有第一扰流层6，第二吸附区5与氧氮分离区3之间设有第二扰流层7，扰流层可实现气体的直线运动，进而氮气分离及干燥程度最大化，有效地提高了氮气的纯度及露点。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种低露点变压吸附制氮机用吸附塔，包括原料空气入口和氮气出口，其特征在于，还包括氧氮分离区和用于干燥气体的吸附区，所述氧氮分离区内设有吸附剂，所述吸附区包括第一吸附区和第二吸附区，所述第一吸附区位于所述氧氮分离区的下方，所述第二吸附区位于所述氧氮分离区的上方。
2.根据权利要求1所述的低露点变压吸附制氮机用吸附塔，其特征在于，所述吸附剂为碳分子筛。
3.根据权利要求1所述的低露点变压吸附制氮机用吸附塔，其特征在于，所述第一吸附区和第二吸附区内设有分子筛干燥剂。
4.根据权利要求1所述的低露点变压吸附制氮机用吸附塔，其特征在于，所述第一吸附区与所述氧氮分离区之间设有第一扰流层，所述第二吸附区与所述氧氮分离区之间设有第二扰流层。
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| CN201510528363.7A CN105080288A (zh) | 2015-08-25 | 2015-08-25 | 低露点变压吸附制氮机用吸附塔 |
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| CN (1) | CN105080288A (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2015
- 2015-08-25 CN CN201510528363.7A patent/CN105080288A/zh active Pending
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