Tqn全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)獾闹圃旆椒?br> 【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及從空氣中分離、制取氮?dú)?、氧氣的設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，特指TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)，其包括機(jī)座上至少設(shè)有二個(gè)或以上的吸附容器一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器通過(guò)進(jìn)氣閥、進(jìn)氣閥和一號(hào)管道與總進(jìn)氣閥連接空氣入口，一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器下部還通過(guò)管道上和一號(hào)泄壓閥、二號(hào)泄壓閥與消音器連通，一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器的上端，通過(guò)一號(hào)出氣閥、二號(hào)出氣閥、二號(hào)管道、總出氣閥、粉塵過(guò)濾器、氮?dú)鈨?chǔ)氣罐連通，其設(shè)計(jì)緊湊獨(dú)特、結(jié)構(gòu)科學(xué)、布局合理、操作簡(jiǎn)單、性能安全、可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氮?dú)庥昧孔詣?dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入節(jié)能模式，連續(xù)不斷提取氮?dú)?，運(yùn)行成本低廉，達(dá)到節(jié)約能源的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及從空氣中分離、制取氮?dú)?、氧氣設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，特指TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)。
【背景技術(shù)】:
[0002]由于空氣中所含的氮?dú)獗葹?8%左右，那么，PSA氮?dú)鈾C(jī)的氮?dú)猱a(chǎn)量與壓縮空氣的供應(yīng)量成正比。而吸附材料一碳分子篩在單位時(shí)間內(nèi)的吸附(氧分子)的能力是有限的，所以，分子篩的產(chǎn)氮率和氮?dú)猱a(chǎn)量決定碳分子篩的用量，分子篩按堆積比配置吸附容器，必須以最大產(chǎn)量設(shè)計(jì)。同時(shí)，為了保證碳分子篩能反復(fù)多次循環(huán)使用，通常將吸附容器分為二組，一組(如:A組)在吸附，選擇達(dá)到飽和時(shí)，切換到另一組(如:B組)吸附選擇。根據(jù)碳分子篩的特性，此時(shí)，將A組吸附、選擇時(shí)容器內(nèi)的壓力瞬間泄放至常壓，即釋放先前被吸附的氧分子，另輔助微量的反氣吹量，使之還原到初始狀態(tài)。B組吸附飽和后，通過(guò)PLC控制，切換到A組吸附，如此交替進(jìn)行，可以從壓縮空氣源中，不斷提取氮?dú)饣蜓鯕?。PSA氮?dú)鈾C(jī)的最大能耗是空氣壓縮機(jī)，而消耗最大壓縮空氣的環(huán)節(jié)是當(dāng)A組吸附飽和后(切換到B組時(shí))，泄放的壓縮空氣和B組吸附飽和后，(切換到A組時(shí))泄放的壓縮空氣。按照目前全球各品牌碳分子篩的特性之一，“產(chǎn)氮率”Nm3/H，來(lái)計(jì)算設(shè)計(jì)的“吸附飽和時(shí)間”基本為Imin左右，即每個(gè)交換周期約2min.即每二分鐘，A組、B組容器中的壓縮空氣要泄放一次(至常壓——解吸還原)?？蛻?hù)通常按最大需求量采購(gòu)機(jī)型，這種情況普遍存在，浪費(fèi)非常大。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)市場(chǎng)關(guān)聯(lián)技術(shù)的缺陷和空白，研制發(fā)明了一種TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)，結(jié)構(gòu)科學(xué)， 從流量取樣器中讀取“大、中、小”的階梯信號(hào)，反饋到PLC，自動(dòng)計(jì)算、調(diào)節(jié)吸附、解吸周期和原料空氣供給量，以壓縮空氣為原料，通過(guò)由碳分篩填充而組成的吸附容器，采用壓力狀態(tài)下選擇性吸附的特性，富集提取空氣中所含的氮?dú)獾臋C(jī)器，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:其包括機(jī)座、A組吸附容器、B組吸附容器、程序控制箱、氮?dú)夥治鰞x，機(jī)座上至少設(shè)有二個(gè)或以上的吸附容器，一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器通過(guò)進(jìn)氣閥、進(jìn)氣閥和一號(hào)管道與總進(jìn)氣閥連接空氣入口，一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器下部還通過(guò)管道上和一號(hào)泄壓閥、二號(hào)泄壓閥與消音器連通，一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器的上端，通過(guò)一號(hào)出氣閥、二號(hào)出氣閥、二號(hào)管道、總出氣閥、粉塵過(guò)濾器、氮?dú)鈨?chǔ)氣罐連通。
[0005]所述的A組吸附容器通過(guò)輔助解吸閥與B組吸附器容器導(dǎo)通。
[0006]所述的氮?dú)鈨?chǔ)氣罐上裝有壓力表、安全閥、三號(hào)管道連接，手動(dòng)排空閥、自動(dòng)排污閥、純度控制閥導(dǎo)通至氮?dú)獬隹凇?br> [0007]其特征在于:所述的氮?dú)鈨?chǔ)氣罐上裝有穩(wěn)壓閥、連接流量取樣器、流量取樣器信號(hào)到程序控制箱PLC。[0008]所述的流量取樣器為大、中、小三檔階梯信號(hào)。
[0009]本發(fā)明有益效果為機(jī)座、A組吸附容器、B組吸附容器、程序控制箱、氮?dú)夥治鰞x，機(jī)座上至少設(shè)有二個(gè)或以上的吸附容器，一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器通過(guò)一號(hào)進(jìn)氣閥、二號(hào)進(jìn)氣閥和一號(hào)管道與總進(jìn)氣閥連接空氣入口，一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器下部還通過(guò)管道上和一號(hào)泄壓閥、二號(hào)泄壓閥與消音器連通，一號(hào)吸附容器、二號(hào)吸附容器的上端，通過(guò)一號(hào)出氣閥、二號(hào)出氣閥、二號(hào)管道、總出氣閥、粉塵過(guò)濾器、氮?dú)鈨?chǔ)氣罐連通，流量取樣器能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用氣量讀出大、中、小階梯信號(hào)反饋到程序控制箱。其設(shè)計(jì)緊湊獨(dú)特、結(jié)構(gòu)科學(xué)、布局合理、操作簡(jiǎn)單、性能安全、可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氮?dú)庥昧孔詣?dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入節(jié)能模式，連續(xù)不斷提取氮?dú)?，運(yùn)行成本低廉，達(dá)到節(jié)約能源的目的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0010]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式系統(tǒng)的示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0013]見(jiàn)圖1至圖3所示:本發(fā)明其包括機(jī)座1、一號(hào)吸附容器2、二號(hào)吸附容器3、程序控制箱4、氮?dú)夥治鰞x25，其特征在于:機(jī)座I上至少設(shè)有二個(gè)或以上的吸附容器，一號(hào)吸附容器2、二號(hào)吸附容器3通過(guò)進(jìn)氣閥6、進(jìn)氣閥8和一號(hào)管道100與總進(jìn)氣閥5連接空氣入口，一號(hào)吸附容器2、二號(hào)吸附容器3下部還通過(guò)管道上100和泄壓閥7、9與消音器10連通，一號(hào)吸附容器2、二號(hào)吸附容器3的上端，通過(guò)出氣閥12、出氣閥13、二號(hào)管道200、總出氣閥14、粉塵過(guò)濾器15、氮?dú)鈨?chǔ)氣罐16連通。
[0014]所述的A組一號(hào)吸`附容器2通過(guò)輔助解吸閥23與二號(hào)吸附器容器3導(dǎo)通。
[0015]所述的氮?dú)鈨?chǔ)氣罐16上裝有壓力表11、安全閥17、三號(hào)管道300連接手動(dòng)排空閥21、自動(dòng)排污閥20、純度控制閥22導(dǎo)通至氮?dú)獬隹凇?br> [0016]其特征在于:所述的氮?dú)鈨?chǔ)氣罐16上裝有穩(wěn)壓閥19、連接流量取樣器18、流量取樣器18信號(hào)到程序控制箱PLC4。
[0017]所述的流量取樣器18為大、中、小3檔階梯信號(hào)。
[0018]本發(fā)明方案通過(guò)以下步驟具體實(shí)施:按下程控箱4上的SBl啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，PLC恢復(fù)上次停機(jī)時(shí)程序，(如設(shè)定從O開(kāi)始)填充碳分子篩的A組一號(hào)吸附容器2進(jìn)入吸附狀態(tài)，B組二號(hào)吸附容器3進(jìn)入泄壓(解吸)狀態(tài)，此時(shí)，原料壓縮空氣經(jīng)過(guò)總進(jìn)氣5、A組進(jìn)氣閥6、進(jìn)入A組一號(hào)吸附容器2底部，由容器內(nèi)氣體擴(kuò)散器將氣體均勻分布到整個(gè)“吸附床面”，A組一號(hào)吸附容器2壓力升高，壓縮空氣從下而上穿過(guò)“吸附床”，其中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的氮?dú)獯┻^(guò)吸附床后富集在A組一號(hào)吸附容器2頂部，經(jīng)過(guò)A組出氣閥12、總出氣閥14、再經(jīng)過(guò)粉塵過(guò)濾器15濾出微量粉塵后，進(jìn)入氮?dú)鈨?chǔ)罐16。這個(gè)過(guò)程時(shí)間通常為五十秒左右，(是按照碳分子篩的特性、單位時(shí)間內(nèi)的吸附能力、產(chǎn)氮率、氮?dú)饧兌?、產(chǎn)氮量決定的，稱(chēng)之為A組吸附。A組吸附過(guò)程結(jié)束后，(氮?dú)饧兌纫蟾叩模藭r(shí)可增加A組一號(hào)吸附容器2向B組容器的均壓過(guò)程，3秒左右)在PLC的控制下，壓縮空氣經(jīng)過(guò)總進(jìn)氣5、B組進(jìn)氣閥
8、進(jìn)入B組二號(hào)吸附容器3底部，由容器內(nèi)氣體擴(kuò)散器將氣體均勻分布到整個(gè)“吸附床面”，B組二號(hào)吸附容器3壓力升高，壓縮空氣從下而上穿過(guò)“吸附床”，其中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的氮?dú)獯┻^(guò)吸附床后富集在B組二號(hào)吸附容器3頂部，經(jīng)過(guò)B組出氣閥13、總出氣閥14、再經(jīng)過(guò)粉塵過(guò)濾器15濾出微量粉塵后，進(jìn)入氮?dú)鈨?chǔ)罐16。此過(guò)程時(shí)間也為五十秒左右，稱(chēng)之為B組吸附。同時(shí)，A組一號(hào)吸附容器2瞬間降壓至0，將碳分子篩吸附的氧氣通過(guò)A組泄氣閥(7)、消音器10泄壓(解吸)釋放回大氣當(dāng)中，此過(guò)程稱(chēng)之為解吸。反之，A組一號(hào)吸附容器2吸附時(shí)，B組二號(hào)吸附容器3瞬間降壓至0，將碳分子篩吸附的氧氣通過(guò)B組泄氣閥9、消音器10泄壓(解吸)釋放回大氣當(dāng)中。為較徹底釋放出分子篩中的氧氣，從處在吸附壓力的容器中，取一小部份氮?dú)?，通過(guò)一個(gè)可調(diào)節(jié)的輔助解吸閥23吹掃正在解吸的吸附容器內(nèi)的碳分子篩，將碳分子篩中所含的氧氣吹出干凈。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為反吹，它與解吸是同時(shí)進(jìn)行的。B組吸附過(guò)程結(jié)束后，切換到A組吸附。如此一直循環(huán)進(jìn)行下去。程序控制箱上配有氮?dú)夥治鰞x，可從氮?dú)馊涌?24取出微量氮?dú)?，供氮?dú)夥治鰞x25檢測(cè)氮?dú)獾臍堁鹾炕虻獨(dú)饧兌?。?dāng)純度符合要求時(shí)，純度控制閥22是打開(kāi)的，自動(dòng)排污閥20關(guān)閥。否則，純度控制閥22關(guān)閥，自動(dòng)排污閥20打開(kāi)，將不合格氣體排出到大氣中。另外，程序控制箱上還配有聲光報(bào)警。手動(dòng)排空閥21在每次調(diào)試時(shí)使用。氮?dú)鈨?chǔ)氣罐16起儲(chǔ)蓄和穩(wěn)壓作用，穩(wěn)壓閥19可調(diào)節(jié)輸出氮?dú)鈮毫Γ髁咳悠?8根據(jù)實(shí)際用氣量讀取大、中、小階梯信號(hào)，反饋到PLC，自動(dòng)進(jìn)行(延時(shí))計(jì)算后，輸出適宜的吸附、解吸周期和原料空氣供給量。氮?dú)鈾C(jī)在分離、提取氮?dú)鈺r(shí)，PLC控制指揮電磁閥，再由指揮電磁閥分別控制十個(gè)氣動(dòng)管道角座閥的開(kāi)、閉來(lái)完成。每個(gè)吸附、泄壓(解吸)輸出氮?dú)膺^(guò)程中，除應(yīng)該打開(kāi)的閥門(mén)外，其它閥門(mén)都應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0019]A組處于吸附、B組泄壓(解吸)時(shí)的狀態(tài)
[0020](打開(kāi)、關(guān)閉的時(shí)間有先后)
[0021]
【權(quán)利要求】
1.TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)，包括機(jī)座(1)、一號(hào)吸附容器(2)、二號(hào)吸附容器(3)、程序控制箱(4)氮?dú)夥治鰞x(25)，其特征在于:機(jī)座(1)上至少設(shè)有二個(gè)或以上的吸附容器一號(hào)吸附容器(2)、二號(hào)吸附容器(3)通過(guò)進(jìn)氣閥(6)、進(jìn)氣閥(8)和一號(hào)管道(100)與總進(jìn)氣閥(5)連接空氣入口，一號(hào)吸附容器(2)、二號(hào)吸附容器(3)下部還通過(guò)管道上(100)和一號(hào)泄壓閥(7)、二號(hào)泄壓閥(9)與消音器(10)連通，一號(hào)吸附容器(2)、二號(hào)吸附容器(3)的上端，通過(guò)出氣閥(12)、出氣閥(13)、二號(hào)管道(200)、總出氣閥(14)、粉塵過(guò)濾器(15)、氮?dú)鈨?chǔ)氣罐(16)連通。
2.根據(jù)權(quán)列要求I所述的TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)，其特征在于:所述的A組一號(hào)吸附容器(2)通過(guò)輔助解吸閥(23)與二號(hào)吸附器容器(3)導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)，其特征在于:所述的氮?dú)鈨?chǔ)氣罐(16)上裝有壓力表(11)、安全閥(17)、三號(hào)管道(300)連接，手動(dòng)排空閥(21)、自動(dòng)排污閥(20)、純度控制閥(22)導(dǎo)通至氮?dú)獬隹凇?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)，其特征在于:所述的氮?dú)鈨?chǔ)氣罐(16)上裝有穩(wěn)壓閥(19)、連接流量取樣器(18)、流量取樣器(18)信號(hào)到程序控制箱PLC(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TQN全自動(dòng)量控節(jié)能氮?dú)鈾C(jī)，其特征在于:所述的流量取樣器(18)為大、中、小三檔階梯信號(hào)。
【文檔編號(hào)】C01B21/04GK103601159SQ201310603778
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】王開(kāi)鋒, 靳大威, 王先佳 申請(qǐng)人:廣東太安伊僑氣體設(shè)備有限公司