一种模块式PSA制氮机气量与纯度调节机构的制作方法

一种模块式psa制氮机气量与纯度调节机构
技术领域
1.本发明涉及psa制氮机技术领域，具体为一种模块式psa制氮机气量与纯度调节机构。


背景技术：

2.psa原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，它是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。
3.目前大多数psa设备存在不能保持psa分子筛活化，可以适用于随时启停设备的供气工况的技术难度。而申请人在2020年4月23日，公开(公告)号cn111362236a，一种可以持续保持psa制氮机分子筛活性的方法及设备，可以很好的解决目前psa只能应用于连续不断的用气环境，对于频繁启停的工况不适用，也解决了能在第一时间保证psa的制氮纯度，达到使用要求，大大节约时间和降低能耗的目的。但是该方案在结构以及psa制氮机氮气供气均匀、避免储罐中的氮气回流等方面还有待于进一步优化。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种模块式psa制氮机气量与纯度调节机构，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种模块式psa制氮机气量与纯度调节机构，包括：
7.空压机，用于提供空气气源；
8.模块式psa制氮机，利用所述空气气源用于产出氮气；
9.氮气储气罐，用于储藏所述产出的氮气；
10.所述模块式psa制氮机包括至少2个塔，该2个塔交替完成吸附与再生从而连续产出氮气；
11.所述空压机与2个塔之间的管路上设置有使该模块式psa制氮机氮气供气均匀的空气储气罐。
12.优选的，所述氮气储气罐与2个塔之间的管路上设置有避免储藏的氮气回流的单向阀。
13.优选的，所述空压机与空气储气罐之间的管路上设置有电磁阀ⅰ，所述空气储气罐与2个塔之间的管路上依次设置有电磁阀ⅰ、电磁阀ⅱ以及电磁阀ⅲ。
14.优选的，所述2个塔之间通过对应的电磁阀ⅳ连接。
15.优选的，该调节机构还包括对所述模块式psa制氮机进行真空保压，保持其分子筛活性的真空泵，所述真空泵分别通过电磁阀
ⅴ
与2个塔连接。
16.优选的，空气管路，用于调节所述氮气储气罐为用气设备提供的氮气的纯度
17.优选的，所述氮气储气罐与用气设备之间通过出气管路连接。
18.优选的，所述空气管路的一端与空气储气罐连接，另一端连接到出气管路上。
19.优选的，所述出气管路上设置有氮气分析仪。
20.优选的，所述空气管路上设置有调节型电磁阀和单向阀。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.本发明，在空压机出气端设置空气储气罐，使制氮机供气均匀。
23.本发明，氮气储罐进气口设置单向阀避免氮气储罐存储的氮气回流。
24.本发明，模块式psa制氮机由若干组ab塔组成，可以调节气量，通过全部或者部分(尤其是单个模块)开启ab塔进行制氮工作可以最大程度的适应用气量的变化，从而起到节能降耗的目的。
25.本发明，开启的模块继续工作，关闭的模块由真空泵进行吸真空保压，保持其分子筛活性。开启模块的多少可根据用气终端所需的用气量进行智能调节，从而达到最大程度的节能降耗。
26.本发明，通过空气管路输出的空气对出气管路的氮气纯度调节，从而可以使该机构能够根据不同的切割工况来选择对应氮气的纯度，以便于灵活调节，满足切割使用。
附图说明
27.图1为本发明整体结构示意图。
28.图中：1空压机、2电磁阀ⅰ、3空气储气罐、4真空泵、5a塔、6b塔、7电磁阀ⅱ、8电磁阀
ⅴ
、9电磁阀ⅲ、10电磁阀ⅳ、11单向阀、12氮气储气罐、13调节型电磁阀、14氮气分析仪、15用气设备、16空气管路、17出气管路。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例：
31.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
32.一种模块式psa制氮机气量与纯度调节机构，包括：
33.空压机1，用于提供空气气源；
34.模块式psa制氮机，利用所述空气气源用于产出氮气；
35.氮气储气罐12，用于储藏所述产出的氮气；
36.所述模块式psa制氮机包括至少2个塔，该2个塔交替完成吸附与再生从而连续产出氮气；
37.所述空压机1与2个塔之间的管路上设置有使该模块式psa制氮机氮气供气均匀的空气储气罐3；
38.空气管路16，用于调节所述氮气储气罐12为用气设备15提供的氮气的纯度。
39.所述氮气储气罐12与2个塔之间的管路上设置有避免储藏的氮气回流的单向阀11。所述空压机1与空气储气罐3之间的管路上设置有电磁阀ⅰ2，所述空气储气罐3与2个塔
之间的管路上依次设置有电磁阀ⅰ2、电磁阀ⅱ7以及电磁阀ⅲ9。所述2个塔之间通过对应的电磁阀ⅳ10连接。该调节机构还包括对所述模块式psa制氮机进行真空保压，保持其分子筛活性的真空泵4，所述真空泵4分别通过电磁阀
ⅴ
8与2个塔连接。其中电磁阀ⅰ2、电磁阀ⅱ7、电磁阀
ⅴ
8、电磁阀ⅲ9、电磁阀ⅳ10可采用电磁球阀。
40.所述氮气储气罐12与用气设备15之间通过出气管路17连接。
41.所述空气管路16的一端与空气储气罐3连接，另一端连接到出气管路17上。
42.所述出气管路17上设置有氮气分析仪14。
43.所述空气管路16上设置有调节型电磁阀13和单向阀11。
44.本发明，流程说明：
45.1、空压机1为模块式psa制氮机提供空气气源；
46.2、空压机1出气端设置空气储气罐3，为了使制氮机供气均匀；
47.3、模块式psa制氮机分为至少一个ab双塔，ab两塔交替完成吸附与再生从而连续产出氮气；
48.4、吸附塔产生的氮气通过电磁(三通球)阀ⅳ10进入氮气储罐；
49.5、氮气储罐12进气口设置单向阀11避免氮气储罐12存储的氮气回流；
50.6、电磁阀ⅳ10设置与ab塔出气口，通过调节再生塔电磁阀ⅳ10的通气通径使吸附塔的氮气一部分流向再生塔完成再生塔再生；
51.7、ab塔再生出气口设置电磁(三通球)阀ⅲ9，此球阀通过调节通路可使再生气排空，也可关闭再生通路利用真空泵4进行将再生塔吸真空进行真空保压，此方法可保持塔内分子筛活性，以便再次启动时能在最快时间达到制氮纯度；
52.8、模块式psa制氮机由若干组ab塔组成，通过全部或者部分开启ab塔进行制氮工作可以最大程度的适应用气量的变化，从而起到节能降耗的目的；
53.9、关闭的ab塔均需要通过真空泵4进行真空保压，保持其分子筛活性；
54.10、一组ab塔为一个制氮模块，模块式psa制氮机的ab塔数量可以任意调节，如一个a塔5和b塔6，两个a塔5和b塔6
…
n个a塔5和b塔6。单组模块的ab塔是互相交替完成制氮工作的。
55.新增纯度调节机构
56.1、氮气储罐12的出气管路17增设氮气分析仪14；
57.2、氮气储罐12的出气管路17增设一条与空气储罐3相连的管路即空气管路16，用于空气输入用气设备16；
58.3、空气管路16增设调节型电磁阀13用于调节空气流量；
59.4、氮气分析仪14用于(机构的控制系统)控制用气设备15氮气纯度从而控制调节型电磁阀13的调节；
60.5、空气管路16增设单向阀11防止氮气回流至空气储罐3。
61.本发明，新增部分是一个空气混合氮气的过程，通过调节型电磁阀13作为可调节性电磁阀(在机构控制系统如plc控制下)调节流量从而对氮气纯度进行调节，氮气纯度通过氮气分析仪来监测。
62.通过空气管路16输出的空气对出气管路17的氮气纯度调节，从而可以使该机构能够根据不同的切割工况来选择对应氮气的纯度，以便于灵活调节，满足切割使用。
63.本发明，一个ab双塔包括一个a塔5和一个b塔6，二者在工作时，状态为一个吸附一个再生，吸附和再生交替进行。以a塔5为吸附塔，b塔6为再生塔为例说明：空压机1产生的空气气源存储到空气储气罐3中，然后空压机1暂停，需要说明的是如果终端所需用气量比较大时，空气储气罐3满足不了的情况下，空压机1是持续工作的。此时a塔5与空气储气罐3之间的电磁阀ⅰ2、电磁阀ⅱ7和电磁阀ⅲ9打开，b塔6的与空气储气罐3之间的电磁阀ⅰ2、电磁阀ⅱ7和电磁阀ⅲ9关闭，a塔5吸附工作完成后，a塔5后端提纯出来的氮气经其连接的电磁阀ⅳ10以及单向阀11送入到氮气储气罐12从存储，通过调节b塔6的电磁阀ⅳ10的通气通径使a塔5的氮气一部分流向b塔6完成再生塔再生。通过电磁阀ⅲ9调节通路可使再生气排空，也可关闭再生通路利用真空泵进行将再生塔吸真空进行真空保压，此方法可保持塔内分子筛活性，以便再次启动时能在最快时间达到制氮纯度。此状态为ab塔内纯氮气保压和真空保压，为了使分子筛a9和分子筛b14一直持续活性，能达到最好的吸附性能等待再次开机工作。
64.本发明，电磁阀ⅳ10作用是通过调节比例进行再生吸附出气调节；电磁阀
ⅴ
8的作用是正常工作时排空，需要保压时转换成真空模式；电磁阀ⅲ9的作用是ab塔进气开关与调节。
65.本发明未详尽描述的技术内容均为现有或公知技术。
66.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。