[实用新型]一种小型高纯制氮机

说明书

本实用新型涉及制氮设备技术领域，具体地说，涉及一种小型高纯制氮机。包括柜体和集成在柜体内的气源系统、制氮系统、纯化系统，还包括控制整个制氮机运行的PLC控制系统。本实用新型采用变压吸附与碳还原复合工艺制取高纯度氮气，具有以下优点：1、设备结构紧凑、布局合理，实现了高纯制氮设备的小型化；2、设备性能可靠、自动化程度高，采用先进的数控技术，对生产过程中的主要参数进行自动监控、自动调整和安全保护，大大降低了设备的启动时间，缩短了出氮等待时间；3、制取的氮气纯度高、露点低、洁净度高；4、设备操作容易、维护简便。

技术领域

本实用新型涉及制氮设备技术领域，具体地说，涉及一种小型高纯制氮机。

背景技术

目前空分制氮技术常用的方法有深冷法、变压吸附法、膜分离法三种，这三种方法在技术上都是成熟的，都实现了产业化，且各有所长。

a、深冷法

深冷法制氮是基于液体空气中各组分的挥发性不同，通过精馏将氮与其他组分分离而制取氮。因空气的液化需在低温下进行，所处的温度范围属于深冷区段，故称之为深冷空气分离制氮。此方法适合大型装备使用，其投资规模大，技术能力要求高，维护保养成本也比较高。

b.变压吸附法

变压吸附法分离空气制氮是利用氧和氮在固体吸附剂上吸附容量、吸附速率、吸附力等方面的差异及吸附剂量对氧、氮随压力不同的吸附容量的选择吸附特性，来实现氧氮分离的。变压吸附直接制取高纯氮功耗高，重量重，启动时间长，适合于24h小时不间断运行的非移动式设备。

c.膜分离法

膜分离氮气的原理为：两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数的差异而导致不同气体在膜中相对渗透速率之不同。根据这一特性可将各种气体分为“快气”和“慢气”。当混合气体在膜两侧压力差作用下，渗透速率相对较快的气体如水、氧气等迅速透过中空纤维膜壁而被放掉，而渗透速率较慢的气体如氮气、氩气等被滞留在中空纤维内而被富集，从而得到较高纯度的氮气。膜分离法适合于99.9％纯度以下的制氮设备使用，用其制取高纯氮时压力和温度的控制难度大，气耗高。

现有的高纯制氮设备体积大都比较庞大，使用过程中转移不方便，而且，设备启动时间长，出氮等待时间长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种小型高纯制氮机，解决以上技术问题。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种小型高纯制氮机，包括柜体和集成在柜体内的气源系统、制氮系统、纯化系统，还包括控制整个制氮机运行的PLC控制系统；所述气源系统包括空气压缩机和气源净化装置，其中，所述的空气压缩机连接并受控于PLC控制系统，所述的气源净化装置包括空气冷凝器、微雾分离器和高分子膜式空气干燥器；所述制氮系统包括与气源净化装置管路连接的空气工艺罐、与空气工艺罐管路连接的制氮机主机和与制氮机主机管路连接的普氮工艺罐，所述的制氮机主机包括第一吸附塔和第二吸附塔，两个吸附塔并联设置，交替进行吸附再生；所述纯化系统包括与普氮工艺罐管路连接的脱氧塔、与脱氧塔管路连接的干燥罐、设置在脱氧塔与干燥罐之间管路上的散热器和与干燥罐出气端管路连接的粉尘过滤器。

优选的：所述第一吸附塔和第二吸附塔的结构相同，包括吸附塔保温壳体和设置在吸附塔保温壳体内腔中的吸附塔主体，所述的吸附塔主体包括吸附塔筒体、装配在吸附塔筒体顶端的上封头、装配在吸附塔筒体底端的下封头、装配在吸附塔筒体中间部位的均压分流器和装配在上封头顶端的压紧装置；所述吸附塔筒体的内部采用复合床结构，其下部装填有活化处理分子筛，其上部装填有碳分子筛；所述上封头出气口处设置有筛板；所述下封头进气口处设置有吸附塔分流器，且下封头的内腔中装填有干燥剂。