變壓吸附制氮系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及變壓吸附制氮設備領域，特別是涉及一種變壓吸附制氮系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]氮氣廣泛用于石油、化工、食品、電子、冶金、醫(yī)療、?；愤\輸?shù)刃袠I(yè)。如用于金屬燒結、激光打孔的保護氣體、石油及化工管道和設備的清洗及氣體置換、食品工業(yè)中的氣調保險及充氮包裝、電子行業(yè)生產半導體器件的氮氣保護、醫(yī)療行業(yè)的針劑充氮及其他需要氮氣的部門、?；愤\輸中儲罐上部充氮保護等，現(xiàn)有技術中空壓變壓吸附制氮設備可高效的提供純度大于99%的氮氣，在以上各行各業(yè)中被廣泛采用。
[0003]現(xiàn)有變壓吸附制氮設備中，基于保護變壓吸附塔中的活性炭等因素，需要在壓縮空氣進入到變壓吸附罐之前去除壓縮空氣中的水分，現(xiàn)有廣泛采用的設備為冷干機，在壓縮空氣流經(jīng)冷干機后被降溫，壓縮空氣中的水汽析出經(jīng)過疏水閥被排出，達到對壓縮空氣進行除濕的目的。正因為冷干機對壓縮空氣進行了降溫，在變壓吸附制氮設備的運行過程中，在冷干機后續(xù)的設備或管路的表面上往往有大量冷凝水析出，在夏天尤為明顯。以上析出的冷凝水不僅影響變壓吸附制氮站的環(huán)境，同時也是現(xiàn)有變壓吸附制氮設備經(jīng)濟性不如深冷制氮的一個原因所在。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術中以上析出的冷凝水不僅影響變壓吸附制氮站的環(huán)境，同時也是現(xiàn)有變壓吸附制氮設備經(jīng)濟性不如深冷制氮的一個原因所在的問題，本發(fā)明提供了一種變壓吸附制氮系統(tǒng)。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供的變壓吸附制氮系統(tǒng)通過以下技術要點來解決問題:變壓吸附制氮系統(tǒng)，包括通過氣流管路依次相連的壓縮機、冷干機、緩沖罐和變壓吸附罐組，所述緩沖罐的外壁面上還固定連接有襯套，所述襯套與緩沖罐之間形成密閉的制冷腔，襯套上還固定有與制冷腔相通的進氣管和出氣管，所述進氣管和/或出氣管上還設置有風機。
[0006]具體的，設置的壓縮機為壓縮空氣的來源，所述壓縮機優(yōu)選使用可連續(xù)排氣的螺桿式壓縮機，設置的冷干機用于對壓縮空氣進行制冷，以便于壓縮空氣中的水分能夠呈液態(tài)析出，設置的緩沖罐用于壓縮空氣進入到變壓吸附罐組前的暫存，設置的變壓吸附罐組用于通過活性炭變壓吸附原理將氮氣分離出來。
[0007]本發(fā)明中，設置的襯套用于在其與緩沖罐之間得到密封的制冷腔，同時通過設置在襯套上的進氣管和出氣管，并通過設置在進氣管和/或出氣管上的風機，使得能夠在制冷腔中形成連續(xù)的空氣對流，以上空氣對流在制冷腔的流動過程中，空氣可與緩沖罐壁面進行熱交換，此過程中壓縮空氣為冷流體，空氣為熱流體，這樣經(jīng)過制冷腔的空氣被降溫，可用于夏季操作室的制冷新風；同時以上密閉的制冷腔使得空氣流經(jīng)制冷腔時析出的冷凝水不能任意沿著緩沖罐的外壁面流動，有利于整潔空壓制氮站生產區(qū)域的環(huán)境;對冷干機輸出功率的進一步回收利用有利于降低企業(yè)的綜合生產成本；由于設計要求緩沖罐容積均較大，故緩沖罐相較于冷干機與變壓吸附罐組之間的管路或設備具有較大的傳熱面積，而變壓吸附罐中由于活性炭在壓縮空氣沖刷下相互摩擦產熱，這樣變壓吸附罐的表面溫度要明顯高于緩沖罐的表面溫度，故在相同的傳熱面積的情況下，本發(fā)明還具有對冷干機輸出功率利用效率高的特點。優(yōu)選上述襯套為隔熱材料。
[0008]更進一步的技術方案為:
為使得緩沖罐能夠全部包裹于襯套中，利于對緩沖罐內低溫氣體的高效率用，所述襯套為與緩沖罐外形相同的罐狀結構，所述襯套上還設置有用于緩沖罐的進氣接管和出氣接管穿過的孔。
[0009]為防止由上述孔中形成漏流，所述孔中均設置有用于實現(xiàn)進氣接管與孔或出氣接管與孔靜密封的密封墊。
[0010]為強化制冷腔內空氣與緩沖罐壁面的對流強度，利于所述空氣充分放熱，所述制冷腔中緩沖罐的外壁面與襯套的內壁面的間隔寬度介于4mm-10mm之間。
[0011]為減小油和水對后續(xù)變壓吸附罐組的影響和提升冷干機的制冷效果，所述壓縮機與冷干機之間的管路上還設置有油水分離器。以上油水分離器可在壓縮空氣流經(jīng)冷干機之前將受壓析出的水、油排出。
[0012]為進一步保護活性炭，延長活性炭的使用壽命，所述緩沖罐與冷干機之間的管路上還設置有活性炭除油罐。
[0013]為減少出氣管中流出空氣的含水量，所述襯套的底部還固定連接有排水管，所述排水管的出口端還連接有截斷閥。
[0014]為實現(xiàn)截斷閥的自動排水，所述截斷閥為疏水閥。
[0015]為提升制冷腔中空氣與壓縮空氣熱交換的長度，制冷腔中還設置有折流板。以上設置利于制冷腔中空氣與緩沖罐壁面的充分接觸;進一步的可設置為折流板兩端分別與襯套內壁面和緩沖罐接觸，此時折流板可作為襯套形狀保持的保持架。
[0016]由于出氣管中排出空氣在流經(jīng)制冷腔時被降溫，故此時的空氣中含有更多細小的水珠，為避免上述水珠對風機造成影響，所述風機設置在進氣管中，且所述風機為軸流風機。為軸流風機的設置旨在降低風機的運行噪音和風機的體積。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明在現(xiàn)有設備的基礎上制作簡單，設置的襯套用于在其與緩沖罐之間得到密封的制冷腔，同時通過設置在襯套上的進氣管和出氣管，并通過設置在進氣管和/或出氣管上的風機，使得能夠在制冷腔中形成連續(xù)的空氣對流，以上空氣對流在制冷腔的流動過程中，空氣可與緩沖罐壁面進行熱交換，此過程中壓縮空氣為冷流體，空氣為熱流體，這樣經(jīng)過制冷腔的空氣被降溫，可用于夏季操作室的制冷新風；同時以上密閉的制冷腔使得空氣流經(jīng)制冷腔時析出的冷凝水不能任意沿著緩沖罐的外壁面流動，有利于整潔空壓制氮站生產區(qū)域的環(huán)境;對冷干機輸出功率的進一步回收利用有利于降低企業(yè)的綜合生產成本。
[0018]2、由于設計要求緩沖罐容積均較大，故緩沖罐相較于冷干機與變壓吸附罐組之間的管路或設備具有較大的傳熱面積，而變壓吸附罐中由于活性炭在壓縮空氣沖刷下相互摩擦產熱，這樣變壓吸附罐的表面溫度要明顯高于緩沖罐的表面溫度，故在相同的傳熱面積的情況下，本發(fā)明還具有對冷干機輸出功率利用效率高的特點。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明所述的變壓吸附制氮系統(tǒng)一個具體實施例的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的變壓吸附制氮系統(tǒng)一個具體實施例中，緩沖罐與襯套的結構和連接關系不意圖。
[0020]圖中標記分別為:1、壓縮機，2、油水分離器，3、冷干機，4、緩沖罐，41、襯套，42、制冷腔，43、進氣管，44、出氣管，45、排水管，46、截斷閥，47、風機，5、活性炭除油罐，6、變壓吸附罐組，7、折流板。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明提供了一種變壓吸附制氮系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術中冷干機后續(xù)設備或管道析出的冷凝水不僅影響變壓吸附制氮站的環(huán)境，同時也是現(xiàn)有變壓吸附制氮設備經(jīng)濟性不如深冷制氮的一個原因所在的問題。下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但是本發(fā)明不僅限于以下實施例:
實施例1:
如圖1和圖2所示，變壓吸附制氮系統(tǒng)