一种基于变压吸附分离技术的氮气制备装置的制作方法

本发明涉及氮气制备装置领域，尤其涉及一种基于变压吸附分离技术的氮气制备装置。

背景技术：

变压吸附分离技术制氮气是目前使用较为普遍的制氮工艺，变压吸附分离制氮技术能耗相对冷冻制氮能耗较高，但是制氮效率好、设备占地面积较小且投入较低，其制氮的基本原理是利用高压下的碳分子筛将空气中的氧气吸附阻留，而氮气不收影响继续流通，一般的变压吸附分离制氮设备主体为两组吸附罐组成，当其中一组进行高压制氮时，另一组进行常压释放，将吸附的氧气释放出去为交替运行做好准备。

现有的制氮罐因需要在高压下运行，导致其罐体体积受到限制，且罐体对材料强度和加工工艺也着有极高的要求，这限制了变压吸附分离制氮设备的生产规模，并且使得该设备的制造和使用维护成本居高不下，因此为了解决上述问题，我们提出一种基于变压吸附分离技术的氮气制备装置。

技术实现要素：

本发明提出的一种基于变压吸附分离技术的氮气制备装置，解决了现有的变压吸附分离制氮设备存在单组生产规模小、使用维护成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于变压吸附分离技术的氮气制备装置，包括混凝土基座，所述混凝土基座的顶端端面水平，且所述混凝土基座的顶端内设密封罐，所述密封罐呈竖直状，且所述密封罐的顶端沿其轴向开设有圆槽，所述圆槽内匹配安装有碳分子筛，且所述密封罐的顶端开口密封连接有盖板，所述混凝土基座的顶端匹配安装有空压机组，且所述空压机组的输出口密封连接有高压管，所述高压管从混凝土基座右顶面下入，内设于混凝土基座内，与密封罐的底端呈密封连接，且所述高压管延伸至圆槽内，位于所述高压管与碳分子筛的底端之间匹配安装有减速板，且所述减速板与密封罐呈固定连接，所述盖板的顶端匹配安装有闪蒸罐和出气管，且所述出气管贯穿于闪蒸罐的侧壁并与闪蒸罐呈密封连接，所述闪蒸罐的一侧密封连接有干燥机。

优选的，所述碳分子筛的顶端开设有圆孔，且所述圆孔沿竖直向下贯穿于碳分子筛，所述圆孔关于碳分子筛呈对称分布。

优选的，所述圆孔内均滑动套接有连杆，且所述连杆均贯穿于碳分子筛，所述连杆的顶端均铰接有吊环，且所述连杆的底端均螺纹连接有螺母，所述连杆的底端均套接有圆板，且所述圆板位于螺母和碳分子筛之间。

优选的，所述盖板的外周壁延伸至混凝土基座的顶端，且所述盖板与混凝土基座之间匹配安装有膨胀螺栓，所述膨胀螺栓关于盖板呈环形阵列分布。

优选的，所述减速板的顶端和圆周侧壁均开设有气孔，且所述气孔均贯穿于减速板，所述气孔关于减速板呈均匀分布。

优选的，所述出气管位于盖板和闪蒸罐之间匹配串接有调压阀，且所述闪蒸罐的底端匹配安装有排水阀。

本发明的有益效果为：

1、该装置通过利用低成本的混凝土代替金属承压，使得密封罐的壁厚无需做厚，节约了大量的金属材料，也使得密封罐的制造技术和成本大幅降低。

2、该装置通过在高压管的出口设置减速板，避免高压管吹出的气流直接作用在碳分子筛上，以达到保护碳分子筛并使得压缩气流分散均匀的目的。

3、该装置的碳分子筛通过多组连杆贯穿，在该装置进行安装时通过连杆上的吊环进行吊装，并通过连杆底部的圆板降低螺母对碳分子筛的压强，避免碳分子筛造成损坏。

综上所述，该装置有效的解决了现有的变压吸附分离制氮设备存在单组生产规模小、使用维护成本高的问题。

附图说明

图1为本发明的正视图。

图2为本发明的内部结构剖视图。

图3为本发明的减速板的俯视图。

图中标号：1、混凝土基座；2、密封罐；3、圆槽；4、碳分子筛；5、圆孔；6、连杆；7、吊环；8、螺母；9、圆板；10、盖板；11、膨胀螺栓；12、空压机组；13、高压管；14、减速板；15、气孔；16、闪蒸罐；17、出气管；18、调压阀；19、排水阀；20、干燥机。

具体实施方式

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。

参照图1-3，一种基于变压吸附分离技术的氮气制备装置，包括混凝土基座1，所述混凝土基座1的顶端呈水平状，且所述混凝土基座1的顶端套接有密封罐2，所述密封罐2呈竖直状，且所述密封罐2的顶端沿其轴向开设有圆槽3，所述圆槽3内匹配安装有碳分子筛4，且所述密封罐2的顶端开口密封连接有盖板10，所述混凝土基座1的顶端匹配安装有空压机组12，且所述空压机组12的输出口密封连接有高压管13，所述高压管13贯穿于混凝土基座1与密封罐2的底端呈密封连接，且所述高压管13延伸至圆槽3内，位于所述高压管13与碳分子筛4的底端之间匹配安装有减速板14，且所述减速板14与密封罐2呈固定连接，所述盖板10的顶端匹配安装有闪蒸罐16和出气管17，且所述出气管17贯穿于闪蒸罐16的侧壁并与闪蒸罐16呈密封连接，所述闪蒸罐16的一侧密封连接有干燥机20，所述碳分子筛4的顶端开设有圆孔5，且所述圆孔5沿竖直向下贯穿于碳分子筛4，所述圆孔5关于碳分子筛4呈对称分布，所述圆孔5内均滑动套接有连杆6，且所述连杆6均贯穿于碳分子筛4，所述连杆6的顶端均铰接有吊环7，且所述连杆6的底端均螺纹连接有螺母8，所述连杆6的底端均套接有圆板9，且所述圆板9位于螺母8和碳分子筛4之间，所述盖板10的外周壁延伸至混凝土基座1的顶端，且所述盖板10与混凝土基座1之间匹配安装有膨胀螺栓11，所述膨胀螺栓11关于盖板10呈环形阵列分布，所述减速板14的顶端和圆周侧壁均开设有气孔15，且所述气孔15均贯穿于减速板14，所述气孔15关于减速板14呈均匀分布，所述出气管17位于盖板10和闪蒸罐16之间匹配串接有调压阀18，且所述闪蒸罐16的底端匹配安装有排水阀19。

工作原理：该装置是对现有变压吸附分离制氮装置结构布局一种创新从而达到显著优化的目的，该装置的基本工作原理为，通过明挖基坑，将密封罐2放置在基坑内，并在密封罐2与基坑之间填充混凝土形成混凝土基座1，利用低成本的混凝土代替金属承压，使得密封罐2的壁厚无需做厚，节约了大量的金属材料，也使得密封罐2的制造技术和成本大幅降低；

该装置的工作流程为，通过空压机组12将空气过滤压缩，并通过高压管13将压缩气输送到密封罐2内，通过在高压管13的出口设置减速板14，避免高压管13吹出的气流直接作用在碳分子筛4上，以达到保护碳分子筛4并使得压缩气流分散均匀的目的，压缩空气通过碳分子筛4过滤氧气分子后，由出气管17经过调压阀18后进入球形的闪蒸罐16内，通过调压阀18调整排气压力，并通过闪蒸罐16闪蒸作用析出饱和水分，并定期通过排水阀19排出，经过闪蒸罐16除水后的气流进入干燥机20(采用市面上现有的冷冻干燥机)进一步干燥后向用气设备输出氮气；

该装置的碳分子筛4通过多组连杆6贯穿，在该装置进行安装时通过连杆6上的吊环7进行吊装，并通过连杆6底部的圆板9降低螺母8对碳分子筛4的压强，避免碳分子筛4造成损坏。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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