高纯度氮气制取方法与装置

摘要

本发明涉及一种高纯度氮气制取方法和装置，所述装置包括：两个吸附塔和至少一个产品气缓冲罐；至少一个可选择性地向每个吸附塔提供原料气并能控制进气速率的进料管线；至少一个连接在各吸附塔进料端之间控制物料转移并限制物料转移流率的管线；至少一个连接在各吸附塔进料端之间直接用于卸压废排的管线；防氧迁移平衡罐与各吸附塔产物端连通；产品气缓冲罐与各吸附塔产物端连通；防氧迁移平衡罐与产品气缓冲罐相连通。该装置通过增强的控制目标气体转移和有效防止氧迁移的循环步骤，有效防止吸附塔产物端污染和氧迁移。采用本方法和装置，自启动开始产出99.995％的氮气仅需15分钟，具有很好的应用意义。

主权项

高纯度氮气制取方法，采用至少两个吸附塔的变压吸附工艺，其特征在于：该方法包括如下增强的控制目标气体转移和有效防止氧迁移的循环步骤：控制氧迁移第一步、控制氧迁移第二步和加以控制的预充压、控制清洗步骤，所述循环步骤在该两个吸附塔间异相进行；当第一吸附塔处于吸附饱和时，从第一吸附塔向第二吸附塔进行由高压床向低压床的控制氧迁移第一步：将第一吸附塔的产物端与第二吸附塔的产物端连通，自第一吸附塔产物端向第二吸附塔的产物端进行加以控制流速的气体转移；与此同时，对两吸附塔进行加以控制的低流速排空；在控制氧迁移第一步后进行控制氧迁移第二步和加以控制的预充压：对第一吸附塔进行低流速的卸压，与此同时，将来自防氧迁移平衡罐的气体对第二吸附塔进行预充压；随后对第一吸附塔进行较高流速的卸压，与此同时，将来自产品气缓冲罐的高纯度气体对第二吸附塔进行预充压；在控制氧迁移第二步和加以控制的预充压步骤后进行控制清洗步骤，所述的控制清洗步骤是间隔清洗与抑制迁移相结合的清洗循环步骤：首先保持第二吸附塔高速进料吸附，吸附后产物端的气体进入防氧迁移平衡罐，待防氧迁移平衡罐压力升高后再进入产品气缓冲罐，与此同时，对第一吸附塔进行较高流速的卸压至接近常压；随后，防氧迁移平衡罐的气体重新返回一部分进入第一吸附塔进行逆流的清洗过程，第二吸附塔则继续吸附产气；所述的控制清洗步骤的间隔时间和清洗循环次数为任意间隔时间与任意次数。