船用氮气制造系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及氮气制造技术领域，特别是涉及一种船用氮气制造系统。
【背景技术】
[0002]国际海事组织(頂0)通过的现行生效的《国际海上人命安全公约》(SOLAS公约)规定，对于载重吨大于20，000吨及以上的载运闪点不超过60°C，且其雷德蒸汽压力低于大气压力的原油和成品油或具有类似失火危险的其他液货货品的液货船，液货舱的保护应通过一个符合《消防安全系统规则》要求的固定惰性气体系统来达到。
[0003]惰性气体发生装置是惰性气体系统的核心部件，按照惰性气体发生原理的不同，可将其分为燃烧式、中空纤维膜空分和变压吸附式空分三种类型。其中中空纤维膜空分和变压吸附式空分又称为制氮发生装置(简称制氮机)。
[0004]燃烧式惰气发生装置由于出现最早且价格低廉，所以在大型油船和早期化学品船上大量安装。但是由于燃料燃烧后产生的惰气即使经过海水淋洗后硫、氮氧化合物(NOX)含量依然很高，装货时随着液体的不断加入货液舱，惰气在港口连续排放，严重污染了港口环境。原来装有惰气的船不能取得GREENPASS，而现在装有惰气的船舶不再允许在排放控制区航行(ECA---emit control area)。
[0005]而制氮机制取的氮气干净无污染物，是可以在排放控制区使用的惰性气体。但是制氮机的占地比惰气设备大，采购成本高。所以对于改装或加装氮气设备的化学品船或采用制氮设备的老设计的船型都对安装制氮机的空间提出苛刻的要求。另外，降低氮气的成本也是有利于船东尽早改用制氮机取得排放区适航证。
[0006]通常，利用变压吸附方式(Pressure Swing Adsorpt1n, PSA方式)的氮气制造装置(氮气PSA装置)作为简便的氮气供给单元而用于多种用途。近些年，作为船舶(海洋平台)用户要求，这种氮气制造装置期望着在现有空间的基础上提供更多的氮气发生量。对于油品、化学品船而言，氮气供应量的增加有助于提高油品、化学品船的港口卸货速度，从而减少船的滞港时间，提高单船利用效率，提高油化船的经济效益。
[0007]因此，现有技术急需开发一种结构精简，投资低的船用氮气制造系统。
【实用新型内容】
[0008]基于此，本实用新型的目的是提供一种结构精简，投资低的船用氮气制造系统。
[0009]具体的技术方案如下:
[0010]—种船用氮气制造系统，由如下设备通过管线依次连接而成:
[0011]压缩机，包括至少一个压缩单元，用于提供压缩空气；
[0012]过滤装置，包括至少一个过滤单元，用于过滤压缩空气；
[0013]制氮机，包括至少两个制氮单元，用于制备氮气；
[0014]和/或氮气缓冲罐，用于储存、缓冲氮气；
[0015]以及流量压力调节装置，用于调节流量和压力。
[0016]在其中一个实施例中，所述制氮单元的工作状态包括制氮状态和均压状态，在船用氮气制造系统工作时，所述制氮机中最多有一个制氮单元处于均压状态，其余制氮单元均处于制氮状态。
[0017]在其中一个实施例中，每lNm3/min氮气产量所需的氮气缓冲罐的体积小于等于20L。
[0018]在其中一个实施例中，所述制氮单元包括两个吸附塔，所述吸附塔中沿气体流动方向依次设有干燥剂填料层和碳分子筛填料层。
[0019]在其中一个实施例中，流量压力调节装置包括流量纯度压力调节装置和/或管路增压装置。
[0020]在其中一个实施例中，各所述制氮单元之间的连接方式为并联连接。
[0021]本实用新型的原理及优点如下:
[0022]与现有的氮气制造系统(如图1所示)相比，本实用新型的船用氮气制造系统中不设有冷干机(或单独的吸附式压缩空气干燥装置)、空气缓冲罐以及氮气缓冲罐(部分大型的制氮设备可以设有氮气缓冲罐，但氮气缓冲罐的体积也较现有技术大大缩小，现有技术通常每lNm3/min氮气产量至少需要0.3-0.6m3氮气缓冲罐，本实用新型的氮气制造系统每lNm3/min氮气产量最大只需要20L氮气缓冲罐)。
[0023]本实用新型在制氮单元的吸附塔中沿气体流动方向增加设置了干燥剂填料层，可以替代现有技术中冷干机(或吸干机)的功能。且本实用新型采用变压吸附方法对气体进行干燥脱水，其原理是利用干燥剂在不同压力下吸附水分的不同，在加压下吸附气体中水分，在减压时将吸附的水分通过干燥的气体带出。
[0024]现有技术中如果单独采用变压吸附干燥装置于压缩机后进行压缩空气脱水处理，需要耗损处理气量14-20%的气量来冲洗带走解吸出来的水分。不但整套制氮设备没法减小安装面积，还要增加压缩机的排气量增加投资和能耗。
[0025]本实用新型巧妙地利用制氮机每次解吸时放出大量富氧废气(制取95%氮气时放出的气体量占输入压缩空气总量的50%，99.9%纯度时更是高达70%以上)，将干燥和制氮合二为一，既可解决压缩空气脱水净化保护制氮用的碳分子筛不受潮，又可以获得露点要求符合要求的干燥氮气。这样做的好处是没有多增加设备投资，充分利用了制氮机的解吸排放废气，节省了燃料和冷却水，并达到节省了氮气发生装置安装空间的目的。
[0026]现有技术中制氮单元包括两个吸附塔，分别为吸附塔A和吸附塔B(由装满碳分子筛的罐子构成)，一个吸附塔A通入压缩空气，通过吸附塔内的碳分子筛吸附压缩空气中的氧气获得氮气，称为“制氮”。同时，另外用部分制取的氮气对另外一个吸附塔B内的碳分子筛进行冲洗，将碳分子筛内吸附的氧气排出，称为“再生”。当“制氮”的吸附塔A内的碳分子筛吸附氧气饱和时，“制氮”和“再生”同时暂停，“再生”和“制氮”完成的A、B吸附塔通过一个称为“均压”的过程将A吸附罐内的氮气转移到B吸附塔内，使得A、B吸附塔的压力近乎相等。“均压”后，B吸附塔通入压缩空气“制氮”，A吸附塔用氮气冲洗且排空“再生”。在A、B吸附塔交替的“制氮”和“再生”过程中，制氮过程得以延续。这个交替过程由于“均压”时，“制氮”处于暂停阶段。既无压缩空气进入吸附塔被消耗，也无氮气从吸附塔供出。A、B吸附塔的切换相当频繁，一般lmin内就要切换一次。
[0027]为了维持氮气供应的连续性，现有技术中的制氮单元后面都会采用一个氮气缓冲罐储存氮气，在制氮单元处于均压状态时维持氮气的连续供应。同样，压缩空气缓冲罐也是为了在制氮单元处于均压状态时保证压缩机不会因为压缩空气消耗骤停而频繁加卸载。压缩机的加卸载频率是有一定限制的。过短时间的加卸载，不但不可以节省能耗还会损坏加卸载阀门和开关造成压缩机故障。
[0028]本实用新型为了解决上述问题，制氮机中设置至少两个制氮单元，通过将多组制氮单元的均压时间错开，避免所有制氮单元在同一时间均压，即可以保证整个系统维持正常的氮气供应和压缩空气消耗。例如如果有N组制氮单元同时工作，那么这N组制氮单元内A、B塔交换按照错开时间T进行。假定“制氮”时间为TN2，“均压”交替所需要时间为TE(j，T=(TN2+TE(j) /N。这个T就是最佳的间隔时间，保证最多只有一组PSA处于均压状态，其余制氮单元都处于制氮状态。
[0029]对于化学品船清管作业，气体运输船装卸载管道或LNG动力船装燃料加注管道的惰化需要的氮气总量不大，氮气使用时间很短，但是要求氮气压力，纯度，瞬间供应流量较高。针对这种作业要求，通常方案是通过提高压缩机工作压力进而提高PSA制氮压力来提高氮气的输出压力。但是这样做法显然会加大压缩机的规格尺寸，即增加了投资和使用成本又增加设备占地。通过在管道上安装气驱动增压阀或栗就可以在不增加压缩机规格和占地的情况下解决这个问题。
[0030]本实用新型采取上述手段，将现有技术的氮气制造系统进行了结构精简，减小了设备的占地（完全可以布置进油化船原有的惰气系统占用的空间）又能保证设备运转和氮气的产量、压力、纯度，同时节约了设备投资和能耗。
【附图说明】
[0031]图1为现有的氮气制造系统的结构示意图；
[0032]图2为本实用新型一实施例的氮气制造系统的结构示意图；
[0033]图3为本实用新型另一实施例的氮气制造系统的结构示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]10、压缩机；101、压缩单元；20、制氮机；201、制氮单元；30、流量压力调节装置；301、流量纯度压力调节装置；302、管路增压装置；40、氮气缓冲罐；50、冷干机；60、空气缓冲罐；70、过滤装置。
【具体实施方式】
[0036]以下通过实施例对本申请做进一步阐述。
[0037]参考图2、3, 一种船用氮气制造系统，由如下设备通过管线依次连接而成：
[0038]压缩机10,包括至少一个压缩单元101，用于提供压缩空气；按照船级社规则通常压缩机中设有2个以上压缩单元。
[0039]过滤装置70,包括至少一个过滤单元，所述过滤单元为多级压缩空气过滤装置，用于过滤压缩空气。
[0040]制氮机20,包括至少两个制氮单元201，用于制备氮气；各所述制氮单元之间的连接方式为并联连接。各所述制氮单元的工作状态包括制氮状态和均压状态，在船用氮气制造系统工作时，所述制氮机中只有一个制氮单元处于均压状态，其余制氮单元均处于制氮状态。
[0041]每个所述制氮单元均包括两个吸附塔，所述吸附塔中沿气体流动方向分别装填干燥剂填料层和碳分子筛填料层(图中未示出)