对空气进行二次吸附制富氮的装置及其方法 本发明是一种用变压吸附工艺采用二次分离吸附的方法，即在吸附塔的中上部采用控制富氮速度来获取99．5％-99．99％(N2+Ar)的方法。
传统的变压吸附装置，普氮一般指99．5％(N2+Ar)以下，如要获得99．99％以上高纯度的氮气，就电功率其它的辅助设备等成本很高，因此世界各国专家，对此都做了很大的努力，以便寻求一种简便的方法，在低成本的条件下获得较高纯度的氮气。
本发明的目的是提供一种对空气进行二次吸附制富氮的装置及其方法，利用双塔或三塔对空气进行二次吸附的变压吸附法制取富氮，达到收率高，氮气纯度高的目的。
本发明的目的是这样实现的(请参照附图阅读)：
一种对空气进行二次吸附制富氮的装置及其方法，用于从气体混合物或空气中有效地提取99．5％-99．99％无氧含量的氮气或高纯氮气，其特征在于：该方法使用的装置包括至少两个吸附塔A和B，所述塔A、塔B地构造相同，其构造包括筒体101、下封头102、上封头103、支架106见图1图2。
请参照图2，筒体101竖向放置，以法兰104、105连接，分为上筒体120、下筒体110两段；
下筒体110内腔用于I级吸附，其下端靠近封头102处及上端靠近法兰104边处各装有一分流板131、132，下筒体封头102下端有用法兰盘封闭的管道123，该管道侧壁设有压缩空气入口d；
上筒体120内部为内置圆筒，该圆筒下端连接法兰盘兼底板105，其上端穿出上封头103的外伸段以法兰边连接顶盖，该外伸段侧壁设有氮气出口管a，均压气口f，该圆筒内腔填充分子筛用于II级吸附，该圆筒外壁与上筒内壁之间为环形空腔121用于储存氮气，该空腔121靠下设有氮气入口b，该空腔121另侧中部筒壁设有氮气出口e，在上筒体120及上封头103内设有另一分流板133，该分流板同时穿过内置圆筒120的横截面；
所述分流板131、132、133的板面上按一定规则均匀分布排列有若干φ5和φ8通孔。
请参照图1，所述吸附塔A、B间的连接管道、阀门的构造为：
塔A上筒的氮气出口a的管道经电磁阀8、单向阀10与塔B上筒氮气出口a管路上的电磁阀7、单向阀9并联连通；
塔A上筒有管路经截止阀13与塔B上筒相通；
塔A上套的氮气排出口e有管路连通塔B上套氮气排出口e且该管路连通截止阀14；
塔A上筒的均压气口f与上套氮气出口b之间有管路连通，该管路装有单向阀11；
塔B上筒的均压气口f与上套氮气出口b之间有管路连通，该管路装有单向阀12；
塔A和塔B的下筒各有压缩空气入口d；其管路各经电磁阀4．5互通且连接于空气入口1，同时该管路各经电磁阀3．6通往解吸气出口2；
其吸附工艺方法为：压缩空气由1经电磁阀4进入吸附塔A，吸附时间65秒-120秒之间，在吸附时间之内被分离的氮气经单向阀11，通过b入口进入A塔上部的氮气贮存外套，当吸附时间结束后，A塔的气体通过a经单向阀9、电磁阀7而进入吸附塔B，当B塔接收到确认的压力后，A塔通过电控阀3进行解吸，同时B塔开始工作，其工作过程与A塔相同，A、B塔交替工作。
为了提高吸附塔的工作效率，本工艺系统增加了反吹设施，在A、B塔之间设置有截止阀13，且该截止阀13是常开状态。
本发明的目的还可以通过以下措施实现：
其中吸附塔的底部装有Al2O3，吸附塔的上部和下部装有CMS分子筛。
所述整体通气率为吸附空气入口占进总量通气率的百分之三十，即二次吸附通气率为一次吸附透气量的30％，一次吸附空气入口量为100Nm3／h，那么二次吸附其通气量为100Nm3／h×30％=30Nm3／h，也就是说30Nm3／h即是成品氮气，纯度取决于时间65秒-120秒，压力0．68Mpa-0．85Mpa。通过调节吸附时间、压力纯度可达到99．5％-99．99％(N2+Ar)。
所述吸附塔为三级分流，即吸附塔底部在下封头为一级分流，其通气率为45％。二级分流在整体吸附塔的总高的61．8％处，其通气率为40％，第三级分流在二次吸附塔的上部，其通气率为30％。
所述吸附塔的上部为复合结构，在内部充填分子筛，外部储存氮气，使与吸附塔的压力相平衡。
均压时采用非全压均压，将A塔向B塔移动时，人为的控制确认的量(由过渡压力表显示)即产生了A、B塔的压差，B塔的压力为A塔的1／3，当B塔向A塔移动时A塔的压力应为B塔的1／3。
装置中吸附塔的数量可以大于二，例如三塔、四塔……，各相邻两塔之间的管路和阀门的设置与所述A、B两塔之间的管路、阀门相同。
本发明有以下积极有益的效果：
本发明利用双塔或三塔对空气进行二次吸附的变压吸附法，与普通的一次吸附的变压吸附法来制取富氮相比，具有收率高、氮气纯度高，工艺合理，结构更紧凑等优点，氮的纯度可达99．9％-99．99％(N2+Ar)。
现结合附图进行说明：
图1是本发明利用双塔制取富氮的吸附系统实施例的工艺流程示意图。
图2是图1中一个吸附塔的结构示意图。
附图编号：
A、B吸附塔，1空气入口，2解吸气出口
3、4、5、6、7、8电磁阀，
9、10、11、12单向阀，13、14截止阀
101．筒体 102．下封头
103．上封头 104．法兰
105．法兰兼底板 106．支架
110．下筒体 120．上筒体
121．储存氮气的环形空腔 122．上筒体顶部法兰
123．下封头底部管道 131．分流板
132．分流板 133．分流板
a．氮气出口 b．氮气入口
d．压缩空气入口 e．氮气出口
f．均压气口 I．1级吸附
II．2级吸附
本发明的装置及工艺方法卫于前文叙述实现发明目的文字中结合附图进行了详述，此处不再赘述。
本发明的工艺过程：
1．气源部份：
本发明变压吸附装置的气源系统，采用专利ZL92．2．2．36007．3的技术，即空气露点≤-45℃，为了保证小于-45℃采用了控制空气的温度及增加精密过滤2-3级，在保证压力降不小于0．08Mpa的前提下以便使碳分子筛充分达到其性能指标及寿命见图IV。
2．因为CMS分子筛在吸附和解吸时是一个放热和吸热的过程，因此吸附的温度应控制在15℃-20℃的范围之内。
3．吸附压力
变压吸附的常压解吸因省略了真空系统解吸时不够充分，分子筛的微孔所吸附的氮分子及分子筛自由空间的气相组份，保留了常压下(一个大气压)的定量，因此在吸附时相应的较真空解吸应提高吸附压力，一般在0．68Mpa-0．85Mpa为宜。
4．空气速度
对于空气进入吸附塔的速度要求应该说是较严格的，吸附速度的快慢取决于分子筛的特性如德国的BF分子筛，日本的武田分子筛及其国产分子筛吸附特性皆不同，也就是说吸附时间的范围也不同。吸附塔的径高比不同，吸附时间也不同，因此本发明在控制空气速度方面基本上掌握了其规律性，最主要的是掌握吸附塔的穿透时间及饱和度时间，本工艺采取的径高比一般在1∶1．8-1∶3．5，吸附时间65秒-120秒。
5．当洁净的空气或含氮的其它气相组份，经除油、除尘后其露点达到≤-45℃后即进入吸附塔A。一般情况下2秒气体可穿透一级吸附分子筛床身，＞3秒时气体可穿透二级吸附分子筛床身，然后吸附塔A缓慢充压，当吸附压力＞氮气储存压力时，即氮气由吸附塔上部排出，此时的压力为A塔饱和压力的初起点，随压力不断的提高，氮气不断的排出，吸附时间由65秒-120秒范围内来调试，根据流量和纯度的具体要求最后确认时间。
非全压均压后A塔即进行解吸，由于采用二次吸附，对于常压解吸来说困难较大，所以必须增加连续反吹(清洗)辅助设施。反吹量＜吸附压力的15％为宜，如间断反吹其反吹压力＞0．15Mpa。小于0．2Mpa。
以上A、B塔交替连续工作可获得较富氮气的纯度99．5％-99．99％(N2+Ar)。
本发明主要解决了在同一吸附塔内由一次吸附改为二次吸附的新的吸附工艺，因此吸附塔的结构也是本发明的核心技术，同时为变压吸附技术无疑注入了新的活力，为解决低成本制取高纯度氮气获得了成功。