CN110980662A - 一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺 - Google Patents

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施健
夏文炯
张有平
李春江
余建立
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Abstract

本发明涉及一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺，所述的工艺包括如下步骤：步骤一，液氮罐来氮由在线分析装置采集氧含量，然后把数据传送到PLC在线控制系统，由PLC在线控制装置控制阀门的开关，从而控制氢气的流量。步骤二，经步骤一自动配置好的原料气进脱氧罐进行脱氧处理，氧与氢在催化剂的催化作用下反应形成水，然后进入干燥器进行干燥，得到高纯氮气。所述的干燥器有两个,干燥器中的干燥剂为5A分子筛，两个干燥器交替使用，每个干燥器的出口设有水分分析取样点，对干燥器内的吸水物质进行再生处理。所述的高纯氮气的含氧量1PPM。因此，本发明具有自动化程度高、自动控制、脱氧彻底等优点。

Description

一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺。
背景技术
现宝有的配气装置所需要的氮气是由空分装置生产的液体氮，由于氮气和氧气的沸点接近，所以液氮储槽进配气柜的氮气中氧含量偏高，当所需的氮气为高纯氮气时，氧含量应低于1PPM，而现有的液氮中氧含量经过分析已达到5-8PPM，为了实现配气氮气的品质，必须对氮气中的氧含量进行处理。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺，具体的技术方案如下所述：
一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺，所述的工艺包括如下步骤：
步骤一，液氮罐来氮由在线分析装置采集氧含量，然后把数据传送到PLC控制系统，由PLC控制配氢阀门，进而自动控制加入的氢气量。
步骤二，经步骤一自动配置好的原料气进脱氧罐进行脱氧处理，氧与氢在催化剂的催化作用下反应形成水，然后进入干燥器进行干燥，得到高纯氮气。
进一步，在所述的步骤二中，所述的干燥器有两个,干燥器中的干燥剂为5A分子筛，两个干燥器交替使用，每个干燥器的出口设有水分分析取样点，对干燥器内的吸水物质进行再生处理。
进一步，所述的高纯氮气的含氧量1PPM。
所述的脱氧罐内填充有催化剂，所述的催化剂为钯触媒，所述的脱氧罐通过另一个管道与氢气储罐连接，所述的另一个管道上设置有加热器，在钯触媒的催化能力下降时，开启控制阀，加热器将氢气加热到500℃，被加热的氢气将钯触媒活化，增强钯触媒的催化能力。
在线分析采用气相色谱分析仪，色谱分析仪的数据及时发送给PLC控制系统，PLC根据分析数据和原料气流量自动计算出O2含量和所需配H2的量，再将信号发送给配H2自动阀，开启对应的开度(需要加H2是除去N2中O2)；
本催化剂是在常温常压下进行的，故采取的N2压力约在0.6-0.8Mpa；
干燥剂采用分子筛(5A型)，因为5A分子筛能吸附H2O，也能吸附少量的CO,CO2,CH4,进一步的提高N2品质；
本发明的有益效果为：本发明中的流程工艺中设置了在线分析装置和PLC控制装置，在线分析装置与在线控制装置电连接，所述的在线分析装置将分析数据传输给PLC控制装置，PLC控制装置根军检测到的氮气中的氧含量，控制氢气的加入量，从而最大量的脱去氮气中的氧气，也不引入氢气，还能彻底出去生成的水分。在该系统中，还安装了钯触媒活化装置，可以定期对钯触媒进行活化，不需要更换钯触媒。因此，本发明具有自动化程度高、自动控制、脱氧彻底等优点。
附图说明
图1为本发明实施例的一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺的工艺流程图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明的实施例做详细的说明。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
实施例
参见图1，
一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺，所述的工艺包括如下步骤：
步骤一，液氮罐来氮由在线分析装置采集氧含量，然后把数据传送到PLC控制系统，由PLC控制配氢阀门，进而自动控制加入的氢气量。
步骤二，经步骤一自动配置好的原料气进脱氧罐进行脱氧处理，氧与氢在催化剂的催化作用下反应形成水，然后进入干燥器进行干燥，得到高纯氮气。
进一步，在所述的步骤二中，所述的干燥器有两个,干燥器中的干燥剂为5A分子筛，两个干燥器交替使用，每个干燥器的出口设有水分分析取样点，对干燥器内的吸水物质进行再生处理。
进一步，所述的高纯氮气的含氧量1PPM。
所述的脱氧罐内填充有催化剂，所述的催化剂为钯触媒，所述的脱氧罐通过另一个管道与氢气储罐连接，所述的另一个管道上设置有加热器，在钯触媒的催化能力下降时，开启控制阀，加热器将氢气加热到500℃，被加热的氢气将钯触媒活化，增强钯触媒的催化能力。
在线分析采用气相色谱分析仪，色谱分析仪的数据及时发送给PLC控制系统，PLC根据分析数据和原料气流量自动计算出O2含量和所需配H2的量，再将信号发送给配H2自动阀，开启对应的开度(需要加H2是除去N2中O2)；
本催化剂是在常温常压下进行的，故采取的N2压力约在0.6-0.8Mpa；
干燥剂采用分子筛(5A型)，因为5A分子筛能吸附H2O，也能吸附少量的CO,CO2,CH4,进一步的提高N2品质。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (4)

1.一种用于生产高纯氮气的催化脱氧工艺，其特征在于，所述的工艺包括如下步骤：
步骤一，液氮罐来氮由在线分析装置采集氧含量，然后把数据传送到PLC在线控制系统，由PLC在线控制装置控制阀门的开关，从而控制氢气的流量。
步骤二，经步骤一自动配置好的原料气进脱氧罐进行脱氧处理，氧与氢在催化剂的催化作用下反应形成水，然后进入干燥器进行干燥，得到高纯氮气。
2.根据权利要求1所述的催化脱氧工艺，其特征在于，在所述的步骤二中，所述的干燥器有两个,干燥器中的干燥剂为5A分子筛，两个干燥器交替使用，每个干燥器的出口设有水分分析取样点，对干燥器内的吸水物质进行再生处理。
3.根据权利要求1所述的催化脱氧工艺，其特征在于，所述的高纯氮气的含氧量1PPM。
4.根据权利要求1所述的催化脱氧工艺，其特征在于，所述的脱氧罐内填充有催化剂，所述的催化剂为钯触媒，所述的脱氧罐通过另一个管道与氢气储罐连接，所述的另一个管道上设置有加热器，在钯触媒的催化能力下降时，开启控制阀，加热器将氢气加热到500℃，被加热的氢气将钯触媒活化，增强钯触媒的催化能力。
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