CN113623943A - 一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氮气制造技术领域，公开了一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法，包括空气过滤器、空分塔、气体罐和气体罐，所述空气过滤器对应空气压缩机相连通，空气压缩机将空气压入空气冷却器，所述空气冷却器对应空气干燥净化器相连通，空气干燥净化器去除空气的杂质，空气干燥净化器对空分塔相连通，空分塔对液氮存储罐连通，液氮存储罐对应汽化器连通，气体罐和汽化器均通过流量阀对应氮气罐连通，氮气罐的数量为三组，本发明有利于对空气进行预处理，减少氮气中含有的杂质，提高氮气的纯度，同时大大提高装置的使用寿命，可减少装置的损坏率，且氮气的配比更为快捷。
Description
技术领域
本发明涉及氮气制造技术领域，具体为一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法。
背景技术
氮气化学式为N2，其为无色无味气体；氮气化学性质很不活泼，在高温高压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气；在放电的情况下才能和氧气化合生成一氧化氮；即使Ca、Mg、Sr和Ba等活泼金属也只有在加热的情形下才能与其反应。
目前现有的专利(公告号：CN108731378A)及用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统和该氮气制造方法，能够在冷凝器上部分离出含有大量低沸点杂质的废气，该废气经由废气导入配管、膨胀式涡轮被导入热交换器作为热介质，与原料空气进行热交换后被释放；所述废气被导入膨胀式涡轮，经膨胀式涡轮膨胀而温度降低、被导入热交换器；温度降低了的废气在热交换器内与原料空气发生热交换，被冷却了的原料空气被导入精馏部，所以膨胀式涡轮能够发挥维持氮气分离的冷热平衡的作用，但是其缺乏对空气的过滤和净化，其中的杂质除了导致氮气的纯度受到影响外，冷冻的水分和二氧化碳沉积在空分塔内会堵塞通道、管道和阀门，乙炔积聚在液氧内有爆炸的危险，灰尘会磨损运转机械，且对不同纯度的氮气采用配管进行制备，效果不够力量，难以精确纯度比例，使得不同纯度的氮气存在差距。
因此，我们提供一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法，有利于对空气进行预处理，减少氮气中含有的杂质，提高氮气的纯度，同时大大提高装置的使用寿命，可减少装置的损坏率，且氮气的配比更为快捷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统，包括空气过滤器、空分塔、气体罐和气体罐，所述空气过滤器对应空气压缩机相连通，空气压缩机将空气压入空气冷却器，所述空气冷却器对应空气干燥净化器相连通，空气干燥净化器去除空气的杂质，空气干燥净化器对空分塔相连通，空分塔对液氮存储罐连通，液氮存储罐对应汽化器连通，气体罐和汽化器均通过流量阀对应氮气罐连通，氮气罐的数量为三组。
作为本发明的一种优选实施方式，空分塔内包含有主换热器、精馏塔和冷凝蒸发器，主换热器对应膨胀机连通。
作为本发明的一种优选实施方式，主换热器对应精馏塔连通，所述精馏塔对应冷凝蒸发器相连，所述冷凝蒸发器内冷凝后产生回流液回流至精馏塔，所述冷凝蒸发器内液氮回流至空分塔内。
作为本发明的一种优选实施方式，所述空气干燥净化器内安装有净化装置对杂质进行清除，杂质包括有：水分、二氧化碳和乙炔。
作为本发明的一种优选实施方式，所述空气冷却器由水冷却他和空气冷却塔组成。
作为本发明的一种优选实施方式，一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造方法，利用用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统，所述一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造方法的步骤如下：
S1：通过空气过滤器对空气内的灰尘和杂质进行过滤，提高空气自身的质量；
S2：过滤后的空气进入空气压缩机内，提高空气压力利于合成；
S3：进而压缩空气进入空气冷却器内降低空气的温度，并分析出压缩空气中中的大部分水分；
S4：压缩后的空气内仍含有水分、二氧化碳和乙炔，需要通过空气干燥净化器对其进行净化，且内部安装净化装置可将水分、二氧化碳和乙炔进行清除；
S5：空气进入空分塔干内后，通过主换热器完成温度交换使得氮气和废气冷却至饱和温度并送入精馏塔底部，进而精馏塔顶部氮气流出送入冷凝蒸发器内蒸发，同时冷凝由精馏塔送来的氮气，冷凝后的液氮进入精馏塔的回流液，其他液氮进入液氮存储罐内；
S6：根据S内废气经过主换热器送入膨胀机内膨胀制冷为空分塔提供冷量，剩余通过分子筛排出；
S7：液氮通过汽化器形成氮气，并通过流量阀控制氮气量，当需要调整氮气纯度时，通过打开气体罐并通过流量阀控制气体量，打开单一氮气罐的阀门进行加注。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明通过空气过滤器、空气干燥净化器、气体罐、流量阀和氮气罐的设置，通过空气过滤器和空气干燥净化器过滤空气中水分、二氧化碳和乙炔，减少杂质进入空分塔内后造成不良影响，同时空气干燥净化器可采用吸附法对杂质的清理更为便捷，再采用流量阀控制气体管和氮气的配比加注氮气罐内，多组氮气罐可满足不同纯度的要求，有利于对空气进行预处理，减少氮气中含有的杂质，提高氮气的纯度，同时大大提高装置的使用寿命，可减少装置的损坏率，且氮气的配比更为快捷。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统的整体结构示意图。
图中：1、空气过滤器；2、空气压缩机；3、空气冷却器；4、空气干燥净化器；5、空分塔；6、主换热器；7、液氮存储罐；8、膨胀机；9、精馏塔；10、冷凝蒸发器；11、汽化器；12、气体管；13、氮气罐。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法，包括空气过滤器1、空分塔5、气体罐和气体罐，所述空气过滤器1对应空气压缩机2相连通，空气压缩机2将空气压入空气冷却器3，所述空气冷却器3对应空气干燥净化器4相连通，空气干燥净化器4去除空气的杂质，空气干燥净化器4对空分塔5相连通，空分塔5对液氮存储罐7连通，液氮存储罐7对应汽化器11连通，气体罐和汽化器11均通过流量阀对应氮气罐13连通，氮气罐13的数量为三组。
本实施例中请参阅图，空分塔5内包含有主换热器6、精馏塔9和冷凝蒸发器10，主换热器6对应膨胀机8连通。
本实施例中请参阅图1，主换热器6对应精馏塔9连通，所述精馏塔9对应冷凝蒸发器10相连，所述冷凝蒸发器10内冷凝后产生回流液回流至精馏塔9，所述冷凝蒸发器10内液氮回流至空分塔5内。
本实施例中请参阅图1，所述空气干燥净化器4内安装有净化装置对杂质进行清除，杂质包括有：水分、二氧化碳和乙炔。
本实施例中请参阅图1，所述空气冷却器3由水冷却他和空气冷却塔组成。
本发明还公开了一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造方法，借助用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统，所述一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造方法的步骤如下：
S1：通过空气过滤器1对空气内的灰尘和杂质进行过滤，提高空气自身的质量；
S2：过滤后的空气进入空气压缩机2内，提高空气压力利于合成；
S3：进而压缩空气进入空气冷却器3内降低空气的温度，并分析出压缩空气中中的大部分水分；
S4：压缩后的空气内仍含有水分、二氧化碳和乙炔，需要通过空气干燥净化器4对其进行净化，且内部安装净化装置可将水分、二氧化碳和乙炔进行清除；
S5：空气进入空分塔5干内后，通过主换热器6完成温度交换使得氮气和废气冷却至饱和温度并送入精馏塔9底部，进而精馏塔9顶部氮气流出送入冷凝蒸发器10内蒸发，同时冷凝由精馏塔9送来的氮气，冷凝后的液氮进入精馏塔9的回流液，其他液氮进入液氮存储罐7内；
S6：根据S5内废气经过主换热器6送入膨胀机8内膨胀制冷为空分塔5提供冷量，剩余通过分子筛排出；
S7：液氮通过汽化器11形成氮气，并通过流量阀控制氮气量，当需要调整氮气纯度时，通过打开气体罐并通过流量阀控制气体量，打开单一氮气罐13的阀门进行加注。
具体实施
通过空气过滤器1对空气内的灰尘和杂质进行过滤，提高空气自身的质量；过滤后的空气进入空气压缩机2内，提高空气压力利于合成；进而压缩空气进入空气冷却器3内降低空气的温度，并分析出压缩空气中中的大部分水分(空气冷却器3由水冷却塔和空气冷却塔组成，水冷却塔是由空分塔5内分离的出的废气冷却循环水，空气冷却塔是水冷却塔的循环水冷却空气)；压缩后的空气内仍含有水分、二氧化碳和乙炔，需要通过空气干燥净化器4对其进行净化，且内部安装净化装置可将水分、二氧化碳和乙炔进行清除，其中可采用吸附法，将水分、二氧化碳和乙炔进行吸附净化，且便于进行清理；空气进入空分塔5干内后，通过主换热器6完成温度交换使得氮气和废气冷却至饱和温度并送入精馏塔9底部，进而精馏塔9顶部氮气流出送入冷凝蒸发器10内蒸发，同时冷凝由精馏塔9送来的氮气，冷凝后的液氮进入精馏塔9的回流液，其他液氮进入液氮存储罐7内；根据S5内废气经过主换热器6送入膨胀机8内膨胀制冷为空分塔5提供冷量，剩余通过分子筛排出；液氮通过汽化器11形成氮气，并通过流量阀控制氮气量，当需要调整氮气纯度时，通过打开气体罐并通过流量阀控制气体量，打开单一氮气罐13的阀门进行加注；其中主换热器6和冷凝蒸发器10可采用全铝金属组合式间壁换热器。
在一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法使用的时候，需要说明的是，本发明为一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法，各个部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统，包括空气过滤器(1)、空分塔(5)、气体罐和气体罐，所述空气过滤器(1)对应空气压缩机(2)相连通，空气压缩机(2)将空气压入空气冷却器(3)，其特征在于：所述空气冷却器(3)对应空气干燥净化器(4)相连通，空气干燥净化器(4)去除空气的杂质，空气干燥净化器(4)对空分塔(5)相连通，空分塔(5)对液氮存储罐(7)连通，液氮存储罐(7)对应汽化器(11)连通，气体罐和汽化器(11)均通过流量阀对应氮气罐(13)连通，氮气罐(13)的数量为三组。
2.根据权利要求1所述的一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法，其特征在于：空分塔(5)内包含有主换热器(6)、精馏塔(9)和冷凝蒸发器(10)，主换热器(6)对应膨胀机(8)连通。
3.根据权利要求2所述的一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统，其特征在于：主换热器(6)对应精馏塔(9)连通，所述精馏塔(9)对应冷凝蒸发器(10)相连，所述冷凝蒸发器(10)内冷凝后产生回流液回流至精馏塔(9)，所述冷凝蒸发器(10)内液氮回流至空分塔(5)内。
4.根据权利要求1所述的一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统，其特征在于：所述空气干燥净化器(4)内安装有净化装置对杂质进行清除，杂质包括有：水分、二氧化碳和乙炔。
5.根据权利要求1所述的一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统，其特征在于：所述空气冷却器(3)由水冷却他和空气冷却塔组成。
6.一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造方法，其特征在于，利用权利要求1～5中任一权利要求所述的用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统，所述一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造方法的步骤如下：
S1：通过空气过滤器(1)对空气内的灰尘和杂质进行过滤，提高空气自身的质量；
S2：过滤后的空气进入空气压缩机(2)内，提高空气压力利于合成；
S3：进而压缩空气进入空气冷却器(3)内降低空气的温度，并分析出压缩空气中中的大部分水分；
S4：压缩后的空气内仍含有水分、二氧化碳和乙炔，需要通过空气干燥净化器(4)对其进行净化，且内部安装净化装置可将水分、二氧化碳和乙炔进行清除；
S5：空气进入空分塔(5)干内后，通过主换热器(6)完成温度交换使得氮气和废气冷却至饱和温度并送入精馏塔(9)底部，进而精馏塔(9)顶部氮气流出送入冷凝蒸发器(10)内蒸发，同时冷凝由精馏塔(9)送来的氮气，冷凝后的液氮进入精馏塔(9)的回流液，其他液氮进入液氮存储罐(7)内；
S6：根据S5内废气经过主换热器(6)送入膨胀机(8)内膨胀制冷为空分塔(5)提供冷量，剩余通过分子筛排出；
S7：液氮通过汽化器(11)形成氮气，并通过流量阀控制氮气量，当需要调整氮气纯度时，通过打开气体罐并通过流量阀控制气体量，打开单一氮气罐(13)的阀门进行加注。
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| CN202110964262.XA Pending CN113623943A (zh) | 2021-08-22 | 2021-08-22 | 一种用于制造纯度不同的氮气的氮气制造系统及制造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113623943A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114053801A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-02-18 | 安徽中科昊海气体科技有限公司 | 一种氖气回收系统 |
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-
2021
- 2021-08-22 CN CN202110964262.XA patent/CN113623943A/zh active Pending
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