CN116966749A - 工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法 - Google Patents

工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116966749A
CN116966749A CN202310867963.0A CN202310867963A CN116966749A CN 116966749 A CN116966749 A CN 116966749A CN 202310867963 A CN202310867963 A CN 202310867963A CN 116966749 A CN116966749 A CN 116966749A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorption
tank
gas
reaction
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310867963.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王硕稔
黄毅斌
车魏岗
袁丽娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changxing Kibing Glass Co ltd
Original Assignee
Changxing Kibing Glass Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changxing Kibing Glass Co ltd filed Critical Changxing Kibing Glass Co ltd
Priority to CN202310867963.0A priority Critical patent/CN116966749A/zh
Publication of CN116966749A publication Critical patent/CN116966749A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/04Purification or separation of nitrogen
    • C01B21/0405Purification or separation processes
    • C01B21/0494Combined chemical and physical processing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8671Removing components of defined structure not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8668
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/10Nitrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/10Single element gases other than halogens
    • B01D2257/104Oxygen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/10Single element gases other than halogens
    • B01D2257/108Hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/30Sulfur compounds
    • B01D2257/302Sulfur oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/80Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0001Separation or purification processing
    • C01B2210/0009Physical processing
    • C01B2210/0014Physical processing by adsorption in solids
    • C01B2210/0015Physical processing by adsorption in solids characterised by the adsorbent
    • C01B2210/0017Carbon-based materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043Impurity removed
    • C01B2210/0045Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043Impurity removed
    • C01B2210/0053Hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

本发明公开了一种工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法,工业氮提纯装置包括进气管、出气管、缓冲组件、反应组件和吸附组件,进气管的一端用于与锡槽放气口连通,进气管的另一端与缓冲组件连通,出气管的一端与吸附组件连通,出气管的另一端用于与外界收集设备连通,反应组件包括反应罐,反应罐内填装有氢氧催化剂层,反应罐分别与缓冲组件和吸附组件连通,将进气管与锡槽放气口连通,气体通过进气管进入缓冲组件,然后进入至反应管内,气体中的氧气氢氧催化剂层作用下与氢气发生反应,生成水蒸气,继续流动至吸附组件,吸附组件吸收水蒸气,然后通过出气管输送至锡槽的高温反应区,这样能够将使用过的废气进行提纯然后继续输送至锡槽继续使用。

Description

工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法
技术领域
本发明涉及工业氮提纯装置技术领域,尤其涉及一种工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法。
背景技术
锡槽在浮法玻璃生产中是玻璃成型的关键热工设备,因为玻璃液是在熔融的锡液表面摊薄或堆厚成各种厚度的产品;因此,锡槽工况的好坏对玻璃的质量、产量都起到至关重要的作用;而氮气作为锡槽的惰性保护气,又是还原气,对锡槽的正常运行工况起着决定性的作用;对锡槽内输送氮气时,必须要求连续、稳定,尽量减少氧含量;一旦供气产生波动(或供气中断)都将使得外界的氧分大量渗入锡槽内部,引起锡氧化,生成的氧化锡和氧化亚锡大量挥发,造成锡槽内一片混浊,生产无法进行。
现有技术中,工业氮的制作采用常温收集加压,通过电加热加温550℃,加入碳粉,燃烧气氛中的微量氧气,再冷却至常温,通过纯化处理,达到高纯氮指标,输送至生产线,完成工业氮再生工作。
但是通过碳粉与氮气中的氧气和氢气反应会生成固体废料,后续处理困难,并且采用碳粉,工艺相对复杂,运行精密度难以控制,产品纯度不达标。
鉴于此,有必要提供一种新的工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法,以解决或至少缓解上述技术缺陷。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法,旨在解决现有技术中制作氮气产生的废料难以处理以及生成出的氮气纯度不达标的技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供一种工业氮提纯装置,工业氮提纯装置包括进气管、出气管、缓冲组件、反应组件和吸附组件,所述进气管的一端用于与锡槽放气口连通,所述进气管的另一端与所述缓冲组件连通,所述出气管的一端与所述吸附组件连通,所述出气管的另一端用于与外界收集设备连通,所述反应组件包括反应罐,所述反应罐内填装有氢氧催化剂层,所述反应罐分别与所述缓冲组件和所述吸附组件连通。
在一实施例中,所述吸附组件包括吸附罐,所述吸附罐内布置有吸附层,所述吸附罐分别与所述反应罐和所述出气管连通。
在一实施例中,所述氢氧催化剂层为钯合金催化剂层,所述吸附层为碳分子筛填料层。
在一实施例中,所述反应组件还包括第一连接管,所述反应罐通过所述第一连接管与所述缓冲组件连通,所述第一连接管上设置有第一切换阀。
在一实施例中,所述吸附组件还包括第二连接管,所述第二连接管上设置有第二切换阀,所述第二连接管的数量为多个,所述吸附罐的数量为多个,多个所述第二连接管的一端分别与多个所述吸附罐一一对应连通,多个所述第二连接管的另一端均与所述反应罐连通。
在一实施例中,每一所述吸附罐上均设置有排放管,所述排放管上设置有截止阀,每一所述反应管上均设置有应急排放管。
在一实施例中,所述缓冲组件包括依次连通的低压缓冲罐、压缩机和高压缓冲罐,所述低压缓冲罐与所述进气管连通,所述高压缓冲罐与所述反应罐连通。
在一实施例中,所述缓冲组件还包括滤网,所述滤网设置于所述低压缓冲罐与所述压缩机之间的连通管内,所述滤网用于过滤气体中的固体杂质阻止固体杂质进入所述压缩机。
此外,为了实现上述目的,本申请还提出一种工业氮提纯工艺方法,所述工业氮提纯工艺方法应用于上述所述的工业氮提纯装置,所述工业氮提纯工艺方法包括以下步骤:
控制废气从所述锡槽放气口进入所述进气管;
控制废气从进气管经过所述缓冲组件后进入所述反应罐,以使得废气中的氧气与氢气经过所述氢氧催化剂层催化结合形成水蒸气;
控制废气从所述反应罐流动至吸附罐中;其中,所述吸附罐内的吸附层吸附废气中的杂质,经除杂后的废气经所述出气管流动至所述外界收集设备。
此外,为了实现上述目的,本申请还提出一种工业氮提纯工艺方法,所述工业氮提纯工艺方法包括以下步骤:
控制废气从进气管经过所述缓冲组件后进入所述反应罐,以使得废气中的氧气与氢气经过氢氧催化剂层催化结合形成水蒸气;
控制废气从所述反应罐流动至吸附罐中;其中,所述吸附罐内的碳分子筛填料层吸附废气中的杂质,经除杂后的废气经所述出气管流动至所述外界收集设备。
本发明的上述技术方案中,工业氮提纯装置包括进气管、出气管、缓冲组件、反应组件和吸附组件,进气管的一端用于与锡槽放气口连通,进气管的另一端与缓冲组件连通,出气管的一端与吸附组件连通,出气管的另一端用于与外界收集设备连通,反应组件包括反应罐,反应罐内填装有氢氧催化剂层,反应罐分别与缓冲组件和吸附组件连通,具体地,将进气管与锡槽放气口连通,锡槽在浮法玻璃生产中是玻璃成型的关键热工设备,锡槽设置有锡槽放气口,往锡槽中通入氮气,然后从锡槽放气口排出,锡槽放气口排出的氮气和反应后的废气通过锡槽放气口进入进气管中,废气中含有氧气、氢气、二氧化碳和二氧化硫等杂质,在玻璃生成中,锡槽保持高温,锡槽放气口处的温度也基本保持在200℃,因此输入进气管中的气体也基本保持在200℃;气体通过进气管进入缓冲组件,然后进入至反应罐内,气体中的氧气的含量小于氢气,氢气的含量至少为氧气的两倍,保证能够将氧气完全反应,生成水蒸气,防止后续收集的氮气中纯在氧气影响后续锡槽的正常运行;例如气体含有3.4%的氢气,含氧20PPM(百万分浓度),这样就能够可以保证在氢氧催化剂层及氢气作用下,氧气被完全清除,生成水蒸气,气体完成反应后,继续流动至吸附组件,通过吸附组件吸收水蒸气,然后通过出气管输送至锡槽的高温反应区,这样就能够通过使用过的废气进行提纯然后继续输送至锡槽继续使用;相较于现有技术,通过将气体输送至提纯装置,需要先进行加热,然后与碳粉反应再将生成的氮气收集起来再输送至锡槽,并且采用碳粉高温燃烧,碳粉加入比例难以控制,加少了氧气处理不完全,导致氮气纯度不高,加多了碳粉残留堵塞装置通道,增加处理成本,并且碳粉高温烧结形成固体废料,清理困难,每一次都需要进行清理,无法保证连续运行,生成效率大大降低;而本方案中通过在反应罐填充氢氧催化剂层,将氧气与氢气进行反应生成水蒸气,然后通过吸附组件将水蒸气吸收,不需要每一次停机都进行固体废料的处理,大大提高了作业效率;并且通过这样的设置可以将固体废料转变为水蒸气处理更加方便,并且不需要考虑催化剂的添加量,保证氮气的纯度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还能够以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1本发明第一实施例工业氮提纯工艺方法的流程示意图;
图2本发明第二实施例工业氮提纯工艺方法的流程示意图;
图3为本发明一实施例工业氮提纯装置的管路结构示意图;
图4为本发明一实施例工业氮提纯装置的部分管路连通示意图;
图5为本发明一实施例工业氮提纯装置的另一部分管路连通示意图。
附图标号说明:
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图1所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征能够以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且,本发明各个实施方式之间的技术方案能够以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
参见图3~图5,本发明提供一种工业氮提纯装置100,工业氮提纯装置100包括进气管1、出气管2、缓冲组件3、反应组件4和吸附组件5,进气管1的一端用于与锡槽放气口连通,进气管1的另一端与缓冲组件3连通,出气管2的一端与吸附组件5连通,出气管2的另一端用于与外界收集设备连通,反应组件4包括反应罐41,反应罐41内填装有氢氧催化剂层,反应罐41分别与缓冲组件3和吸附组件5连通,具体地,将进气管1与锡槽放气口连通,锡槽在浮法玻璃生产中是玻璃成型的关键热工设备,锡槽设置有锡槽放气口,往锡槽中通入氮气,然后从锡槽放气口排出,锡槽放气口排出的氮气和反应后的废气通过锡槽放气口进入进气管1中,废气中含有氧气、氢气、二氧化碳和二氧化硫等杂质,在玻璃生成中,锡槽保持高温,锡槽放气口处的温度也基本保持在200℃,因此输入进气管1中的气体也基本保持在200℃;气体通过进气管1进入缓冲组件3,然后进入至反应罐41内,气体中的氧气的含量小于氢气,氢气的含量至少为氧气的两倍,保证能够将氧气完全反应,生成水蒸气,防止后续收集的氮气中存在氧气影响后续锡槽的正常运行;例如气体含有3.4%的氢气,含氧20PPM(百万分浓度),这样就能够可以保证在氢氧催化剂层及氢气作用下,氧气被完全清除,生成水蒸气,气体完成反应后,继续流动至吸附组件5,通过吸附组件5吸收水蒸气,然后通过出气管2输送至锡槽的高温反应区,这样就能够通过使用过的废气进行提纯然后继续输送至锡槽继续使用;相较于现有技术,通过将气体输送至提纯装置,需要先进行加热,然后与碳粉反应再将生成的氮气收集起来再输送至锡槽,并且采用碳粉高温燃烧,碳粉加入比例难以控制,碳粉加少了氧气处理不完全,导致氮气纯度不高,碳粉加多了残留堵塞装置通道,增加处理成本,并且碳粉高温烧结形成固体废料,清理困难,每一次都需要进行清理,无法保证连续运行,生成效率大大降低;而本方案中通过在反应罐41填充氢氧催化剂层,将氧气与氢气进行反应生成水蒸气,然后通过吸附组件5将水蒸气吸收,不需要每一次停机都进行固体废料的处理,大大提高了作业效率;并且通过这样的设置可以将固体废料转变为水蒸气处理更加方便,并且不需要考虑催化剂的添加量,保证氮气的纯度。
通过催反应罐41内的氢氧催化剂层进行除氧,替代了原本需要单独一路加碳粉燃烧除氧的产品构型,简化了整体设备的复杂程度。
进一步地,现有技术中为,锡槽供气的气体温度15℃,锡槽气体工作温度200℃,温差较大,本工业氮提纯装置100的原料是锡槽放气口放出的气体,锡槽放气口处的温度为200℃,因此锡槽放气口放出的气体温度也基本维持在200℃,经过工业氮提纯装置100提纯后生成处的氮氢混合气,温度也基本保持在200℃,与锡槽环境气体温差较小,有利锡槽生产工艺稳定,提高产品质量。
参见图3和图5,在一实施例中,吸附组件5包括吸附罐51,吸附罐51内布置有吸附层,吸附罐51分别与反应罐41和出气管2连通;通过填充吸附层能够吸附反应后气体中水蒸气、二氧化碳和二氧化硫等杂质,进一步净化反应后气体中的氮气纯度,使出口管处能够得到更高纯度的氮气产品。
在一实施例中,氢氧催化剂层为钯合金催化剂层,吸附层为碳分子筛填料层;钯合金催化剂层可以加速化学反应的进程,进而提升反应效率,提高氧气与氢气反应的效率,采用碳分子筛填料层能够将气体中的一些杂质分离,提高氮气的纯度。
参见图3和图4,在一实施例中,反应组件4还包括第一连接管42,反应罐41通过第一连接管42与缓冲组件3连通,第一连接管42上设置有第一切换阀421;具体地,当不需要进行反应时,可以将第一切换阀421断开,阻止气体进入反应罐中,当出现危险或需要临时停止生成时可以通过关闭第一切换阀421实现,通过这样的设置能够快速的将工业氮提纯装置100停止,且操作简单。
进一步地,反应罐41的数量为多个,第一连接管42的数量为多个,多个第一连接管42的数量和多个反应罐41的数量相等,每一反应罐41均通过一第一连接管42与缓冲组件3连通,每一第一连接管42上均设置有第一切换阀421;将所有的反应罐41之间相互并联;在每一次生产时,可以只连通一个第一切换阀421,其余第一连接管42上的第一切换阀421均关闭,使气体通过唯一一个打开的第一切换阀421进入反应罐41进行反应提纯,然后流动至吸附罐51进行水蒸气吸附然后排出氮气进行后续作业,当反应罐41连续工作一端时间后,关闭此第一切换阀421,打开另一第一切换阀421,继续进行作业,原反应罐41进行清理,以供后续再次使用;通过此设置能够实现不停机连续作业,并且能够在不停机的情况下对反应罐41进行清理。当然,也可以同时连通两个或多个第一切换阀421。
进一步地,可以在工业氮提纯装置100设置一个控制组件,将所有的第一切换阀421与控制组件信号连接,这样就能实现无需人工操作的定时切换,实现连续作业,并且延长反应罐41的使用寿命,降低使用成本。
参见图3和图5,在一实施例中,吸附组件5还包括第二连接管52,第二连接管52上设置有第二切换阀521,第二连接管52的数量为多个,吸附罐51的数量为多个,多个第二连接管52的一端分别与多个吸附罐51一一对应连通,多个第二连接管52的另一端均与反应罐41连通;具体地,将所有的吸附罐51之间相互并联;在每一次生产时,可以只连通一个第二切换阀521,其余第二连接管52上的第二切换阀521均关闭,经过反应后的气体通过唯一一个打开的第二切换阀521进入吸附罐51子进行水蒸气的吸收以及其余杂质和废气的提纯,然后流动至出气口排放至锡槽高温区,进行后续作业,当吸附罐51连续工作一端时间后,关闭此第二切换阀521,打开另一第二切换阀521,继续进行作业,原吸附罐51进行清理,以供后续再次使用;通过此设置能够实现不停机连续作业,并且能够在不停机的情况下对吸附罐51进行清理。当然,也可以同时连通两个或多个第二切换阀521。
进一步地,将所有的第二切换阀521也与控制组件信号连接,这样就能同时实现无需人工操作的定时切换反应罐41和吸附罐51,保证连续作业的实现,并且延长反应罐41和吸附罐51的使用寿命,进一步降低使用的成本。
参见图3和图5,在一实施例中,每一吸附罐51上均设置有排放管53,排放管53上设置有截止阀531;具体地,当反应过后的气体进入吸附罐51时,氮气通过吸附罐51流动至出口管,由于吸附层的吸附作用,从反应罐41中流动至吸附罐51中的气体部分杂质气体无法通过吸附层,包括水蒸气、二氧化碳和二氧化硫等杂质,氮气等气体能够通过吸附层流动至出气管2,当吸附罐51中的废气积攒到一定的量时,打开截止阀531,废气通过截止阀531从吸附罐51中排出,通过截止阀531能够实现定量定时的将废气排出。
进一步地,吸附罐51还设置有压力传感器,压力传感器能够控制截止阀531的开关,这样能够实现自动开关截止阀531,减少的作业人员操作。
参见图3和图5,在一实施例中,出气管2上依次设置有第一压力表21、水冷却器22和气体分析仪表23,第一压力表21靠近吸附组件5设置,气体分析仪表23靠近外界收集设备设置;当氮气从吸附组件5出来后经过第一压力表21,第一压力表21显示气体压力,作业人员能够从第一压力表21的度数得知气体的气压,如果远高于或远小于预设值说明装置出现问题,作业人员就能够即时维修,然后氮气继续流动至水冷却器22进一步将氮气中的水蒸气进行吸收,并继续流动至出口,气体分析仪表23能够反馈气体的组成成分。
进一步地,出气管2上还连通有返气管,返气管设置于气体分析仪表23与外界收集设备之间,返气管远离出气管2的一端与第一连接管42连通,返气管上设置有第三切换阀。当气体分析仪表检测的气体不符合气体标准预设值时,可以控制第三切换阀将气路通入返气管进入第一连接管42,进行第二次净化,直至气体符合预设值时,将气路切换至收集设备。所述气体标准预设值可以是氮气的含量或者杂质含量数值。
进一步地,排放管53上还可以设置第二气体分析仪表,这样作业人员能够知道排放管53排放出的气体是否为废气。
参见图3和图4,在一实施例中,缓冲组件3包括依次低压缓冲罐31、压缩机32和高压缓冲罐33,低压缓冲罐31与进气管1连通,高压缓冲罐33与反应罐41连通;气体从进气管1进入流动至低压缓冲罐31,低压缓冲罐31减少进气管1中气体流量的不均匀度,减少惯性损失,然后气体经过压缩机32,压缩机32将气体中的氮气压缩成高压氮气,然后进入高压缓冲罐33,再次减少低压缓冲罐31与高压缓冲罐33中的气体流量的不均匀度。
进一步地,低压缓冲罐31和高压缓冲罐33上均分别设置有温度传感器,温度传感器用于检测低压缓冲罐31和高压缓冲罐33中气体的温度。
参见图3和图4,在一实施例中,缓冲组件3还包括第二压力表34,第二压力表34设置于进气管1靠近锡槽放气口的一端;气体进入进气管1时先通过第二压力表34,第二压力表34检测进入气体的气压,防止气压过大导致管路或后续的缓冲管损坏。
参见图3和图4,在一实施例中,缓冲组件3还包括滤网35,滤网35设置于低压缓冲罐31与压缩机32之间,滤网35用于过滤气体中的固体杂质阻止固体杂质进入压缩机32;气体经过滤网35时,气体中的固体杂质被滤网35阻挡,防止固体杂质进入压缩机32中,保护压缩机32不被损坏。
进一步地,气体中的固体杂质一般大于80目,滤网35的滤孔选择80目以下,能够完全阻挡气体中的固体杂质。
参见图3和图4,在一实施例中,每一反应罐41上均设置有应急排放管43;当需要维修时通过应急排放管43将反应罐41中的气体排出,保护维修人员维修时的安全。
参见图3和图4,进一步地,反应组件4和吸附组件5之间设置有第一滤网6,第一滤网6能够过滤反应后气体中的固体杂质。
参见图1,此外,为了实现上述目的,本申请还提出一种工业氮提纯工艺方法,工业氮提纯工艺方法应用于上述的工业氮提纯装置100,工业氮提纯工艺方法包括以下步骤:
S10、控制废气从锡槽放气口进入进气管1;
将在在浮法玻璃生产中使用的锡槽的锡槽放气口与进气管1连接,使锡槽排放的废气进入进气管1,废气中含有氮气和其余杂质气体;
S20、控制废气从进气管1经过缓冲组件3后进入反应罐41,以使得废气中的氧气与氢气经过氢氧催化剂层催化结合形成水蒸气;
然后废气经过缓冲组件3后进入到反应罐41中,废气中的氧气和氢气经过氢氧催化剂层催化结合形成水蒸气,其余气体不进行反应;
S30、控制废气从反应罐41流动至吸附罐51中;其中,吸附罐51内的吸附层吸附废气中的杂质,经除杂后的废气经出气管2流动至外界收集设备。
其余气体与水蒸气一起从反应罐41流动至吸附罐51中,气体中的氮气和少量气体能够通过吸附层,其余气体包括水蒸气、二氧化碳和二氧化硫等杂质被吸附层阻挡,经除杂后的废气的氮气含量提高,然后进行收集或直接排放至锡槽的高温区进行玻璃成型作用。
本发明的上述实施例中,通过氢氧催化剂层,将氧气与氢气进行反应生成水蒸气,然后通过吸附组件5将水蒸气吸收,这样相较于现有技术中的碳粉高温燃烧与氧气反应,不需要每一次停机都进行固体废料的处理,大大提高了作业效率;并且通过这样的设置可以将固体废料转变为水蒸气处理更加方便,并且不需要考虑催化剂的添加量,保证氮气的纯度。
参见图2,此外,为了实现上述目的,本申请还提出一种工业氮提纯工艺方法,工业氮提纯工艺方法包括以下步骤:
S21、控制废气从进气管1经过缓冲组件3后进入反应罐41,以使得废气中的氧气与氢气经过钯合金催化剂层催化结合形成水蒸气;
废气经过缓冲组件3后进入到反应罐41中,废气中的氧气和氢气经过氢氧催钯合金催化剂层形成水蒸气,其余气体不进行反应,通过钯合金催化剂层进一步提高氧化反应的效率,提高作业效率;
S31、控制废气从反应罐41流动至吸附罐51中;其中,吸附罐51内的碳分子筛填料层吸附废气中的杂质,经除杂后的废气经出气管2流动至外界收集设备。
其余气体与水蒸气一起从反应罐41流动至吸附罐51中,气体中的氮气和少量气体能够通过碳分子筛填料层,其余气体包括水蒸气、二氧化碳和二氧化硫等杂质被碳分子筛填料层阻挡,经除杂后的废气的氮气含量提高,然后进行收集或直接排放至锡槽的高温区进行玻璃成型作用。
本发明的上述实施例中,通过钯合金催化剂层,将氧气与氢气进行反应生成水蒸气,然后通过碳分子筛填料层将水蒸气吸收,这样相较于现有技术中的碳粉高温燃烧与氧气反应,不需要每一次停机都进行固体废料的处理,大大提高了作业效率;并且通过这样的设置可以将固体废料转变为水蒸气处理更加方便,并且不需要考虑催化剂的添加量,保证氮气的纯度。
以上仅为本发明的优选实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种工业氮提纯装置,其特征在于,包括进气管、出气管、缓冲组件、反应组件和吸附组件,所述进气管的一端用于与锡槽放气口连通,所述进气管的另一端与所述缓冲组件连通,所述出气管的一端与所述吸附组件连通,所述出气管的另一端用于与外界收集设备连通,所述反应组件包括反应罐,所述反应罐内填装有氢氧催化剂层,所述反应罐分别与所述缓冲组件和所述吸附组件连通。
2.根据权利要求1所述的工业氮提纯装置,其特征在于,所述吸附组件包括吸附罐,所述吸附罐内布置有吸附层,所述吸附罐分别与所述反应罐和所述出气管连通。
3.根据权利要求2所述的工业氮提纯装置,其特征在于,所述氢氧催化剂层为钯合金催化剂层,所述吸附层为碳分子筛填料层。
4.根据权利要求2所述的工业氮提纯装置,其特征在于,所述反应组件还包括第一连接管,所述反应罐通过所述第一连接管与所述缓冲组件连通,所述第一连接管上设置有第一切换阀。
5.根据权利要求2所述的工业氮提纯装置,其特征在于,所述吸附组件还包括第二连接管,所述第二连接管上设置有第二切换阀,所述第二连接管的数量为多个,所述吸附罐的数量为多个,多个所述第二连接管的一端分别与多个所述吸附罐一一对应连通,多个所述第二连接管的另一端均与所述反应罐连通。
6.根据权利要求5所述的工业氮提纯装置,其特征在于,每一所述吸附罐上均设置有排放管,所述排放管上设置有截止阀,每一所述反应管上均设置有应急排放管。
7.根据权利要求1所述的工业氮提纯装置,其特征在于,所述缓冲组件包括依次连通的低压缓冲罐、压缩机和高压缓冲罐,所述低压缓冲罐与所述进气管连通,所述高压缓冲罐与所述反应罐连通。
8.根据权利要求7所述的工业氮提纯装置,其特征在于,所述缓冲组件还包括滤网,所述滤网设置于所述低压缓冲罐与所述压缩机之间的连通管内,所述滤网用于过滤气体中的固体杂质阻止固体杂质进入所述压缩机。
9.一种工业氮提纯工艺方法,所述工业氮提纯工艺方法应用于如权利要求1~8中任一项所述的工业氮提纯装置,其特征在于,所述工业氮提纯工艺方法包括以下步骤:
控制废气从所述锡槽放气口进入所述进气管;
控制废气从进气管经过所述缓冲组件后进入所述反应罐,以使得废气中的氧气与氢气经过所述氢氧催化剂层催化结合形成水蒸气;
控制废气从所述反应罐流动至吸附罐中;其中,所述吸附罐内的吸附层吸附废气中的杂质,经除杂后的废气经所述出气管流动至所述外界收集设备。
10.根据权利要求9所述的工业氮提纯工艺方法,其特征在于,所述工业氮提纯工艺方法包括以下步骤:
控制废气从进气管经过所述缓冲组件后进入所述反应罐,以使得废气中的氧气与氢气经过钯合金催化剂层催化结合形成水蒸气;
控制废气从所述反应罐流动至吸附罐中;其中,所述吸附罐内的碳分子筛填料层吸附废气中的杂质,经除杂后的废气经所述出气管流动至所述外界收集设备。
CN202310867963.0A 2023-07-14 2023-07-14 工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法 Pending CN116966749A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310867963.0A CN116966749A (zh) 2023-07-14 2023-07-14 工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310867963.0A CN116966749A (zh) 2023-07-14 2023-07-14 工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116966749A true CN116966749A (zh) 2023-10-31

Family

ID=88478888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310867963.0A Pending CN116966749A (zh) 2023-07-14 2023-07-14 工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116966749A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9890044B2 (en) Method for recovering and purifying argon gas from silicon single crystal manufacturing apparatus and apparatus for recovering and purifying argon gas
US20080242912A1 (en) Methods and Apparatus for Providing a High Purity Acetylene Product
JP2013517944A (ja) 不活性ガスの回収システム及び回収方法
CN209906346U (zh) 一种氮气、氩气、氧气超纯纯化系统
CN107298434B (zh) 一种氩气回收装置中的两级催化-吸附系统的氩气回收方法
JP5679433B2 (ja) アルゴンガスの精製方法および精製装置
JP5896467B2 (ja) アルゴンガスの精製方法および精製装置
JP5791113B2 (ja) アルゴンガスの精製方法および精製装置
CN219744367U (zh) 一种用于高纯二氧化碳纯化设备
CN116966749A (zh) 工业氮提纯装置及工业氮提纯工艺方法
CN103224225B (zh) 氩气的纯化方法及纯化装置
CN212549026U (zh) 一种自供再生气的净化系统
CN210457461U (zh) 氢气纯化装置
CN210125273U (zh) 变压吸附解析气回用装置及包含其的氯碱化工尾气处理系统
JP2012106904A (ja) アルゴンガスの精製方法および精製装置
CN111495177A (zh) 一种手套箱除氚净化处理系统及其使用方法
CN220328175U (zh) 退火炉氢尾气回收装置
CN216273114U (zh) 一种氮气高度纯化的制气设备
CN212076936U (zh) 一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统
CN215481088U (zh) 一种硅钢炉用保护气的循环系统
KR101823154B1 (ko) 아르곤 가스의 정제 방법 및 정제 장치
KR101800031B1 (ko) 아르곤 가스의 정제 방법 및 정제 장치
CN118045483A (zh) 一种普氮提纯制取高纯氮系统及其提纯方法
CN113856462A (zh) 一种氮气的纯化装置和方法
CZ37414U1 (cs) Zařízení pro separaci vodíku ze syntézního nebo procesního plynu, zejména z produktu plazmového zplyňování

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination