CN206751401U - 一种高纯氮气发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高纯氮气发生器，包括水汽分离过滤器、再生洗涤器、储气罐、碳氢化合物转换器和微粒过滤器，所述的水汽分离过滤器连接再生洗涤器，所述的再生洗涤器连接储气罐，所述的储气罐连接碳氢化合物转换器，所述的碳氢化合物转换器连接微粒过滤器；压缩空气进入水汽分离过滤器，去除颗粒物和部分水蒸气后空气进入再生洗涤器，空气被从根本上除去所剩下的水份、氧气和其他一部分杂物，然后再进入储气罐，从储气罐出来的气体经过调节压力后进入碳氢化合物转化器，去除残余的有机烃类化合物，最后气体通过微粒过滤器输出高纯氮气，使输出的氮气纯度高且含水量低。

Description

一种高纯氮气发生器

技术领域

本实用新型涉及氮气发生器领域，具体为一种高纯氮气发生器。

背景技术

氮气作为一种惰性气体，在实验室日常检测工作中使用非常广泛，液质联用仪及气质联用仪等仪器工作时都需要高纯氮气源做载气，通常情况下，实验室采用高纯氮气瓶或氮气发生器作为气源，但氮气瓶存在运输不方便，需要频繁更换等缺点，现有的氮气发生器主要以电解法为主，具体方法是以空气为原料将气体送入有电解液的电解槽，在两电极间加上一定电压的直流电，此时在槽内空气中氧气被吸收而获得氮气，但是这种方法存在氮气纯度低、含水量高及容易返液等缺点，容易造成仪器灵敏度低、响应不稳定等问题。

本实用新型目的在于提供一种高纯氮气发生器，通过采用先进的变压吸附技术，氮气发生器内部连接水汽分离过滤器、再生洗涤器及碳氢化合物转换器，可达到提制的氮气纯度高且含水量较低，产生高纯氮气，且以解决实验室分析仪器连续运行中所需的高纯氮气问题。

实用新型内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的采用电解法为主的氮气发生器产生的氮气纯度低且含水量高的问题，本实用新型的目的在于提供一种高纯氮气发生器，主要采用变压吸附技术，实现提取的氮气纯度较高且含水量较低。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种高纯氮气发生器，包括水汽分离过滤器、再生洗涤器、储气罐、碳氢化合物转换器和微粒过滤器，所述的水汽分离过滤器连接再生洗涤器，所述的再生洗涤器连接储气罐，所述的储气罐连接碳氢化合物转换器，所述的碳氢化合物转换器连接微粒过滤器；本实用新型由水汽分离过滤器、再生洗涤器、储气罐、碳氢化合物转换器和微粒过滤器等组成，通过与可产生压缩空气的仪器配合使用，压缩空气进入水汽分离过滤器，去除颗粒物和部分水蒸气后空气进入再生洗涤器，空气被从根本上除去所剩下的水份、氧气和其他一部分杂物，然后再进入储气罐，从储气罐出来的气体经过调节压力后进入碳氢化合物转化器，去除残余的有机烃类化合物，最后气体通过微粒过滤器输出高纯氮气，使输出的氮气纯度高且含水量低。

优选地，所述的再生洗涤器内部包括五通阀、碳分子筛柱一、碳分子筛柱二和流量分配阀，所述的水汽分离过滤器连接五通阀，所述的五通阀连接碳分子筛柱一和碳分子筛柱二，所述的碳分子筛柱一及碳分子筛柱二并联连接流量分配阀，所述的流量分配阀连接储气罐，通过再生洗涤器进行变压吸附气体分离，再生洗涤器内部设有两组碳分子筛柱，任一碳分子筛柱吸附产生氮气，则另外一碳分子筛柱脱附再生，当压缩空气经五通阀调节进入其中一组碳分子筛柱时，只允许氮气通过碳分子筛柱，空气中除氮气外的杂质均被去除，处理过的气体经流量分配阀分配后一路气体进入储气罐，且另一路气体进入另一组碳分子筛柱反冲清洗使另一组吸附完杂质的碳分子筛柱可再次使用，通过五通阀的切换实现了碳分子筛柱的再生。

优选地，所述的五通阀与水汽分离过滤器间的管道上安装有安全阀，安全阀保护管路中的压力不超过设定值，当管道的压力超过限定值时安全阀打开，管路中的气体排出使管路内压力降低，从而对整体氮气发生器起到保护作用。

优选地，所述的流量分配阀与储气罐间的管道上安装有单向阀，单向阀使气体只能向储气罐方向流动，可防止由于再生洗涤器工作时五通阀切换使管道内压力瞬间减小带来的压力波动。

优选地，所述的储气罐与碳氢化合物转换器间的管道上设有减压阀和压力表，所述的储气罐连接减压阀，所述的减压阀连接压力表，所述的压力表连接碳氢化合物转换器，压力表显示调节后的压力，从储气罐输出的气体经过减压阀调节压力后进入碳氢化合物转换器，去除氮气中的有机烃类气体，然后经过微粒过滤器后输出高纯氮气。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

（1）本方案的氮气发生器与传统的氮气发生器相比，本实用新型由水汽分离过滤器、再生洗涤器、储气罐、碳氢化合物转换器和微粒过滤器等组成，通过与可产生压缩空气的仪器配合使用，压缩空气进入水汽分离过滤器，去除颗粒物和部分水蒸气后空气进入再生洗涤器，空气被从根本上除去所剩下的水份、氧气和其他一部分杂物，然后再进入储气罐，从储气罐出来的气体经过调节压力后进入碳氢化合物转化器，去除残余的有机烃类化合物，最后气体通过微粒过滤器输出高纯氮气，使输出的氮气纯度高且含水量低。

（2）本实用新型中通过再生洗涤器进行变压吸附气体分离，再生洗涤器内部设有两组碳分子筛柱，任一碳分子筛柱吸附产生氮气，则另外一碳分子筛柱脱附再生，当压缩空气经五通阀调节进入其中一组碳分子筛柱时，只允许氮气通过碳分子筛柱，空气中除氮气外的杂质均被去除，处理过的气体经流量分配阀分配后一路气体进入储气罐，且另一路气体进入另一组碳分子筛柱反冲清洗使另一组吸附完杂质的碳分子筛柱可再次使用，通过五通阀的切换实现了碳分子筛柱的再生。

（3）本实用新型中安全阀保护管路中的压力不超过设定值，当管道的压力超过限定值时安全阀打开，管路中的气体排出使管路内压力降低，从而对整体氮气发生器起到保护作用。

（4）本实用新型中单向阀使气体只能向储气罐方向流动，可防止由于再生洗涤器工作时五通阀切换使管道内压力瞬间减小带来的压力波动。

（5）本实用新型中压力表显示调节后的压力，从储气罐输出的气体经过减压阀调节压力后进入碳氢化合物转换器，去除氮气中的有机烃类气体，然后经过微粒过滤器后输出高纯氮气。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标号说明：

1、水汽分离过滤器，2、安全阀，3、再生洗涤器，4、五通阀，5、碳分子筛柱一，6、碳分子筛柱二，7、流量分配阀，8、单向阀，9、储气罐，10、减压阀，11、压力表，12、碳氢化合物转换器，13、微粒过滤器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1，一种高纯氮气发生器，包括水汽分离过滤器1、再生洗涤器3、储气罐9、碳氢化合物转换器12和微粒过滤器13，水汽分离过滤器1连接再生洗涤器3，再生洗涤器3连接储气罐9，储气罐9连接碳氢化合物转换器12，碳氢化合物转换器12连接微粒过滤器13；本实用新型由水汽分离过滤器1、再生洗涤器3、储气罐9、碳氢化合物转换器12和微粒过滤器13等组成，通过与可产生压缩空气的仪器配合使用，可合理分配，使氮气发生器效率更高，压缩空气进入水汽分离过滤器1，去除颗粒物和部分水蒸气后空气进入再生洗涤器3，空气被从根本上除去所剩下的水份、氧气和其他一部分杂物，然后再进入储气罐9，从储气罐9出来的气体经过调节压力后进入碳氢化合物转化器12，去除残余的有机烃类化合物，最后气体通过微粒过滤器13输出高纯氮气，使输出的氮气纯度高且含水量低。

其中，在实际应用中，再生洗涤器3内部包括五通阀4、碳分子筛柱一5、碳分子筛柱二6和流量分配阀7，水汽分离过滤器1连接五通阀4，五通阀4连接碳分子筛柱一5和碳分子筛柱二6，碳分子筛柱一5及碳分子筛柱二6并联连接流量分配阀7，流量分配阀7连接储气罐9；本实用新型通过再生洗涤器3进行变压吸附气体分离，再生洗涤器3内部设有两组碳分子筛柱，任一碳分子筛柱吸附产生氮气，则另外一碳分子筛柱脱附再生，当压缩空气经五通阀4调节进入其中一组碳分子筛柱时，只允许氮气通过碳分子筛柱，空气中除氮气外的杂质均被去除，处理过的气体经流量分配阀7分配后一路气体进入储气罐9，且另一路气体进入另一组碳分子筛柱反冲清洗使另一组吸附完杂质的碳分子筛柱可再次使用，通过五通阀4的切换实现了碳分子筛柱的再生，五通阀4上共有五个接口，接口一与水汽分离过滤器1相连，其中接口二与接口三分别连接碳分子筛柱一5和碳分子筛柱二6，接口四与接口五分别排出在碳分子筛柱一5和碳分子筛柱二6进行反冲洗后的废气。

五通阀4与水汽分离过滤器1间的管道上安装有安全阀2，安全阀2保护管路中的压力不超过设定值，当管道的压力超过限定值时安全阀2打开，管路中的气体排出使管路内压力降低，从而对整体氮气发生器起到保护作用；流量分配阀7与储气罐9间的管道上安装有单向阀8，单向阀8使气体只能向储气罐9方向流动，可防止由于再生洗涤器3工作时五通阀4切换使管道内压力瞬间减小带来的压力波动；储气罐9与碳氢化合物转换器12间的管道上设有减压阀10和压力表11，储气罐9连接减压阀10，减压阀10连接压力表11，压力表11连接碳氢化合物转换器12，压力表11显示调节后的压力，从储气罐9输出的气体经过减压阀10调节压力后进入碳氢化合物转换器12，去除氮气中的有机烃类气体，然后经过微粒过滤器13后输出高纯氮气。

工作原理：本实用新型在工作时与空气压缩机配合使用，本实用新型外部连接外壳，外壳上设有与空气压缩机连接的接口，接口通过管道连接水汽分离过滤器1，本实用新型与空气压缩机配合使用，则在使用过程更加灵活，减少压缩空气所需能量，使本实用新型工作时效率更高；压缩空气进入水汽分离过滤器1后，液态的水蒸气被分离在水汽分离过滤器1底部，从水汽分离过滤器1底部排水口排出，不完全干燥的空气经安全阀2后进入再生洗涤器3，当压缩空气通过五通阀4调节进入其中一组碳分子筛柱时，只允许氮气通过碳分子筛柱，空气中除氮气外的杂质被大部分去除，处理过的气体经流量分配阀7分配后一路通过单向阀8进入储气罐9，且另一路进入另外一组碳分子筛柱反冲清洗使吸附杂质后的碳分子筛柱可再生使用，杂质气体通过五通阀4另一出口排出，压缩气体重新通过五通阀4切换使其中一路吸附且另一路再生，碳分子筛柱一5和碳分子筛柱二6交替使用从而实现碳分子筛的再生，气体进入储气罐9后，经过减压阀10调节压力后进入碳氢化合物转换器12，去除残余的有机烃类化合物，最后气体通过微粒过滤器13将气体残留的微小杂质粒子再进行过滤，最后输出高纯氮气；本实用新型的目的在于提供一种高纯氮气发生器，主要采用变压吸附技术，实现提取的氮气纯度较高且含水量较低。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高纯氮气发生器，包括水汽分离过滤器（1）、再生洗涤器（3）、储气罐（9）、碳氢化合物转换器（12）和微粒过滤器（13），其特征在于：所述的水汽分离过滤器（1）连接再生洗涤器（3），所述的再生洗涤器（3）连接储气罐（9），所述的储气罐（9）连接碳氢化合物转换器（12），所述的碳氢化合物转换器（12）连接微粒过滤器（13）。

2.根据权利要求1所述的一种高纯氮气发生器，其特征在于：所述的再生洗涤器（3）内部包括五通阀（4）、碳分子筛柱一（5）、碳分子筛柱二（6）和流量分配阀（7），所述的水汽分离过滤器（1）连接五通阀（4），所述的五通阀（4）连接碳分子筛柱一（5）和碳分子筛柱二（6），所述的碳分子筛柱一（5）及碳分子筛柱二（6）并联连接流量分配阀（7），所述的流量分配阀（7）连接储气罐（9）。

3.根据权利要求2所述的一种高纯氮气发生器，其特征在于：所述的五通阀（4）与水汽分离过滤器（1）间的管道上安装有安全阀（2）。

4.根据权利要求2所述的一种高纯氮气发生器，其特征在于：所述的流量分配阀（7）与储气罐（9）间的管道上安装有单向阀（8）。

5.根据权利要求1所述的一种高纯氮气发生器，其特征在于：所述的储气罐（9）与碳氢化合物转换器（12）间的管道上设有减压阀（10）和压力表（11），所述的储气罐（9）连接减压阀（10），所述的减压阀（10）连接压力表（11），所述的压力表（11）连接碳氢化合物转换器（12）。