CN211445057U - 一种氮气纯化脱氧灌 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种氮气纯化脱氧灌，属于机械技术领域。它解决了现有氮气纯化脱氧灌对氮气纯化脱氧不完全的问题。本氮气纯化脱氧灌包括开有进气口的内筒以及开有进料口和出气口的外筒，内筒内安装有加热器，外筒与内筒相连通且所述外筒内设有脱氧层，脱氧层内充满催化剂，脱氧层和上述出气口之间设有过滤装置，加热器包括加热丝，所述加热丝的两端分别位于内筒的上端处和下端处。本氮气纯化脱氧灌具有体积小、加热效率高且对氮气纯化脱氧效果好的优点。

Description

一种氮气纯化脱氧灌

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种空气分离设备，特别是一种氮气纯化脱氧灌。

背景技术

传统的制氮设备，是由空气净化设备、空气缓冲罐、制氮吸附塔、粉尘过滤器、氮气缓冲罐、氮气放空装置、控制器，用管道连接组成。由于空气中主要由氮气和氧气组成，在制取氮气过程中，氮气纯度越高氧气就越难从普氮中分离出来，更难将氧杂质从氮气中除尽，这是氮气纯度不高的主要原因；而且高纯度制氮设备他的产氮率低，所需的压缩空气的空氮比很高，这就是传统的制氮设备局限性，不能将制氮设备做的很大，且比较浪费能源。所谓的“普氮”，就是氧含量较高的氮气，其纯度不高于99.9％。用传统的制氮设备要获得更高纯度的氮气如99.995％已较难制取。

随着社会在科技、时代等方面的进步与发展，如电子、食品、热处理、化工、化学、医药等氮气应用领域，对氮气纯度的要求越来越高、流量越来越大，因而，成为必须改造制氮设备即工艺流程的要求。只有着重通过对制氮设备进行改造，以及相应的制氮工艺及流程的进行改进，才能最大限度的将氮气纯度提高，才能最大限度的将氮气产量提高，才能满足相关行业对氮气设备及高纯度氮气、高产量的需求。

为了解决上述问题，现有公开了公告号为CN203346076U，名称为一种制氮机碳载纯化脱氧塔的中国专利，该脱氧塔包括外筒，包括外筒、内筒、出气口、进气口、加料口、催化剂、孔板、排粉渣口和加热器，所述内筒设于外筒中，其特征在于：所述外筒上部设有出气口和加料口并且下部设有孔板和排粉渣口，所述内筒上部设有进气口下部设有孔板，所述加热器安装于内筒下部。但仍然存在着一些问题：主要是其加热器设置在内筒的下端，而内筒长度较长，加热器只对内筒的底端空气进行加热，其加热效率较低，而且加热后的空气会往上走，不是直接通过孔板进入外筒的催化剂进行脱氧，而是需要将热空气上行后将内筒的其他冷空气下沉加热直至内筒内的全部空气均加热后才开始进入到外筒，从而会导致氮气纯化脱氧不完全。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提出了一种氮气纯化脱氧灌。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种氮气纯化脱氧灌，包括开有进气口的内筒以及开有进料口和出气口的外筒，所述内筒内安装有加热器，所述外筒与内筒相连通且所述外筒内设有脱氧层，脱氧层内充满催化剂，所述脱氧层和上述出气口之间设有过滤装置，其特征在于：所述的加热器包括加热丝，所述加热丝的两端分别位于内筒的上端处和下端处。

在上述的一种氮气纯化脱氧灌中，所述的内筒下端处开有出气孔，所述外筒上端处开有进气孔，所述内筒和外筒之间设有中间内腔，所述出气孔通过中间内腔与上述进气孔连通从而实现内筒与外筒相连通。

在上述的一种氮气纯化脱氧灌中，所述的催化剂为活性炭。

在上述的一种氮气纯化脱氧灌中，所述的外筒下端设有出气腔，上述内筒和脱氧层位于出气腔的上方，且上述过滤装置将脱氧层和出气腔隔开，所述出气口开设在所述的出气腔上。

在上述的一种氮气纯化脱氧灌中，所述的过滤装置包括网筛和填充满氧化铝的氧化铝层，所述氧化铝层和网筛分别与上述的脱氧层和出气腔连接。

在上述的一种氮气纯化脱氧灌中，所述的内筒上端处安装有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于控制加热丝的温度。

在上述的一种氮气纯化脱氧灌中，所述的外筒上端处安装有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测外筒进气孔处的空气温度。

在上述的一种氮气纯化脱氧灌中，所述的内筒上端口密封安装有加热体法兰，所述加热丝为多根，且每根加热丝均与加热体法兰电连接。

与现有技术相比，本氮气纯化脱氧灌具有如下几个优点：

1、加热丝贯穿内筒上端到下端，加热丝加热时可以同时对整个内筒各个部位的空气进行加热，这样整个内筒内的空气能够迅速被加热，加热效率高，从而被加热的空气能够快速进入脱氧层进行脱氧，使得脱氧完全；

2、加热和脱氧、过滤整合到同一个罐体里，这样整体体积较小，制造成本低且氮气的纯化纯度高；

3、脱氧层采用活性炭作为脱氧催化剂，脱氧效果好；

4、第一温度传感器和第二温度传感器的设置有利于控制加热空气的温度，控制其空气加热到脱氧效果最佳的温度，从而提高脱氧效果；同时避免温度控制不及时使得当前合格的气体容易混入不合格的气体以降低纯化效果的现象发生；

5、加热丝可根据需要设置多根，从而提高加热效率。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图。

图中，1、内筒；11、进气口；12、出气孔；2、外筒；21、进料口；22、进气孔；23、出气口；3、加热丝；4、加热体法兰；5、第一温度传感器；6、中间内腔；7、脱氧层；8、第二温度传感器；9、过滤装置；91、氧化铝层；92、网筛；10、出气腔。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本氮气纯化脱氧灌包括开有进气口11内筒1以及开有进料口21和出气口23的外筒2，氮氧等混合物的空气从进气口11进入到内筒1，然后纯化脱氧后得到高纯度的氮气从出气口23收集从而应用到相应领域中，进料口21用于对外筒2内的脱氧层7进行增加催化剂，图中箭头为空气流动方向。内筒1内安装有加热器，加热器包括加热丝3，当然还包括有加热电源，内筒1上端口密封安装有加热体法兰4，加热丝3可以为一根，也可以为多根，为了提高加热效率，加热丝3可设置多根，且每根加热丝3均与加热体法兰4电连接，加热电源通过加热体法兰4对多跟加热丝3进行统一集中通电加热。加热丝3两端分别位于内筒1的上端处和下端处，即加热丝3贯穿于整个内筒1上下，加热时能够同时对内筒1的上下各个部位的空气加热，从而提高加热效率，进而提高整体纯化脱氧效率。内筒1上端处安装有第一温度传感器5，用于控制加热丝3的加热温度。

外筒2包括位于上端部的脱氧层7和位于下端部的出气腔10，内筒1也位于出气腔10的上方。脱氧层7和出气腔10之间由过滤装置9隔开，过滤装置9包括位于下端与空气腔连接的网筛92和位于上端与脱氧层7连接且填充满氧化铝的氧化铝层91。出气口23开设在出气腔10上。脱氧层7内填充满活性炭的催化剂，且外筒2位于脱氧层7的上端部开设有进气孔22，内筒1下端部开设有出气孔12，内筒1和外筒2之间设有中间内腔6，出气孔12通过中间内腔6与上述进气孔22连通从而实现内筒1与外筒2相连通。外筒2上端处安装有第二温度传感器8，第二温度传感器8用于检测外筒2进气孔22处的空气温度。第一温度传感器5和第二温度传感器8的设置有利于控制加热空气的温度，控制其空气加热到脱氧效果最佳的温度，从而提高脱氧效果。

内筒1设置有由加热器，外筒2设置有脱氧层7和过滤装置9，其加热、脱氧、过滤整合到同一个罐体里，这样整体体积较小，制造成本低且氮气的纯化纯度高。

本氮气纯化脱氧灌工作原理如下：

空气(已做除水处理)由进气口11进入到内筒1，加热丝3将其内筒1内的空气加热到指定温度区间(260℃～350℃)，空气在内筒1中运动会使得热量均匀的分布，空气温度能够达到稳定，第一温度传感器检测内筒1上端处的空气温度，当检测到空气温度高于350℃时，反馈信号给外部PLC，PLC控制加热丝3的电流变小，从而降低对空气的加热强度以使空气降温到350℃下；当检测到空气温度低于260℃时，反馈信号格外部PLC，PLC控制加热丝3的电流增大，从而提高对空气的加热强度以使空气升温到260℃以上；从而使空气能够自动调节保持在260℃～350℃之间，如此高温稳定空气从内筒1下端处的出气口23通过中间空腔、进气孔22进入到脱氧层7中，高温空气与活性炭发生充分反应生成二氧化碳进而除氧，炭渣较少，最后经过氧化铝层91除掉炭渣和少量水分，得到99.999％浓度的氮气，从出气口23排出收集，满足在可移动式车载连续快速制氮的需求。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种氮气纯化脱氧灌，包括开有进气口(11)的内筒(1)以及开有进料口(21)和出气口(23)的外筒(2)，所述内筒(1)内安装有加热器，所述外筒(2)与内筒(1)相连通且所述外筒(2)内设有脱氧层(7)，脱氧层(7)内充满催化剂，所述脱氧层(7)和上述出气口(23)之间设有过滤装置(9)，其特征在于：所述的加热器包括加热丝(3)，所述加热丝(3)的两端分别位于内筒(1)的上端处和下端处。

2.根据权利要求1所述的一种氮气纯化脱氧灌，其特征在于，所述的内筒(1)下端处开有出气孔(12)，所述外筒(2)上端处开有进气孔(22)，所述内筒(1)和外筒(2)之间设有中间内腔(6)，所述出气孔(12)通过中间内腔(6)与上述进气孔(22)连通从而实现内筒(1)与外筒(2)相连通。

3.根据权利要求2所述的一种氮气纯化脱氧灌，其特征在于，所述的催化剂为活性炭。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种氮气纯化脱氧灌，其特征在于，所述的外筒(2)下端设有出气腔(10)，上述内筒(1)和脱氧层(7)位于出气腔(10)的上方，且上述过滤装置(9)将脱氧层(7)和出气腔(10)隔开，所述出气口(23)开设在所述的出气腔(10)上。

5.根据权利要求4所述的一种氮气纯化脱氧灌，其特征在于，所述的过滤装置(9)包括网筛(92)和填充满氧化铝的氧化铝层(91)，所述氧化铝层(91)和网筛(92)分别与上述的脱氧层(7)和出气腔(10)连接。

6.根据权利要求4所述的一种氮气纯化脱氧灌，其特征在于，所述的内筒(1)上端处安装有第一温度传感器(5)，所述第一温度传感器(5)用于控制加热丝(3)的温度。

7.根据权利要求6所述的一种氮气纯化脱氧灌，其特征在于，所述的外筒(2)上端处安装有第二温度传感器(8)，所述第二温度传感器(8)用于检测外筒(2)进气孔(22)处的空气温度。

8.根据权利要求6所述的一种氮气纯化脱氧灌，其特征在于，所述的内筒(1)上端口密封安装有加热体法兰(4)，所述加热丝(3)为多根，且每根加热丝(3)均与加热体法兰(4)电连接。

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