CN218860334U - 一种稀有气体提纯氮气供给装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及稀有气体提纯技术领域，具体为一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机，所述制氧机的输出端通过管道一路连接至液氮分离器，所述制氧机的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐，所述液氮分离器的输出端通过管道连接有冷凝器，所述冷凝器的下部设置有精馏塔，所述杜瓦罐的输出端通过管道连接至精馏塔的内部，所述精馏塔的侧壁设置有稀有气体进口，制氧机与杜瓦罐之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池和用于除水的净化罐，所述净化罐与液氮分离器通过液氮输送管进行连接实现制冷除水，其能够对氮气中的二氧化碳进行除去，同时除去氮气中的水分，保证精馏塔的制冷效果和稀有气体的纯度。
Description
技术领域
本实用新型涉及稀有气体提纯技术领域，具体为一种稀有气体提纯氮气供给装置。
背景技术
授权公告号为CN204693950U的中国专利公开了一种用于稀有气体提纯的氮气供给装置，其技术方案相比于现有技术的改进主要是通过杜瓦罐代替压缩机和气体净化装置，实现避免频繁启停压缩机以及气瓶充装环节，降低工人的操作量，从而提高生产效率。
上述方案存在的不足是，采用杜瓦罐实施该方案必须需要较高纯度的氮气才能够实现，上述文献的具体实施例部分也有提及该方案的实施前提条件，若氮气中的水分含量较高进入到精馏塔的内部后会在内壁结冰，影响精馏塔的制冷，若氮气中的二氧化碳含量较高则会对稀有气体的纯度造成影响。所以急需设计一种稀有气体提纯氮气供给装置来解决上述问题。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型的目的在于：提供一种稀有气体提纯氮气供给装置，其能够对氮气中的二氧化碳进行除去，同时除去氮气中的水分，保证精馏塔的制冷效果和稀有气体的纯度。
为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机，所述制氧机的输出端通过管道一路连接至液氮分离器，所述制氧机的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐，所述液氮分离器的输出端通过管道连接有冷凝器，所述冷凝器的下部设置有精馏塔，所述杜瓦罐的输出端通过管道连接至精馏塔的内部，所述精馏塔的侧壁设置有稀有气体进口，制氧机与杜瓦罐之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池和用于除水的净化罐，所述净化罐与液氮分离器通过液氮输送管进行连接实现制冷除水。
本实用新型的有益效果为：制氧机产生的液氮一路通过液氮分离器传递给精馏塔上的冷凝器，实现对精馏塔的制冷，制氧机产生的氮气另一路通过杜瓦罐进入到精馏塔的内部实现对精馏塔内部的压力控制，此为现有技术，不做详细阐述，进入杜瓦罐之前气体首先通过净化池除去二氧化碳，净化池的内部可以为氢氧化钙或者氢氧化钠溶液，与二氧化碳进行反应除去二氧化碳，除去二氧化碳的气体通过净化罐制冷实现对气体中的水分除去，在净化罐中气体中的水分凝结成冰，实现与气体的分离，从而对氮气进行纯化。
为了使得气体中的二氧化碳去除时能够避免产生其他杂质。
作为上述技术方案的进一步改进：所述净化池为密封结构。
本改进的有益效果为：密封结构的净化池能够避免与外部的大气混合。
为了使得净化罐能够便于制冷实现对水的去除。
作为上述技术方案的进一步改进：所述净化罐的内部设置有内胆，所述内胆与净化罐的内壁之间形成有制冷室，所述制冷室与液氮输送管连接，所述液氮输送管上还设置有流量调节阀，所述内胆的一端设置有与净化池相连的输入口，所述净化罐远离输入口的一端设置有输出口，所述内胆和制冷室均与输出口连通。
本改进的有益效果：输入口接收去除二氧化碳的氮气，即来自于净化池中的气体，输入口将气体传输至内胆，液氮分离器通过流量调节阀精准的控制液氮的流量，实现控制冷室的温度，从而使得内胆内部的气体中水分能够快速的凝结，避免后期进入到精馏塔的内部，液氮进入到制冷室的内部气化吸热，变为氮气，从输出口与被冷却的气体一同排出，实现循环利用。
为了使得净化罐内部的液氮冷量能够充分的利用。
作为上述技术方案的进一步改进：所述制冷室的内部设置有螺旋导向板。
本改进的有益效果为：螺旋导板能够控制液氮气化后的走向，使其沿着螺旋导板行走，持续的对内胆进行制冷。
为了使得从输入口进入到气体能够充分的与内胆的内壁接触进行制冷。
作为上述技术方案的进一步改进，所述内胆的内部设置有锥形导向块，所述锥形导向块的尖锥朝向输入口。
本改进的有益效果为：锥形导向块能够对气流进行导向，使其充分的与内胆的内壁接触进行制冷。
为了使得净化罐长期的使用后能够将内部的冰排放。
作为上述方案的进一步改进：所述内胆的内壁设置有两端高中间低的导板，所述内胆的中部设置有排液管，所述排液管上设置有密封阀。
本改进的有益效果为：通过外部的加热设备或者放置在高于零摄氏度的空间内，打开密封阀，冰融化后从排液管中排出，避免堵塞。
附图说明
图1为本实用新型的原理结构示意图。
图2为本实用新型的正视图。
图3为本实用新型净化罐结构示意图。
图4为本实用新型图3的剖视示意图。
图中：1、制氧机；2、杜瓦罐；3、液氮分离器；4、精馏塔；5、输出口；6、输入口；7、排液管；8、冷凝器；9、净化罐；901、内胆；10、净化池；11、稀有气体进口；12、液氮输送管；13、流量调节阀；14、制冷室；15、螺旋导向板；16、锥形导向块；17、导板；18、密封阀。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
实施例1：
如图1至图4所示，一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机1，所述制氧机1的输出端通过管道一路连接至液氮分离器3，所述制氧机1的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐2，所述液氮分离器3的输出端通过管道连接有冷凝器8，所述冷凝器8的下部设置有精馏塔4，所述杜瓦罐2的输出端通过管道连接至精馏塔4的内部，所述精馏塔4的侧壁设置有稀有气体进口11，制氧机1与杜瓦罐2之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池10和用于除水的净化罐9，所述净化罐9与液氮分离器3通过液氮输送管12进行连接实现制冷除水，所述净化池10为密封结构。
实施例2：
如图1至图4所示，作为上述实施例的进一步优化，一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机1，所述制氧机1的输出端通过管道一路连接至液氮分离器3，所述制氧机1的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐2，所述液氮分离器3的输出端通过管道连接有冷凝器8，所述冷凝器8的下部设置有精馏塔4，所述杜瓦罐2的输出端通过管道连接至精馏塔4的内部，所述精馏塔4的侧壁设置有稀有气体进口11，制氧机1与杜瓦罐2之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池10和用于除水的净化罐9，所述净化罐9与液氮分离器3通过液氮输送管12进行连接实现制冷除水。
实施例3：
如图1至图4所示，作为上述实施例的进一步优化，一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机1，所述制氧机1的输出端通过管道一路连接至液氮分离器3，所述制氧机1的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐2，所述液氮分离器3的输出端通过管道连接有冷凝器8，所述冷凝器8的下部设置有精馏塔4，所述杜瓦罐2的输出端通过管道连接至精馏塔4的内部，所述精馏塔4的侧壁设置有稀有气体进口11，制氧机1与杜瓦罐2之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池10和用于除水的净化罐9，所述净化罐9与液氮分离器3通过液氮输送管12进行连接实现制冷除水，所述净化罐9的内部设置有内胆901，所述内胆901与净化罐9的内壁之间形成有制冷室14，所述制冷室14与液氮输送管12连接，所述液氮输送管12上还设置有流量调节阀13，所述内胆901的一端设置有与净化池10相连的输入口6，所述净化罐9远离输入口6的一端设置有输出口5，所述内胆901和制冷室14均与输出口5连通。
实施例4：
如图1至图4所示，作为上述实施例的进一步优化，一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机1，所述制氧机1的输出端通过管道一路连接至液氮分离器3，所述制氧机1的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐2，所述液氮分离器3的输出端通过管道连接有冷凝器8，所述冷凝器8的下部设置有精馏塔4，所述杜瓦罐2的输出端通过管道连接至精馏塔4的内部，所述精馏塔4的侧壁设置有稀有气体进口11，制氧机1与杜瓦罐2之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池10和用于除水的净化罐9，所述净化罐9与液氮分离器3通过液氮输送管12进行连接实现制冷除水，所述净化罐9的内部设置有内胆901，所述内胆901与净化罐9的内壁之间形成有制冷室14，所述制冷室14与液氮输送管12连接，所述液氮输送管12上还设置有流量调节阀13，所述内胆901的一端设置有与净化池10相连的输入口6，所述净化罐9远离输入口6的一端设置有输出口5，所述内胆901和制冷室14均与输出口5连通，所述制冷室14的内部设置有螺旋导向板15。
实施例5：
如图1至图4所示，作为上述实施例的进一步优化，一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机1，所述制氧机1的输出端通过管道一路连接至液氮分离器3，所述制氧机1的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐2，所述液氮分离器3的输出端通过管道连接有冷凝器8，所述冷凝器8的下部设置有精馏塔4，所述杜瓦罐2的输出端通过管道连接至精馏塔4的内部，所述精馏塔4的侧壁设置有稀有气体进口11，制氧机1与杜瓦罐2之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池10和用于除水的净化罐9，所述净化罐9与液氮分离器3通过液氮输送管12进行连接实现制冷除水，所述净化罐9的内部设置有内胆901，所述内胆901与净化罐9的内壁之间形成有制冷室14，所述制冷室14与液氮输送管12连接，所述液氮输送管12上还设置有流量调节阀13，所述内胆901的一端设置有与净化池10相连的输入口6，所述净化罐9远离输入口6的一端设置有输出口5，所述内胆901和制冷室14均与输出口5连通，所述内胆901的内部设置有锥形导向块16，所述锥形导向块16的尖锥朝向输入口6。
实施例6：
如图1至图4，作为上述实施例的进一步优化，一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机1，所述制氧机1的输出端通过管道一路连接至液氮分离器3，所述制氧机1的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐2，所述液氮分离器3的输出端通过管道连接有冷凝器8，所述冷凝器8的下部设置有精馏塔4，所述杜瓦罐2的输出端通过管道连接至精馏塔4的内部，所述精馏塔4的侧壁设置有稀有气体进口11，制氧机1与杜瓦罐2之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池10和用于除水的净化罐9，所述净化罐9与液氮分离器3通过液氮输送管12进行连接实现制冷除水，所述净化罐9的内部设置有内胆901，所述内胆901与净化罐9的内壁之间形成有制冷室14，所述制冷室14与液氮输送管12连接，所述液氮输送管12上还设置有流量调节阀13，所述内胆901的一端设置有与净化池10相连的输入口6，所述净化罐9远离输入口6的一端设置有输出口5，所述内胆901和制冷室14均与输出口5连通，所述内胆901的内壁设置有两端高中间低的导板17，所述内胆901的中部设置有排液管7，所述排液管7上设置有密封阀18。
本实用新型的工作原理为：制氧机1产生的液氮一路通过液氮分离器3传递给精馏塔4上的冷凝器8，实现对精馏塔4的制冷，制氧机1产生的氮气另一路通过杜瓦罐2进入到精馏塔4的内部实现对精馏塔4内部的压力控制，此为现有技术，不做详细阐述，进入杜瓦罐2之前气体首先通过净化池10除去二氧化碳，净化池10的内部可以为氢氧化钙或者氢氧化钠溶液或者其他能够与二氧化碳反应的物质，也可以为能够对二氧化碳进行吸附的物质与二氧化碳进行反应除去二氧化碳，除去二氧化碳的气体通过净化罐9制冷实现对气体中的水分除去，在净化罐9中气体中的水分凝结成冰，实现与气体的分离，从而对氮气进行纯化，输入口6接收去除二氧化碳的氮气，即来自于净化池10中的气体，输入口6将气体传输至内胆901，液氮分离器3通过流量调节阀13精准的控制液氮的流量，实现控制冷室14的温度，螺旋导板17能够控制液氮气化后的走向，使其沿着螺旋导板17行走，持续的对内胆901进行制冷，锥形导向块16能够对气流进行导向，使其充分的与内胆901的内壁接触进行制冷，从而使得内胆901内部的气体中水分能够快速的凝结，避免后期进入到精馏塔4的内部，液氮进入到制冷室14的内部气化吸热，变为氮气，从输出口5与被冷却的气体一同排出，实现循环利用，避免净化罐9内部被冰堵塞，停止液氮的输送，通过外部的加热设备或者放置在高于零摄氏度的空间内，打开密封阀18，冰融化后从排液管7中排出，避免堵塞。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种稀有气体提纯氮气供给装置，包括制氧机(1)，所述制氧机(1)的输出端通过管道一路连接至液氮分离器(3)，所述制氧机(1)的输出端通过管道另一路连接至杜瓦罐(2)，所述液氮分离器(3)的输出端通过管道连接有冷凝器(8)，所述冷凝器(8)的下部设置有精馏塔(4)，所述杜瓦罐(2)的输出端通过管道连接至精馏塔(4)的内部，所述精馏塔(4)的侧壁设置有稀有气体进口(11)，其特征在于：制氧机(1)与杜瓦罐(2)之间还设置有用于去除氮气中二氧化碳的净化池(10)和用于除水的净化罐(9)，所述净化罐(9)与液氮分离器(3)通过液氮输送管(12)进行连接实现制冷除水。
2.根据权利要求1所述的一种稀有气体提纯氮气供给装置，其特征在于：所述净化池(10)为密封结构。
3.根据权利要求1所述的一种稀有气体提纯氮气供给装置，其特征在于：所述净化罐(9)的内部设置有内胆(901)，所述内胆(901)与净化罐(9)的内壁之间形成有制冷室(14)，所述制冷室(14)与液氮输送管(12)连接，所述液氮输送管(12)上还设置有流量调节阀(13)，所述内胆(901)的一端设置有与净化池(10)相连的输入口(6)，所述净化罐(9)远离输入口(6)的一端设置有输出口(5)，所述内胆(901)和制冷室(14)均与输出口(5)连通。
4.根据权利要求3所述的一种稀有气体提纯氮气供给装置，其特征在于：所述制冷室(14)的内部设置有螺旋导向板(15)。
5.根据权利要求3所述的一种稀有气体提纯氮气供给装置，其特征在于；所述内胆(901)的内部设置有锥形导向块(16)，所述锥形导向块(16)的尖锥朝向输入口(6)。
6.根据权利要求3所述的一种稀有气体提纯氮气供给装置，其特征在于；所述内胆(901)的内壁设置有两端高中间低的导板(17)，所述内胆(901)的中部设置有排液管(7)，所述排液管(7)上设置有密封阀(18)。
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| CN202223054844.3U CN218860334U (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 一种稀有气体提纯氮气供给装置 |
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