高效率制氮方法及制氮系统技术方案

本发明专利技术公开了高效率制氮方法及制氮系统，应用在氮气制备领域，外部气体通过空气压缩机进行压缩，并从第一管路排放到空气后冷机中以进行压缩空气的冷却，之后空气过滤机构进行过滤，空气进入液气分离器中排除水分，并且从空气过滤器中对杂质进行过滤，之后通过开启的气动球阀输送到供料管路中，过程中对压缩空气的温度提高到一定温度范围再排放到制氢膜组的位置，如果需要对制取氮气的纯度进行调整，沿着膜管外管旋转转动连接管，使得内螺纹管转动并且通过螺纹带动外螺纹管沿着膜管外管的位置移动，使得气体阻挡板沿着受力固定杆移动，起到调整氮气在渗透管中正常渗透的长度，使得制氮纯度得以进行调控。制氮纯度得以进行调控。制氮纯度得以进行调控。

【技术实现步骤摘要】
高效率制氮方法及制氮系统


[0001]本专利技术涉及氮气制备领域，特别涉及高效率制氮方法及制氮系统。

技术介绍

[0002] 氮气为无色无味气体，氮气化学性质很不活泼，工业上应用的制氮机，可以分为深冷空分法、分子筛空分法和膜空分法，其中膜空分制法是以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。
[0003]中国专利CN112897480B，公开了一种变压吸附制氮系统及其制氮方法，包括空压机、压缩空气过滤组件、缓冲储气罐、吸附塔组、氮气罐、连接管路和阀门组，所述空压机、压缩空气过滤组件、缓冲储气罐、吸附塔组、氮气罐通过连接管路依次连通，所述阀门组设置在连接管路上，所述空压机的输入端设置有进气过滤装置，且用于空压机的进气过滤，提供了一种能够在制备氮气时可对空压机的进气初效的过滤和除杂，减少了后期过滤设备更换滤芯的频率，降低生产成本，减小后期过滤设备的除杂压力，保证后期过滤设备的过滤效果的变压吸附制氮系统及其制氮方法。
[0004]但在进行制氮过程中仍然无法直接对于制氮的纯度进行方便的调控，在进行氮气制取的过程中，有时不需要高纯度氮气，而在制取后需要根据所需纯度再进行调整，额外的调整纯度的工序不仅提升了成本，而且也降低了氮气制取的效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供高效率制氮方法及制氮系统，其优点是可以直接在制备过程中直接对制取的纯度进行一定程度上的调整，简化了纯度调整工序，提高工作效率的功能。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：高效率制氮系统，包括空气压缩机、安装在空气压缩机排气位置的第一管路，安装于第一管路远离空气压缩机一侧的空气后冷机，以及设置于空气后冷机排气位置的空气过滤机构和安装于空气过滤机构一端的供料管路，所述供料管路的外侧设置有制氮箱体，所述制氮箱体内侧的底部焊接有底支撑架，所述底支撑架的内侧放置有膜管机构，所述供料管路远离所述空气过滤机构的一侧焊接连接有分支管，所述制氮箱体的顶部设置有箱盖，所述膜管机构远离分支管的一侧栓接有排放管组。
[0007]采用上述技术方案，外部气体通过空气压缩机进行压缩，并从第一管路排放到空气后冷机中以进行压缩空气的冷却，之后空气过滤机构进行过滤，空气进入液气分离器中排除水分，并且从空气过滤器中对杂质进行过滤，之后通过开启的气动球阀输送到供料管路中，过程中对压缩空气的温度提高到一定温度范围再排放到制氢膜组的位置，如果需要对制取氮气的纯度进行调整，沿着膜管外管旋转转动连接管，使得内螺纹管转动并且通过螺纹带动外螺纹管沿着膜管外管的位置移动，使得气体阻挡板沿着受力固定杆移动，起到调整氮气在渗透管中正常渗透的长度，使得制氮纯度得以进行调控，供料管路中的压缩空气从分支管的位置进行分流，并且输送到膜管外管中，因为管架对气体进行的封堵，气体只
能通过渗透管进入，并且从多孔结构中将氮气之外的渗透气体排出，渗透气体通过渗透气排放口中排放，从另一侧管架中排出氮气，制取后的氮气排放到排放管组中，以便于进行收集。
[0008]本专利技术进一步设置为：所述空气过滤机构包括第二管路、液气分离器、空气过滤器、电加热器和气动球阀，所述第二管路栓接在空气后冷机的排气位置，所述液气分离器栓接在第二管路远离空气后冷机的一侧，所述空气过滤器栓接在液气分离器远离第二管路的一侧，所述电加热器栓接在空气过滤器远离液气分离器的一侧，所述气动球阀靠近电加热器的一侧栓接在电加热器的外侧，所述气动球阀远离电加热器一侧的内侧安装在供料管路的外侧。
[0009]采用上述技术方案，通过设置空气过滤器机构，在经过压缩后的空气通过液气分离器可以将潮湿的水分排出，设置的空气里过滤器使得空气更加纯洁，进一步降低内部杂质，电加热器可以便于对将要制取氢气的压缩空气进行加热。
[0010]本专利技术进一步设置为：所述电加热器的排风管外侧固定套接有温度表和压力表，所述温度表和压力表的检测头贯穿电加热器的排风管并伸入内部。
[0011]采用上述技术方案，通过设置温度表和压力表，可以便于对经过空气过滤机构的压缩空气进行温度和压力的检测，以便于进行监测调控。
[0012]本专利技术进一步设置为：所述膜管机构包括膜管外管、渗透气排放口、两个管架、若干渗透管、纯度调节组件和受力固定杆，所述膜管外管的底部固定卡接在底支撑架内侧开设的凹槽中，所述膜管外管靠近分支管的一侧连通在分支管靠近膜管外管的一侧，膜管外管远离分支管的一侧连通在排放管组靠近膜管外管的一侧，所述渗透气排放口熔接在所述膜管外管的顶部，所述管架固定连接在膜管外管的内侧，所述渗透管插接在管架的内侧，所述纯度调节组件转动连接在膜管外管的内侧，所述受力固定杆粘接连接在两个管架相对的一侧之间，渗透管为聚醯亚胺中空纤维材料制成的空心管。
[0013]采用上述技术方案，通过设置膜管机构，在压缩空气进入膜管外管内部的时候因为管架的限制，所以压缩空气会进入渗透管中并且进行渗透，随后经过纯度调节组件调整制取氮气的纯度，受力固定杆用于对管架的位置进行固定，从而起到对膜管外管进行固定的效果，制备时产生的气体从渗透气排放口排出。
[0014]本专利技术进一步设置为：所述膜管外管通过法兰与分支管栓接，所述膜管外管通过法兰与排放管组栓接。
[0015]采用上述技术方案，通过法兰将分支管、膜管外管和排放管进行连接，可以便于对其进行拆装，以根据需要灵活的取用膜管机构。
[0016]本专利技术进一步设置为：所述纯度调节组件包括转动连接管、内螺纹管、外螺纹管、气体阻挡板、稳固连接块和连接架，所述转动连接管卡接在膜管外管的内壁，所述膜管外管为截面为正圆形的空心容器，所述膜管外管分为两部分，并且通过转动连接管卡接，所述内螺纹管粘接在转动连接管的内侧，所述外螺纹管螺纹连接在内螺纹管的内侧，所述气体阻挡板固定连接在外螺纹管的内壁，所述气体阻挡板滑动连接在受力固定杆的表面，所述稳固连接块滑动连接在受力固定杆的表面，所述稳固连接块的表面与连接架焊接，所述连接架远离稳固连接块的一侧焊接在外螺纹管内侧远离气体阻挡板的一侧。
[0017]采用上述技术方案，通过设置纯度调节组件，在需要调整氮气制取纯度的时候，对
转动连接管进行转动，使得内螺纹管转动，带动外螺纹管沿着水平方向移动，以调整气体阻挡板的位置，以调整氮气在渗透管中渗透的长度，起到调整制氮纯度的效果。
[0018]本专利技术进一步设置为：所述受力固定杆的顶部固定连接有限位凸起，所述限位凸起的表面分别与气体阻挡板和稳固连接块滑动连接。
[0019]采用上述技术方案，通过设置限位凸起，可以便于对气体阻挡板和稳固连接块进行限位，避免其发生转动。
[0020]本专利技术进一步设置为：所述膜管外管的固定连接有防脱限位环，所述防脱限位环靠近外螺纹管的一侧与外螺纹管配合使用。
[0021]采用上述技术方案，通过设置防脱限位环，可以便于对外螺纹管的位置进行限定，避免其螺纹配合位置脱出内螺纹管的内部。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高效率制氮系统，包括空气压缩机（1）、安装在空气压缩机（1）排气位置的第一管路（2），安装于第一管路（2）远离空气压缩机（1）一侧的空气后冷机（3），以及设置于空气后冷机（3）排气位置的空气过滤机构（4）和安装于空气过滤机构（4）一端的供料管路（5），其特征在于，所述供料管路（5）的外侧设置有制氮箱体（6），所述制氮箱体（6）内侧的底部焊接有底支撑架（7），所述底支撑架（7）的内侧放置有膜管机构（8），所述供料管路（5）远离所述空气过滤机构（4）的一侧焊接连接有分支管（9），所述制氮箱体（6）的顶部设置有箱盖（10），所述膜管机构（8）远离分支管（9）的一侧栓接有排放管组（11）。2.根据权利要求1所述的高效率制氮系统，其特征在于，所述空气过滤机构（4）包括第二管路（401）、液气分离器（402）、空气过滤器（403）、电加热器（404）和气动球阀（405），所述第二管路（401）栓接在空气后冷机（3）的排气位置，所述液气分离器（402）栓接在第二管路（401）远离空气后冷机（3）的一侧，所述空气过滤器（403）栓接在液气分离器（402）远离第二管路（401）的一侧，所述电加热器（404）栓接在空气过滤器（403）远离液气分离器（402）的一侧，所述气动球阀（405）靠近电加热器（404）的一侧栓接在电加热器（404）的外侧，所述气动球阀（405）远离电加热器（404）一侧的内侧安装在供料管路（5）的外侧。3.根据权利要求2所述的高效率制氮系统，其特征在于，所述电加热器（404）的排风管外侧固定套接有温度表（13）和压力表（12），所述温度表（13）和压力表（12）的检测头贯穿电加热器（404）的排风管并伸入内部。4.根据权利要求1所述的高效率制氮系统，其特征在于，所述膜管机构（8）包括膜管外管（801）、渗透气排放口（802）、两个管架（803）、若干渗透管（804）、纯度调节组件（805）和受力固定杆（806），所述膜管外管（801）的底部固定卡接在底支撑架（7）内侧开设的凹槽中，所述膜管外管（801）靠近分支管（9）的一侧连通在分支管（9）靠近膜管外管（801）的一侧，膜管外管（801）远离分支管（9）的一侧连通在排放管组（11）靠近膜管外管（801）的一侧，所述渗透气排放口（802）熔接在所述膜管外管（801）的顶部，所述管架（803）固定连接在膜管外管（801）的内侧，所述渗透管（804）插接在管架（803）的内侧，所述纯度调节组件（805）转动连接在膜管外管（801）的内侧，所述受力固定杆（806）粘接连接在两个管架（803）相对的一侧之间，渗透管（804）为聚醯亚胺中空纤维材料制成的空心管。5.根据权利要求4所述的高效率制氮系统，其特征在于，所述膜管外管（801）通过法兰与分支管（9）栓接，所述膜管外管（801）通过法兰与排放管组（11）栓接。6.根据权利要求4所述的高效率制氮系统，其特征在于，所述纯度调节组件（805）包括转动连接管（8051）、内螺纹管（8052）、外螺纹管（8053）、气体阻挡板（8054）、稳固连接块...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐国栋，田志亮，盛铁军，丛茂荣，季小飞，
申请(专利权)人：如东县华盛化工有限公司，
类型：发明
国别省市：