用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高純氮氣中02、H2、CO2以及水分等各雜質(zhì)組分含量較純氮氣要低很多，見下表，一 是可以防止過多水分進入精餾塔后凍結(jié)而影響換熱，二是氮氣純度越高，越有利于溫度的 精準(zhǔn)控制。
[0004] 現(xiàn)有的氮氣供給方式有直接采購瓶裝高純氮氣，但是這種氮氣供給方式成本較 高，工業(yè)中很少采用。此外，還有一種供給方式是將制氧機產(chǎn)出的工業(yè)氮氣，即99. 99 %的純 氮氣，通過壓縮機壓縮到15Mpa后送入氮氣純化裝置，通過催化燃燒反應(yīng)去除其中的02、H 2、 CH4等雜質(zhì)，同時吸附CO 2和H 20,最終提純至99. 999%的高純氮氣，之后壓縮進鋼瓶內(nèi)。使 用時，將鋼瓶接入高純氮氣連接口處，送入稀有氣體氪氙塔內(nèi)。
[0005] 采用制氧機產(chǎn)出的工業(yè)氮氣供給方式存在的問題是：使用壓縮機成本較高，維護 和操作繁瑣，而且頻繁開停壓縮機以及氣瓶充裝等環(huán)節(jié)，加大了人工操作量，降低了生產(chǎn)效 果。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝 置，該氮氣供給裝置能避免頻繁開停壓縮機以及氣瓶充裝環(huán)節(jié)以及減少人工操作量，從而 提升生廣效率。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：
[0008] 一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，包括：
[0009] 用于產(chǎn)生液氮的制氧機，所述制氧機設(shè)有兩路輸出，一路輸出連接至液氮分離器， 另一路輸出連接至杜瓦罐；
[0010] 所述液氮分離器與用于冷凝稀有氣體的冷凝器相連；所述冷凝器的下部與用于提 取高純稀有氣體的精餾塔相連；所述精餾塔上設(shè)有稀有氣體調(diào)節(jié)閥和稀有氣體產(chǎn)品出口 閥；所述杜瓦罐還與冷凝器相連。
[0011] 所述制氧機與液氮分離器之間設(shè)有第一液氮調(diào)節(jié)閥。
[0012] 所述液氮分離器與冷凝器之間還設(shè)有高純氮壓力調(diào)節(jié)閥。
[0013] 所述杜瓦罐與冷凝器之間設(shè)有第二液氮調(diào)節(jié)閥。
[0014] 所述液氮分離器的上部設(shè)有第一氮氣放空閥，所述冷凝器的上部設(shè)有第二氮氣放 空閥。
[0015] 所述杜瓦罐還與制氧機之間設(shè)有杜瓦罐入口閥。
[0016] 所述杜瓦罐還與高純氮壓力調(diào)節(jié)閥之間設(shè)有杜瓦罐出口閥。
[0017] 所述制氧機提供的液氮壓力大于0. 3Mpa。
[0018] 所述制氧機與杜瓦罐之間采用不銹鋼真空管道連接。
[0019] 所述稀有氣體包括氣氣和氣氣。
[0020] 在制氧機工況穩(wěn)定，產(chǎn)出的氧氣和氮氣純度合格時，產(chǎn)出的液氮產(chǎn)品都能滿足本 實用新型的要求，因此，本實用新型對既有制氧機又有稀有氣體提純裝置的生產(chǎn)廠家均適 用。該裝置自投運以來，運行效果良好。該供給裝置的優(yōu)點有：
[0021] (1)杜瓦罐的成本較氮氣凈化裝置和壓縮機低很多，前期投資少，操作簡單且容易 獲得；
[0022] (2)該裝置簡化了流程，避免了氮氣凈化環(huán)節(jié)中純度不達標(biāo)的問題，生產(chǎn)可靠性大 幅提升；
[0023] (3)由于減少了壓縮機，設(shè)備運行維護成本低，且避免了頻繁開停壓縮機以及氣瓶 充裝等環(huán)節(jié)，人工操作量大大減少，生產(chǎn)效率得到有效提升；因此，該裝置具有推廣的普及 意義。
【附圖說明】
[0024] 圖1是原高純氮氣供給裝置示意圖；
[0025] 圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 其中，1.制氧機，2.隔膜式壓縮機，3.氮氣凈化裝置，4.鋼瓶，5.氣瓶出口截止 閥，6.高純氮壓力調(diào)節(jié)閥，7.第二氮氣放空閥，8.冷凝器，9.精餾塔，10.稀有氣體調(diào)節(jié) 閥，11.稀有氣體產(chǎn)品出口閥，12.第一液氮調(diào)節(jié)閥，13.液氮分離器，14.第一氮氣放空閥， 15.第二液氮調(diào)節(jié)閥，16.杜瓦罐，17.杜瓦罐入口閥，18.杜瓦罐出口閥。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明：
[0028] 如圖1所示，原高純氮氣供給裝置工作時，稀有氣體從稀有氣體調(diào)節(jié)閥10進入精 餾塔9,制氧機1產(chǎn)出的液氮經(jīng)過第一液氮調(diào)節(jié)閥12進入液氮分離器13,通過第一氮氣放 空閥14將液氮夾帶的低溫氮氣排放掉來控制液氮分離器液位；液氮再通過第二液氮調(diào)節(jié) 閥15進入冷凝器7中，作為精餾塔的冷源，蒸發(fā)后的氮氣從第二氮氣放空閥7處放掉。
[0029] 制氧機1產(chǎn)出的氮氣經(jīng)過隔膜式壓縮機2壓縮至14_15Mpa，進入氮氣凈化裝置3 中，通過催化燃燒反應(yīng)去除其中的〇 2、H2、CH4等雜質(zhì)，同時吸附CO 2和H 20,最終提純至高純 氮氣，之后壓縮進鋼瓶4內(nèi)。向冷凝器8輸送時，打開氣瓶出口截止閥5,通過高純氮壓力調(diào) 節(jié)閥6控制冷凝器內(nèi)高純氮壓力，進而控制精餾塔9內(nèi)的精餾壓力，最后精餾出來的稀有氣 體通過稀有氣體產(chǎn)品出口閥11輸出。
[0030] 如圖2所示，本實用新型的用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，包括：
[0031] 用于產(chǎn)生液氮的制氧機1，所述制氧機1設(shè)有兩路輸出，一路輸出連接至液氮分離 器13,另一路輸出連接至杜瓦罐16 ;所述液氮分離器13與用于冷凝稀有氣體的冷凝器8相 連；所述冷凝器8的下部與用于提取高純稀有氣體的精餾塔9相連；所述精餾塔9上設(shè)有稀 有氣體調(diào)節(jié)閥10和稀有氣體產(chǎn)品出口閥11 ;所述杜瓦罐16還與冷凝器8相連。
[0032] 所述制氧機1與液氮分離器13之間設(shè)有第一液氮調(diào)節(jié)閥12。
[0033] 所述液氮分離器13與冷凝器8之間還設(shè)有高純氮壓力調(diào)節(jié)閥6。
[0034] 所述杜瓦罐16與冷凝器8之間設(shè)有第二液氮調(diào)節(jié)閥15。
[0035] 所述液氮分離器13的上部設(shè)有第一氮氣放空閥14,所述冷凝器8的上部設(shè)有第二 氮氣放空閥7。
[0036] 所述杜瓦罐16還與制氧機1之間設(shè)有杜瓦罐入口閥17。
[0037] 所述杜瓦罐16還與高純氮壓力調(diào)節(jié)閥6之間設(shè)有杜瓦罐出口閥18。
[0038] 所述制氧機1提供的液氮壓力大于0. 3Mpa。
[0039] 所述制氧機1與杜瓦罐16之間采用不銹鋼真空管道連接。
[0040] 所述稀有氣體包括氣氣和氣氣。
[0041] 所述杜瓦罐16承受壓力大于2. OMpa，能夠自升壓且有穩(wěn)壓裝置。
[0042] 本實用新型的用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置工作的前提條件為：制氧機產(chǎn)出 的液氮中各雜質(zhì)組分含量與高純氮氣相近。
[0043] 本實用新型的工作原理為：
[0044] 稀有氣體從稀有氣體調(diào)節(jié)閥10進入精餾塔9,制氧機1產(chǎn)出的液氮一部分經(jīng)過第 一液氮調(diào)節(jié)閥12進入液氮分離器13,通過第一氮氣放空閥14將液氮夾帶的低溫氮氣排放 掉，來控制液氮分離器液位，液氮再通過第二液氮調(diào)節(jié)閥15進入冷凝器7中，作為精餾塔9 的冷源，蒸發(fā)后的氮氣從第二氮氣放空閥7處放掉。
[0045] 另一部分液氮通過打開杜瓦罐入口閥17進入杜瓦罐16內(nèi)，直至液位達到2/3以 上，當(dāng)需要向冷凝器8供高純氮氣時，打開升壓閥，液氮在盤管中吸收環(huán)境溫度后蒸發(fā)為高 純氮氣，再回到杜瓦罐16中使杜瓦罐16內(nèi)壓力不斷升高，直至到精餾所需壓力為止，然后 打開杜瓦罐出口閥18,通過高純氮氣調(diào)節(jié)閥5控制進入冷凝器8的高純氮壓力和流量，進而 控制精餾塔9內(nèi)精餾壓力，最后精餾出來的稀有氣體通過稀有氣體產(chǎn)品出口閥11輸出。
[0046] 上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新 型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范 圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，包括： 用于產(chǎn)生液氮的制氧機，所述制氧機設(shè)有兩路輸出，一路輸出連接至液氮分離器，另一 路輸出連接至杜瓦罐； 所述液氮分離器與用于冷凝稀有氣體的冷凝器相連；所述冷凝器的下部與用于提取高 純稀有氣體的精餾塔相連；所述精餾塔上設(shè)有稀有氣體調(diào)節(jié)閥和稀有氣體產(chǎn)品出口閥；所 述杜瓦罐還與冷凝器相連。2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述制 氧機與液氮分離器之間設(shè)有第一液氮調(diào)節(jié)閥。3. 如權(quán)利要求1所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述液 氮分離器與冷凝器之間還設(shè)有高純氮壓力調(diào)節(jié)閥。4. 如權(quán)利要求1所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述杜 瓦罐與冷凝器之間設(shè)有第二液氮調(diào)節(jié)閥。5. 如權(quán)利要求1所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述液 氮分離器的上部設(shè)有第一氮氣放空閥，所述冷凝器的上部設(shè)有第二氮氣放空閥。6. 如權(quán)利要求1所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述杜 瓦罐還與制氧機之間設(shè)有杜瓦罐入口閥。7. 如權(quán)利要求3所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述杜 瓦罐還與高純氮壓力調(diào)節(jié)閥之間設(shè)有杜瓦罐出口閥。8. 如權(quán)利要求1所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述制 氧機提供的液氮壓力大于0. 3Mpa。9. 如權(quán)利要求1所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述制 氧機與杜瓦罐之間采用不銹鋼真空管道連接。10. 如權(quán)利要求1所述的一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，其特征在于，所述稀 有氣體包括氣氣和氣氣。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于稀有氣體提純的氮氣供給裝置，包括：用于產(chǎn)生液氮的制氧機，所述制氧機設(shè)有兩路輸出，一路輸出連接至液氮分離器，另一路輸出連接至杜瓦罐；所述液氮分離器與用于冷凝稀有氣體的冷凝器相連；所述冷凝器的下部與用于提取高純稀有氣體的精餾塔相連；所述精餾塔上設(shè)有稀有氣體調(diào)節(jié)閥和稀有氣體產(chǎn)品出口閥；所述杜瓦罐還與冷凝器相連。本實用新型的結(jié)構(gòu)由于減少了壓縮機，設(shè)備運行維護成本低，且避免了頻繁開停壓縮機以及氣瓶充裝等環(huán)節(jié)，人工操作量大大減少，生產(chǎn)效率得到有效提升。
【IPC分類】F25J3/02
【公開號】CN204693950
【申請?zhí)枴緾N201520408002
【發(fā)明人】陳增凱, 劉慶玉, 李宗輝, 丁玲, 李全龍, 裴承武, 常松松, 程磊, 王繼松, 黃寧
【申請人】濟南鮑德氣體有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月12日