專利名稱：一種氮?dú)饧兓椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮?dú)饧兓椒ā?br> 背景技術(shù)：
由壓縮空氣經(jīng)變壓吸附制得的氮?dú)庵型ǔ；煊醒鯕怆s質(zhì)，氮?dú)饧兌纫话銥?97% _99.5%，為獲得高純度99. 999%以上的氮?dú)?，通常要加氫純化，即在鈀觸媒的作用下 兩份氫氣和一份氧氣燃燒，反應(yīng)生成水，然后除去氮?dú)庵械姆磻?yīng)產(chǎn)物水，即可獲得高純氮 氣。在現(xiàn)有的純化工藝方法中，如圖l所示，混有氧氣雜質(zhì)的氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^輸入管道進(jìn)入 預(yù)混罐6'中，在預(yù)混罐6'內(nèi)氮?dú)庵械难鯕夂蜌錃獬浞只旌?，氫氣的加入量是手動調(diào)節(jié)閥門 控制的，在氮?dú)獾妮斎牍艿郎嫌辛髁坑?jì)、壓力表、氧含量分析儀，根據(jù)流量參數(shù)、壓力參數(shù)、 純度參數(shù)，可手工計(jì)算出氮?dú)庵醒鯕獾暮浚纱说玫叫枰募託淞??；煊醒鯕怆s質(zhì)的氮?dú)?和氫氣充分混合得到的混合氣接著進(jìn)入除氧器l'，在除氧器1內(nèi)，氫氣和氧氣燃燒反應(yīng)生 成水，通過燃燒去除掉氮?dú)庵械难鯕怆s質(zhì)，但是在氮?dú)庵写嬖诜磻?yīng)產(chǎn)物水，含水的氮?dú)膺M(jìn)入 冷卻器2'，因?yàn)闅溲醴磻?yīng)是放熱的，則氮?dú)獾臏囟容^高，冷卻器2'冷卻氮?dú)庵脸兀⒖梢?將氮?dú)庵械囊徊糠炙鋮s成液態(tài)，脫除下來，接著氮?dú)馑腿肜涓蓹C(jī)3'中，冷干機(jī)3'對氮?dú)?冷凍干燥，進(jìn)一步脫水，降低氮?dú)庵械暮?，然后氮?dú)庥直凰腿敫稍锲?'中，干燥器4'中 采用吸附劑分子篩吸水，進(jìn)一步降低氮?dú)庵械暮?，?jīng)過干燥器4'后氮?dú)庵械暮炕?者說露點(diǎn)溫度為-20度左右，最后氮?dú)庠俳?jīng)過濾器5'過濾掉粉塵、顆粒雜質(zhì)，即得到純化后 的氮?dú)猓蒙鲜霈F(xiàn)有方法制得的氮?dú)庖蚶鋮s干燥脫水不充分，其含水量仍較高，無法得到高 純氮?dú)狻?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種冷卻干燥脫水充分的氮?dú)饧兓椒ā?為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種氮?dú)饧兓椒?，該方法包括以?步驟 (1)混有氧氣雜質(zhì)的氮?dú)?、氫氣通過管道輸入除氧器中，所述除氧器有多個，所述 多個除氧器依次相順序串接； (2)氮?dú)饨?jīng)多級除氧后，輸入冷卻器中，所述冷卻器有多個，所述多個冷卻器依次 相順序串接； (3)氮?dú)饨?jīng)多級除水后，輸入冷干機(jī)中，對氮?dú)饫鋬雒撍?
(4)然后氮?dú)膺M(jìn)入汽水分離器中，進(jìn)一步脫水； (5)接著氮?dú)膺M(jìn)入干燥器中，所述干燥器有多個，分成兩組，所述兩組干燥器交替 循環(huán)工作，每組內(nèi)有多個干燥器，該多個干燥器依次相順序串接；
(6)氮?dú)饨?jīng)干燥后，過濾，去除雜質(zhì)，即得到純化后的氮?dú)狻?在上述步驟(1)中，氮?dú)廨斎氲墓艿郎显O(shè)有流量計(jì)、壓力傳感器、氧含量分析儀， 氫氣輸入的管道上設(shè)有質(zhì)量流量控制器，所述質(zhì)量流量控制器上連接主控制器，所述流量計(jì)、所述壓力傳感器、所述氧含量分析儀均與所述主控制器相通信，流量計(jì)送出的流量信
號、壓力傳感器送出的壓力信號、氧含量分析儀送出的純度信號傳輸至主控制器，該主控制
器發(fā)出控制信號至所述質(zhì)量流量控制器，控制所述質(zhì)量流量控制器上閥門的開度。
由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，其優(yōu)點(diǎn)如下在除氧器中氮?dú)庵械难鯕饪膳c
氫氣燃燒反應(yīng)生成水，混有水蒸氣的氮?dú)饨?jīng)多級冷卻器的冷卻除水、冷干機(jī)的冷凍干燥、汽
水分離器的脫水、多級干燥器的干燥除水后，氮?dú)獾穆饵c(diǎn)溫度可降至-80度左右，此時氮?dú)?br> 中幾乎無水，最后，氮?dú)庠俳?jīng)過濾器去除粉塵、顆粒物等雜質(zhì)后，可得到純度為99. 999 %的氮?dú)狻?br>

附圖1為現(xiàn)有技術(shù)的氮?dú)饧兓椒ǖ牧鞒虉D；
附圖2為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。 —種氮?dú)饧兓椒?，該方法包括以下步驟(l)混有氧氣雜質(zhì)的氮?dú)狻錃馔ㄟ^管 道輸入除氧器1中，除氧器有多個，多個除氧器1依次相順序串接；(2)氮?dú)饨?jīng)多級除氧后， 輸入冷卻器2中，冷卻器有多個，多個冷卻器2依次相順序串接；(3)氮?dú)饨?jīng)多級除水后，輸 入冷干機(jī)3中，對氮?dú)饫鋬雒撍?4)然后氮?dú)膺M(jìn)入汽水分離器4中，進(jìn)一步脫水；(5)接著 氮?dú)膺M(jìn)入干燥器5中，干燥器有多個，分成兩組，兩組干燥器5交替循環(huán)工作，每組內(nèi)有多個 干燥器，該多個干燥器5依次相順序串接；(6)氮?dú)饨?jīng)干燥后，過濾，去除雜質(zhì)，即得到純化 后的氮?dú)狻?在圖2中，混有氧氣雜質(zhì)的氮?dú)?、氫氣通過各自的管道輸入除氧器1中，除氧器有 兩個，該兩個除氧器1相串接，用于兩級除氧，在除氧器1內(nèi)，氫氣和氧氣燃燒生成水，設(shè)計(jì) 兩級除氧器l，可以讓氫氣和氧氣在觸媒的作用下充分燃燒反應(yīng)，由于該燃燒反應(yīng)會產(chǎn)生大 量的熱，因此混有水蒸氣的氮?dú)鉁囟群芨?，除氧器的下游連著冷卻器2，冷卻器有兩個，相串 接，用于兩級冷卻脫水，冷卻器上通過工業(yè)循環(huán)水冷卻，可對氮?dú)饨禍?，氮?dú)獾穆饵c(diǎn)溫度一 般可降溫至30度，部分水蒸氣冷凝下來成為液態(tài)水排出，冷卻器的下游連有冷干機(jī)3，冷干 機(jī)是根據(jù)冷凍除濕原理，將氮?dú)鈴?qiáng)制通過蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換而降溫，使氮?dú)庵袣鈶B(tài)的水經(jīng) 過等壓冷卻，凝結(jié)成液態(tài)的水，通過自動排水器排出系統(tǒng)外。經(jīng)過冷干機(jī)3對氮?dú)獾睦鋬龈?燥，氮?dú)獾穆饵c(diǎn)溫度可下降至-17度左右，冷干機(jī)3的下游連有汽水分離器4，汽水分離器4 中設(shè)有不銹鋼絲網(wǎng)，氮?dú)饨?jīng)過不銹鋼絲網(wǎng)，部分水會冷凝在不銹鋼絲網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)對氮?dú)獾倪M(jìn) 一步脫水，此時氮?dú)獾穆饵c(diǎn)溫度一般為-60度。汽水分離器4的下游連有干燥器5，干燥器 5 —共有四個，分成兩組，每組兩個，圖2中兩個干燥器為吸干機(jī)塔和干燥器，吸干機(jī)塔中填 充有吸附劑三氧化二鋁，干燥器中填充有吸附劑分子篩，氮?dú)鈴钠蛛x器4中輸出送入 吸干機(jī)塔和干燥器中，吸附劑進(jìn)一步吸收氮?dú)庵械乃?，從干燥器中輸出氮?dú)獾穆饵c(diǎn)溫度 一般為-80度，實(shí)現(xiàn)對氮?dú)獾纳疃让撍?，此時氮?dú)庵械乃呀?jīng)基本脫除，最后氮?dú)庠俳?jīng)過濾 器6過濾，在前序的步驟中，氮?dú)庠诮?jīng)過管道、吸附劑的表面時，可能會混入雜質(zhì)、粉塵、顆 粒物等，因此需要過濾，過濾器6脫除氮?dú)庵械碾s質(zhì)，提高氮?dú)獾臐崈舳?，此時可得到清潔的氮?dú)猓獨(dú)獾募兌瓤蛇_(dá)到99. 999% 。在上述的干燥器5中，兩組干燥器， 一組工作時，另一 組再生，再生時只要在干燥器5中通入干燥的氮?dú)猓墒刮絼┲械乃菝撾x，吸附劑可重 新使用，吸附水份。 在上述步驟(1)中，氮?dú)廨斎氲墓艿郎显O(shè)有流量計(jì)7、壓力傳感器8、氧含量分析儀 9，氫氣輸入的管道上設(shè)有質(zhì)量流量控制器IO，質(zhì)量流量控制器10上連接主控制器，流量計(jì) 7、壓力傳感器8、氧含量分析儀9均與主控制器相通信，流量計(jì)7送出的流量信號、壓力傳 感器8送出的壓力信號、氧含量分析儀9送出的純度信號傳輸至主控制器，該主控制器發(fā)出 控制信號至質(zhì)量流量控制器IO，控制質(zhì)量流量控制器10上閥門的開度，即精確控制氫氣的 輸入量，實(shí)現(xiàn)氫氧的精確配比，保證氫氣和氧氣充分燃燒。如果氮?dú)庵械难鯕夂堪l(fā)生了波 動，則相應(yīng)的，流量計(jì)7送出的流量信號、壓力傳感器8送出的壓力信號、氧含量分析儀9送 出的純度信號會發(fā)生瞬時變化，主控制器會根據(jù)變化的信號及時發(fā)出相應(yīng)的控制信號給質(zhì) 量流量控制器IO，質(zhì)量流量控制器10調(diào)節(jié)閥門的開度，及時調(diào)整氫氣的輸入量，以保證氫 氧的配比。氮?dú)庵械难鯕夂孔兓勺詣臃答亴?dǎo)致配氫量的變化，防止氫氧反應(yīng)時配比的 不協(xié)調(diào)造成氮?dú)庵谢烊脒^量的氧氣或者氫氣，降低氮?dú)獾募兌取?br> 權(quán)利要求
一種氮?dú)饧兓椒?，其特征在于該方法包括以下步驟(1)混有氧氣雜質(zhì)的氮?dú)狻錃馔ㄟ^管道輸入除氧器中，所述除氧器有多個，所述多個除氧器依次相順序串接；(2)氮?dú)饨?jīng)多級除氧后，輸入冷卻器中，所述冷卻器有多個，所述多個冷卻器依次相順序串接；(3)氮?dú)饨?jīng)多級除水后，輸入冷干機(jī)中，對氮?dú)饫鋬雒撍?4)然后氮?dú)膺M(jìn)入汽水分離器中，進(jìn)一步脫水；(5)接著氮?dú)膺M(jìn)入干燥器中，所述干燥器有多個，分成兩組，所述兩組干燥器交替循環(huán)工作，每組內(nèi)有多個干燥器，該多個干燥器依次相順序串接；(6)氮?dú)饨?jīng)干燥后，過濾，去除雜質(zhì)，即得到純化后的氮?dú)狻?br> 2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種氮?dú)饧兓椒?，其特征在于在上述步驟(1)中，氮?dú)?輸入的管道上設(shè)有流量計(jì)、壓力傳感器、氧含量分析儀，氫氣輸入的管道上設(shè)有質(zhì)量流量控 制器，所述質(zhì)量流量控制器上連接主控制器，所述流量計(jì)、所述壓力傳感器、所述氧含量分 析儀均與所述主控制器相通信，流量計(jì)送出的流量信號、壓力傳感器送出的壓力信號、氧含 量分析儀送出的純度信號傳輸至主控制器，該主控制器發(fā)出控制信號至所述質(zhì)量流量控制 器，控制所述質(zhì)量流量控制器上閥門的開度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氮?dú)饧兓椒?，該方法中混有氧氣雜質(zhì)的氮?dú)狻錃馔ㄟ^管道輸入除氧器中，在除氧器中氮?dú)庵械难鯕饪膳c氫氣燃燒反應(yīng)生成水，混有水蒸氣的氮?dú)饨?jīng)多級冷卻器的冷卻除水、冷干機(jī)的冷凍干燥、汽水分離器的脫水、多級干燥器的干燥除水后，氮?dú)獾穆饵c(diǎn)溫度可降至-80度左右，此時氮?dú)庵袔缀鯚o水，最后，氮?dú)庠俳?jīng)過濾器去除粉塵、顆粒物等雜質(zhì)后，可得到純度為99.999％的氮?dú)狻?br> 文檔編號C01B21/04GK101700878SQ200910186040
公開日2010年5月5日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者尹泉生, 張文波, 顏庭勇 申請人:張文波