[发明专利]集成制氮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种制氮设备，具体涉及一种能够制备出连续无脉动氮气的固定式制氮设备。

背景技术

氮气应用范围广泛，可适用于石油开采提高采油率；适用于化工行业可起到惰性保护、干燥、压力输送、管道吹扫、氮气封锁等；适用于食品仓储可用于果蔬保鲜、饮料搅拌、包装等；电力电缆应用于干法聚乙烯交联保护、电子焊接保护等；医药领域应用于气态运输、包装等；冶金行业应用于热处理；煤矿行业应用于惰化防灭火等。目前在这些领域使用的氮气装置基本属于灌装的氮气瓶组在供气，没有足够气源对连续作业和工作提供可靠的保护气，另一种现场使用方式为分别独立的空压机设备、缓冲罐、及制氮机和连接管线，投资大、劳动强度大、受气源的制约大，结构松散、占地面积大、连接需要的管线长、移动困难、操作使用不便等缺点。

发明内容

本发明的目的是要提供一种使用方便、占地面积小、运输和移动方便、可靠性高、工作效率高且节约时间和能源、使用方便快捷、灵活的集成制氮机。

本发明的目的是这样实现的：一种集成制氮机，空气压缩机通过连接管线与油水分离装置连接，油水分离装置与聚结过虑器连接，第一聚结过滤器与碳过滤器连接，碳过滤器与换热器连接，在换热器连接有第二聚结过滤器，第二聚结过滤器通过连接管与分离膜组连接，分离膜组上设有富氧气体出口和氮气出口，分离膜组与氮气出口之间设有纯度调节阀和排放支路。

油水分离装置由第一油水分离器和第二油水分离器串联而成。空气压缩机采用喷油螺杆式压缩机。集成制氮机上还设有氧气纯度在线检测系统。氧气纯度在线检测系统主要由减压阀、流量计，与流量计连接的氧电池以及与电氧池连接的微控制单元构成。

本发明提供的集成制氮机，具有以下有益效果：

1、一体化集成设计。装置集成了空气压缩机、工艺散热器、空气预处理系统、制氮机，以及控制、仪表和连接管线，整套装置集成安装在一个带有通风装置的静音外罩内，实现压缩、净化、空分制氮的全过程。

2、压缩气体余热循环利用。气体压缩所释放的热量需要经过后冷却器换热，以达到后续工艺流程的设计温度，这些热量不仅被白白的浪费掉，而且还需要系统消耗能量以换热。本发明设计有工艺气热交换器，将未经冷却的压缩气体作为热介质，为冷气加热，一方面改变了常规的电加热方式，大大减少了系统耗电量；另一方面，将热气进行了预冷，降低了后冷却器的热负荷，降低制造和使用成本。

3、无脉动设计。空气压缩机为喷油螺杆式压缩机，气体输出无脉动，无需配置缓冲罐。

4、一键式操作。先进的全自动检测与控制工艺，能够准确的的完成设备性能，流量、纯度以及气体处理结果等任务的检测，实现气体纯度无级调整、定时定点的排污、数据远传功能和故障报警与停机功能。

5、在线闭环氧气纯度检测控制系统可实现氧气纯度0％～7％之间连续的自动调节控制。

通过本机得到的氮气，气体纯度在95％～99.5％范围内连续可调，气体压力为15～18bar，流量范围10NM³/H-200NM³/H。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的设备流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种集成制氮机，空气压缩机1通过连接管线与油水分离装置连接，油水分离装置与聚结过虑器3连接，第一聚结过滤器3与碳过滤器4连接，碳过滤器4与换热器5连接，在换热器5连接有第二聚结过滤器6，第二聚结过滤器6通过连接管11与分离膜组7连接，分离膜组7上设有富氧气体出口8和氮气出口9。油水分享装置由第一油水分离器2和第二油水分离器10串联而成。空气压缩机1采用喷油螺杆式压缩机。分离膜组7与氮气出口9之间设有纯度调节阀17和排放支路18。

集成制氮机上还设有氧气纯度在线检测系统。氧气纯度在线检测系统主要由减压阀12、流量计13，与流量计连接的氧电池14以及与电氧池14连接的微控制单元15构成。

本发明的工作原理如下：

自然界的空气通过电机驱动的空气压缩机1压缩到2.4MPa，压缩后的空气通过第一油水分离器2和第二油水分离器10除水、除油后由第一聚结过滤器3过滤后再由碳过滤器进行过滤，过滤后的气体进入换热器5加热，从换热器5出来的气体经第二聚结过滤器6过滤后由连接管11送至分离膜组7进行氧氮分离，产生的氮气将通过工艺管线由氮气出口9输送到用气设备的进口，富氧通过富氧气体出口8进行排空处理。各油水分离器，聚结过滤器产生的污水通过排污管16集中排放。

本发明中的氧气纯度在线检测系统装置是由采样监测、纯度控制等环节组成，采用过程控制器和微处理器等构成微控单元15，纯度控制是自动调控的，由外部任意设定。经减压阀12减压和流量计13计量的气体由氧电池15实时随机检测气体含氧量，同时过程控制器与设定值进行比较，自动将纯度调节在设定的数值上。控制系统还设计有气体达标自动排放的排放支路18，可将所需产品气纯度设定，即设定排放切换点。当由纯度控制阀调节17达到设定纯度，即含氧量低于设定排放点时，气体通过合格产气支路输入使用点；而当含氧量高于设定排放点时，即产品气达不到设定纯度时，微控单元15将排放支路18自动打开，将超标气体排空。通过本装置，可以向客户提供氧气产品气纯度在0％～7％之间连续的自动调节控制。采用高精度电动纯度调节阀，在起动后的10分钟内达到设定的纯度。