本發(fā)明涉及氣體純化，尤其涉及一種循環(huán)式氮?dú)饧兓骷爸频椒ā?/p>

背景技術(shù)：

1、氮?dú)庠诨?、電子、金屬加工、食品保鮮、醫(yī)療衛(wèi)生等多個(gè)領(lǐng)域有著重要的作用，目前，在氮?dú)獾募兓^程中，一般包括以下步驟：壓縮、過濾、催化除氧、吸附、冷卻與干燥以及純度檢驗(yàn)。而常用的氮?dú)饷撗醴绞接屑託涿撗?、吸附脫氧、反?yīng)脫氧三種，其中，加氫脫氧是在催化劑作用下，普氮中殘余氧和加入的氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水，再通過干燥除去水分，獲得高純氮，但成品氮中h2量可能過高，可能無(wú)法滿足某些特定應(yīng)用。吸附脫氧是采用金屬與氧反應(yīng)，生成金屬氧化物的原理，一般適用于?原料氮?dú)庵泻趿俊?.1％的情況，原料氣中氧含量更高時(shí)，脫氧劑裝量會(huì)增加很多，且脫氧劑需要再生，會(huì)有再生氣放空。而反應(yīng)脫氧是在碳載型催化劑作用下（在一定溫度下），普氮中的殘氧和催化劑本身提供的碳發(fā)生反應(yīng)，生成co2，再經(jīng)過后級(jí)除co2和h2o獲得高純氮?dú)?；但需要定期清理碳載型催化劑與氧反應(yīng)后生成的灰塵，還需要定期補(bǔ)充碳載型催化劑，提高了使用成本。

2、因此，現(xiàn)有技術(shù)中，也有通過膜分離材料對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行純化，但目前在進(jìn)行氮?dú)饧兓^程中，一般是直接將壓縮空氣通入膜分離材料，但由于膜的滲透性受到溫度、濕度等環(huán)境因素的影響較大，而且壓縮空氣中還存在灰塵等雜質(zhì)，影響膜分離材料的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種循環(huán)式氮?dú)饧兓骷爸频椒?，通過采用吸附與膜分離進(jìn)行氮?dú)庋h(huán)純化，并在循環(huán)純化過程中，能夠?qū)ξ讲牧虾湍げ牧线M(jìn)行重生，延長(zhǎng)吸附材料與膜材料的使用壽命，提高純化器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題：

3、一種循環(huán)式氮?dú)饧兓?，包括依次連通的吸附塔、緩存罐、汽水分離器和膜分離組件，所述膜分離組件上設(shè)置有第一循環(huán)組件，所述第一循環(huán)組件與吸附塔以及緩存罐連通，用于對(duì)吸附塔再生以及循環(huán)制氮。

4、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過設(shè)置的吸附塔，能夠?qū)嚎s空氣中的痕量氣體以及灰塵等去除，再通過緩存罐，對(duì)氣體進(jìn)行緩存，避免直接沖擊膜分離組件，而通過汽水分離器，將氣體中的水分去除，從而使氣體中水汽、痕量氣體以及灰塵被去除后，降低對(duì)膜分離組件的影響，再通過循環(huán)組件作用，使純化后的氮?dú)饽軌驅(qū)ξ剿约澳し蛛x組件進(jìn)行再生，一方面，延長(zhǎng)吸附材料與膜材料的使用壽命，另一方面，使用純化后的氮?dú)猓苊庖肫渌麣怏w，同時(shí)，能夠降低能耗。

5、進(jìn)一步，所述膜分離組件包括第一膜分離器和第二膜分離器，所述第一膜分離器與汽水分離器連通，所述第二膜分離器與第一膜分離器連通。

6、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過第一膜分離器和第二膜分離器，能夠?qū)Φ獨(dú)膺M(jìn)行循環(huán)純化，提高氮?dú)獾募兌龋€能夠在其中一個(gè)膜分離器出問題時(shí)，起到備用作用，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性。

7、進(jìn)一步，所述第一膜分離器與第二膜分離器之間設(shè)置有氮?dú)饧兌确治鰞x和第一閥門。

8、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過采用氮?dú)饧兌确治鰞x，能夠檢測(cè)氮?dú)獾募兌?，便于?duì)純化后的氮?dú)膺M(jìn)行進(jìn)一步處理。

9、進(jìn)一步，所述第一循環(huán)組件包括第一循環(huán)管和第二循環(huán)管，所述第一循環(huán)管和第二循環(huán)管的一端均連通在膜分離組件上，所述第一循環(huán)管和第二循環(huán)管的自由端均連通在吸附塔上，所述第二循環(huán)管的自由端還連通在緩存罐上。

10、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過第一循環(huán)管與第二循環(huán)管，能夠?qū)ξ剿M(jìn)行重生，而通過第二循環(huán)管與緩存罐連通，能夠?qū)⒓兓^程中，未及時(shí)純化的氣體排入緩存罐內(nèi)，從而提高膜分離器的分離效率。

11、進(jìn)一步，所述第二循環(huán)管包括主管、第一支管和第二支管，所述主管的一端連通在膜分離組件上，所述第一支管的一端連通在主管上，另一端連通在吸附塔上，所述第二支管的一端連通在主管上，另一端連通在緩存罐上。

12、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過主管、第一支管和第二支管的相互配合，能夠?qū)⒛し蛛x器中的氣體分別輸送至吸附塔和緩存罐，簡(jiǎn)單、實(shí)用。

13、進(jìn)一步，所述吸附塔與緩存罐之間設(shè)置有氣體分析儀。

14、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過氣體分析儀，能夠檢測(cè)經(jīng)過吸附塔吸附后，氣體的含量，便于后續(xù)操作。

15、進(jìn)一步，所述純化器還包括干燥塔和存儲(chǔ)罐，所述膜分離組件與干燥塔循環(huán)設(shè)置有第二循環(huán)組件，所述干燥塔與存儲(chǔ)罐連通，用于對(duì)經(jīng)過干燥的氣體進(jìn)行存儲(chǔ)。

16、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過干燥塔能夠?qū)兓蟮牡獨(dú)膺M(jìn)行再次干燥，有利于氮?dú)獾拇鎯?chǔ)。

17、進(jìn)一步，所述第二循環(huán)組件包括第三循環(huán)管和第四循環(huán)管，所述第三循環(huán)管的一端連接在位于氮?dú)饧兌确治鰞x之后的管道上，另一端連接在干燥塔上，所述第四循環(huán)管的一端連接在第二膜分離器上，另一端連接在干燥塔上。

18、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過第三循環(huán)管和第四循環(huán)管，能夠?qū)Φ谝荒し蛛x器和第二膜分離器進(jìn)行重生，延長(zhǎng)第一膜分離器和第二膜分離器的使用壽命。

19、進(jìn)一步，所述第三循環(huán)管上連通有第三支管，所述第三支管的自由端與第一膜分離器連通。

20、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過第三支管，能夠?qū)Φ谝荒し蛛x器進(jìn)行重生。

21、本申請(qǐng)還公開了一種如上述所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓鞯闹频椒ǎ鲋频椒òㄒ韵虏襟E：

22、s1.將壓縮空氣通入吸附塔，經(jīng)過吸附塔處理后的氣體進(jìn)入緩存罐進(jìn)行緩存；

23、s2.將緩存罐內(nèi)的氣體送入汽水分離器，經(jīng)過汽水分離后，送入第一膜分離器，將經(jīng)過第一膜分離器的氮?dú)膺M(jìn)行純度檢測(cè)，當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌确项A(yù)設(shè)值時(shí)，通入干燥塔；當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌鹊陀陬A(yù)設(shè)值時(shí)，通入第二膜分離器，經(jīng)過再次分離后，進(jìn)入干燥塔；

24、s3.當(dāng)?shù)獨(dú)饨?jīng)過干燥塔干燥后，進(jìn)入存儲(chǔ)罐存儲(chǔ)。

25、根據(jù)上述技術(shù)手段，通過對(duì)氣體先吸附、緩存，在汽水分離后再進(jìn)行膜分離，能夠得到純度更高的氮?dú)?，且純化器運(yùn)行穩(wěn)定。

26、采用上述申請(qǐng)的本方案，具有如下有益效果：

27、1.本申請(qǐng)中，通過設(shè)置的吸附塔，能夠?qū)嚎s空氣中的痕量氣體以及灰塵等去除，再通過緩存罐，對(duì)氣體進(jìn)行緩存，避免直接沖擊膜分離組件，而通過汽水分離器，將氣體中的水分去除，從而使氣體中水汽、痕量氣體以及灰塵被去除后，降低對(duì)膜分離組件的影響，再通過循環(huán)組件作用，使純化后的氮?dú)饽軌驅(qū)ξ剿约澳し蛛x組件進(jìn)行再生，一方面，延長(zhǎng)吸附材料與膜材料的使用壽命，另一方面，使用純化后的氮?dú)?，避免引入其他氣體，同時(shí)，能夠降低能耗；

28、2.本申請(qǐng)中，通過設(shè)置的第一循環(huán)組件和第二循環(huán)組件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)吸附塔和膜分離組件的再生，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，且再生過程中，不需要引入新的氣體，一方面，能夠降低能耗，另一方面，能夠降低純化器中雜氣的對(duì)氮?dú)饧兌鹊挠绊憽?/p>

技術(shù)特征：

1.一種循環(huán)式氮?dú)饧兓?，其特征在于，包括依次連通的吸附塔(1)、緩存罐(2)、汽水分離器(3)和膜分離組件，所述膜分離組件上設(shè)置有第一循環(huán)組件，所述第一循環(huán)組件與吸附塔(1)以及緩存罐(2)連通，用于對(duì)吸附塔(1)再生以及循環(huán)制氮。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓鳎涮卣髟谟?，所述膜分離組件包括第一膜分離器(4)和第二膜分離器(5)，所述第一膜分離器(4)與汽水分離器(3)連通，所述第二膜分離器(5)與第一膜分離器(4)連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓鳎涮卣髟谟?，所述第一膜分離器(4)與第二膜分離器(5)之間設(shè)置有氮?dú)饧兌确治鰞x(6)和第一閥門。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓?，其特征在于，所述第一循環(huán)組件包括第一循環(huán)管(51)和第二循環(huán)管，所述第一循環(huán)管(51)和第二循環(huán)管的一端均連通在膜分離組件上，所述第一循環(huán)管(51)和第二循環(huán)管的自由端均連通在吸附塔(1)上，所述第二循環(huán)管的自由端還連通在緩存罐(2)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓?，其特征在于，所述第二循環(huán)管包括主管(42)、第一支管(43)和第二支管(44)，所述主管(42)的一端連通在膜分離組件上，所述第一支管(43)的一端連通在主管(42)上，另一端連通在吸附塔(1)上，所述第二支管(44)的一端連通在主管(42)上，另一端連通在緩存罐(2)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓?，其特征在于，所述吸附?1)與緩存罐(2)之間設(shè)置有氣體分析儀(11)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓鳎涮卣髟谟?，所述純化器還包括干燥塔(7)和存儲(chǔ)罐(8)，所述膜分離組件與干燥塔(7)循環(huán)設(shè)置有第二循環(huán)組件，所述干燥塔(7)與存儲(chǔ)罐(8)連通，用于對(duì)經(jīng)過干燥的氣體進(jìn)行存儲(chǔ)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓鳎涮卣髟谟?，所述第二循環(huán)組件包括第三循環(huán)管(9)和第四循環(huán)管(92)，所述第三循環(huán)管(9)的一端連接在位于氮?dú)饧兌确治鰞x(6)之后的管道上，另一端連接在干燥塔(7)上，所述第四循環(huán)管(92)的一端連接在第二膜分離器(5)上，另一端連接在干燥塔(7)上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓?，其特征在于，所述第三循環(huán)管(9)上連通有第三支管(91)，所述第三支管(91)的自由端與第一膜分離器(4)連通。

10.一種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的循環(huán)式氮?dú)饧兓鞯闹频椒?，其特征在于，所述制氮方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及氣體純化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種循環(huán)式氮?dú)饧兓骷爸频椒?，該循環(huán)式氮?dú)饧兓?，包括通過管道依次連通的吸附塔、緩存罐、汽水分離器和膜分離組件。膜分離組件上設(shè)置有第一循環(huán)組件，第一循環(huán)組件與吸附塔以及緩存罐連通，用于對(duì)吸附塔再生以及循環(huán)制氮。其目的在于，通過采用吸附與膜分離進(jìn)行氮?dú)庋h(huán)純化，并在循環(huán)純化過程中，能夠?qū)ξ讲牧虾湍げ牧线M(jìn)行重生，延長(zhǎng)吸附材料與膜材料的使用壽命，提高純化器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：李可心,李士華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州博大凈化設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15