一種氮?dú)饧兓b置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種氮?dú)饧兓b置?；旌掀饔袣錃馊肟诤推昭跞肟冢旌掀鞯某隹谂c換熱器的A進(jìn)口密封相通，與換熱器的A進(jìn)口相通的換熱器的B出口與催化脫氧器的進(jìn)口密封相通，催化脫氧器的出口與吸附脫氧器的進(jìn)口密封相通，吸附脫氧器的出口與換熱器的C進(jìn)口密封相通，與換熱器的C進(jìn)口相通的換熱器的D出口與冷卻器的C進(jìn)口密封相通，與冷卻器的C進(jìn)口相通的冷卻器的D出口與汽水分離器的進(jìn)口密封相通，汽水分離器的出氣口與三塔變溫吸附干燥裝置的進(jìn)口密封相通，三塔變溫吸附干燥裝置有高純氮?dú)獬隹冢凰龅睦鋮s器有A進(jìn)水口和與冷卻器的A進(jìn)口相通的B出水口，冷卻器的A進(jìn)口和B出口分別接循環(huán)冷卻水的進(jìn)、出口；所述的汽水分離器有排水口。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氮?dú)饧兓b置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種純化裝置，特別適合氮?dú)饧兓?br>
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我們常用的傳統(tǒng)氮?dú)饧兓b置一般需要具有脫氧和脫水功能。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，但三種方式都有一定的局限性，分別如下:
[0003]1、加氫脫氧:采用氫氧反應(yīng)生成水的原理，若氧氣脫除比較完全，則產(chǎn)
[0004]品氮?dú)庵兄辽俸?.1%以上的氫氣；
[0005]2、吸附脫氧:采用金屬與氧反應(yīng)，生成金屬氧化物的原理，一般適用于
[0006]原料氮?dú)庵泻趿俊?0.1%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；
[0007]3、反應(yīng)脫氧:使用碳載型催化劑，采用碳與氧反應(yīng)生成二氧化碳的原理，產(chǎn)品氮?dú)庵袝?huì)增加二氧化碳組分，且運(yùn)行過(guò)程中要定期清理碳載型催化劑與氧反應(yīng)后生成的灰塵，定期補(bǔ)充碳載型催化劑，增加了使用成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種氮?dú)饧兓b置，它能夠保證脫氧系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，并能夠得到高純度的氮?dú)狻?br>
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:混合器有氫氣入口和普氧入口，混合器的出口與換熱器的A進(jìn)口密封相通，與換熱器的A進(jìn)口相通的換熱器的B出口與催化脫氧器的進(jìn)口密封相通，催化脫氧器的出口與吸附脫氧器的進(jìn)口密封相通，吸附脫氧器的出口與換熱器的C進(jìn)口密封相通，與換熱器的C進(jìn)口相通的換熱器的D出口與冷卻器的C進(jìn)口密封相通，與冷卻器的C進(jìn)口相通的冷卻器的D出口與汽水分離器的進(jìn)口密封相通，汽水分離器的出氣口與三塔變溫吸附干燥裝置的進(jìn)口密封相通，三塔變溫吸附干燥裝置有高純氮?dú)獬隹?；所述的冷卻器有A進(jìn)水口和與冷卻器的A進(jìn)口相通的B出水口，冷卻器的A進(jìn)口和B出口分別接循環(huán)冷卻水的進(jìn)、出口 ；所述的汽水分離器有排水口。
[0010]本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn):1、采用加氫脫氧與吸附脫氧相結(jié)合的方式，保證產(chǎn)品氮?dú)庵袣錃夂俊躭ppm，氧氣含量≤Ippm ;2、運(yùn)行條件溫和，運(yùn)行溫度不超過(guò)200°C，而一般的吸附脫氧運(yùn)行溫度在350°C左右，使得生產(chǎn)過(guò)程中的能耗和成本大大提高；3、干燥劑再生氣采用內(nèi)循環(huán)方式，無(wú)再生氣體放空，避免了浪費(fèi)；4、通過(guò)分析脫氧系統(tǒng)中氣體的氫、氧含量來(lái)調(diào)節(jié)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥I的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)氫氣的進(jìn)氣量，整個(gè)過(guò)程自動(dòng)化程度高，大大降低了工作強(qiáng)度。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。[0012]圖1為本發(fā)明示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，混合器3有氫氣入口 I和普氧入口 7，混合器3的出口與換熱器5的A進(jìn)口密封相通，與換熱器5的A進(jìn)口相通的換熱器5的B出口與催化脫氧器6的進(jìn)口密封相通，催化脫氧器6的出口與吸附脫氧器7的進(jìn)口密封相通，吸附脫氧器7的出口與換熱器5的C進(jìn)口密封相通，與換熱器5的C進(jìn)口相通的換熱器5的D出口與冷卻器9的C進(jìn)口密封相通，與冷卻器9的C進(jìn)口相通的冷卻器9的D出口與汽水分離器10的進(jìn)口密封相通，汽水分離器10的出氣口與三塔變溫吸附干燥裝置12的進(jìn)口密封相通，三塔變溫吸附干燥裝置12有高純氮?dú)獬隹?13 ;所述的冷卻器9有A進(jìn)水口和與冷卻器9的A進(jìn)口相通的B出水口，冷卻器9的A進(jìn)口和B出口分別接循環(huán)冷卻水的進(jìn)、出口 14、8 ;所述的汽水分離器10有排水口 15。
[0014]所述混合器2的氫氣入口上串接調(diào)節(jié)閥I。
[0015]所述混合器3的出口上接氫氣分析儀4。
[0016]所述汽水分離器10的出氣口上接色譜分析儀或微量氧、氫分析儀11。
[0017]所述的三塔變溫吸附干燥裝置可以使用中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所發(fā)明的一種制備極干燥氣體的工藝方法所用裝置，該發(fā)明的專(zhuān)利號(hào)為ZL03149729.2。
[0018]所述催化脫氧器6內(nèi)的反應(yīng)溫度為35_150°C。
[0019]所述吸附脫氧器7內(nèi)的反應(yīng)溫度為35_200°C。
[0020]使用時(shí)，首先原料氮?dú)膺M(jìn)入混合器3，在混合器3中普氮與氫氣按一定比例混合，通過(guò)換熱器5換熱后進(jìn)入催化脫氧器6，催化脫氧器6內(nèi)裝高性能的催化劑，催化氧氣與氫氣反應(yīng)生成水，反應(yīng)溫度為35-150°C。該步脫氧可將氧含量降至1-1OOppm以內(nèi)。
[0021]經(jīng)過(guò)催化脫氧的氮?dú)猓M(jìn)入吸附脫氧器7，吸附脫氧器7內(nèi)有高效吸附反應(yīng)型脫氧劑，該脫氧劑可與氧氣反應(yīng)生成氧化物，將氮?dú)庵械难鯕饨抵罥PPm以內(nèi)，反應(yīng)溫度為35-200°C。反應(yīng)生成的氧化物可用氫氣再生，再生溫度< 200°C，反應(yīng)生成水，并且使氫氣含量降至IPPm。程序化的控制混合器中的氫氣含量，可以實(shí)現(xiàn)脫氧器由“脫氧一再生一脫氧”的周期過(guò)程，并且確保經(jīng)過(guò)催化脫氧、吸附脫氧后氧氣和氫氣的含量均在IPPm以內(nèi)。
[0022]經(jīng)過(guò)二級(jí)脫氧的氮?dú)猓?jīng)過(guò)冷卻和氣水分離，氮?dú)膺M(jìn)入干燥系統(tǒng)脫水，采用三塔內(nèi)循環(huán)干燥技術(shù)，氮?dú)夂靠山抵罥PPm以下。
[0023]本裝置在氫氣進(jìn)氣管路上裝有氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥2，在混合器3出氣管路上裝有氫氣分析儀4，在汽水分離器后安裝有色譜分析儀或微量氧、氫分析儀11。程序化控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥2來(lái)調(diào)節(jié)氫氣進(jìn)氣量，并且通過(guò)氫氣分析儀4和色譜分析儀11所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，修正調(diào)節(jié)閥2的開(kāi)度，從而確保吸附脫氧器7，實(shí)現(xiàn)“脫氧一再生一脫氧”的周期運(yùn)轉(zhuǎn)。色譜分析儀11同時(shí)給出最終產(chǎn)品的氫、氧含量。
【權(quán)利要求】
1.一種氮?dú)饧兓b置，其特征在于:混合器(3)有氫氣入口(I)和普氧入口(7)，混合器(3)的出口與換熱器(5)的A進(jìn)口密封相通，與換熱器(5)的A進(jìn)口相通的換熱器(5)的B出口與催化脫氧器(6)的進(jìn)口密封相通，催化脫氧器(6)的出口與吸附脫氧器(7)的進(jìn)口密封相通，吸附脫氧器(7 )的出口與換熱器(5 )的C進(jìn)口密封相通，與換熱器(5 )的C進(jìn)口相通的換熱器(5)的D出口與冷卻器(9)的C進(jìn)口密封相通，與冷卻器(9)的C進(jìn)口相通的冷卻器(9)的D出口與汽水分離器(10)的進(jìn)口密封相通，汽水分離器(10)的出氣口與三塔變溫吸附干燥裝置(12 )的進(jìn)口密封相通，三塔變溫吸附干燥裝置(12 )有高純氮?dú)獬隹? 13 );所述的冷卻器(9)有A進(jìn)水口和與冷卻器(9)的A進(jìn)口相通的B出水口，冷卻器(9)的A進(jìn)口和B出口分別接循環(huán)冷卻水的進(jìn)、出口(14、8);所述的汽水分離器(10)有排水口(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)饧兓b置，其特征在于:所述混合器(2)的氫氣入口上串接調(diào)節(jié)閥(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)饧兓b置，其特征在于:所述混合器(3)的出口上接氫氣分析儀(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)饧兓b置，其特征在于:所述汽水分離器(10)的出氣口上接色譜分析儀或微量氧、氫分析儀(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的氮?dú)饧兓b置，其特征在于:所述催化脫氧器(6)內(nèi)的反應(yīng)溫度為 35-150°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)饧兓b置，其特征在于:所述吸附脫氧器(7)內(nèi)的反應(yīng)溫度為 35-200°C。
【文檔編號(hào)】C01B21/04GK103910342SQ201410134374
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】李福順, 何豐, 畢勝利, 修凱, 張寧, 蘇玉蕾, 郝成軍 申請(qǐng)人:邯鄲派瑞氣體設(shè)備有限公司