技术特征：
1.一种基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：包括液氮罐(1)、液氮泵(11)加热床(2)、收集罐(3)和气液混合装置(4)；所述液氮罐(1)用于存储液氮；所述液氮泵(11)中存储的液氮通过液氮泵(11)增压后，一路输送至所述加热床(2)中进行加热并将加热后生成的高温氮气输入所述气液混合装置(4)中，另一路直接输送至所述气液混合装置(4)中并与所述高温氮气混合以调节出口气体温度；所述气液混合装置(4)的出口气体通过调压后存储于所述收集罐(3)中。2.如权利要求1所述的基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：所述液氮泵(11)设置于一端连接所述液氮罐(1)的输液管(6)上，输液管(6)的另一端连接两条分流管，第一分流管(61)连接所述加热床(2)的入口，第二分流管(62)连接所述气液混合装置(4)的液体入口，且第一分流管(61)和第二分流管(62)上均设置有用于启闭并调节流量的阀门；所述加热床(2)的出口连接所述气液混合装置(4)的气体入口；所述气液混合装置(4)的气体出口通过带有第一压力调节阀(45)的管路连接所述收集罐(3)。3.根据权利要求2所述的基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：所述气液混合装置(4)包括混合床，所述混合床上连通有进液管(41)、进气管(42)和出气管(43)，所述混合床通过所述进液管(41)与第二分流管(62)连通，所述混合床通过所述进气管(42)与加热床(2)的出口连通，所述混合床通过所述出气管(43)与收集罐(3)连通，且所述第一压力调节阀(45)设置于所述出气管(43)上。4.根据权利要求1所述的基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：所述液氮罐(1)上连通有输送管(7)，所述液氮罐(1)通过所述输送管(7)与加热床(2)直接连通用于绕过所述第一分流管(61)将液氮直接输入加热床(2)中，所述输送管(7)上设置有用于启闭输送管(7)并调节流量的阀门。5.根据权利要求3所述的基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：所述出气管(43)上还连通有用于排放不合格氮气的排气管(5)，所述排气管(5)末端与大气连通，所述排气管(5)上设置有用于启闭排气管(5)的阀门。6.根据权利要求1所述的基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：所述加热床(2)设置为卵石加热床，所述卵石加热床中内置有若干用于对卵石进行加热的电加热管(21)，还设置有分别用于检测内部温度和压力的第一温度传感器(22)和第一压力传感器(23)。7.根据权利要求5所述的基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：所述出气管(43)上设置有用于检测出气管(43)内气体温度的第二温度传感器(431)和用于检测出气管(43)内气体压力的第二压力传感器(432)，所述第二温度传感器(431)和第二压力传感器(432)均位于气液混合装置(4)出气端与排气管(5)进气端之间，且第二温度传感器(431)用于反馈调节进入气液混合装置(4)的气液比例以改变混合后气体温度，第二压力传感器(432)用于反馈控制进入收集罐(3)的气体压力。8.根据权利要求1所述的基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：所述液氮泵(11)的输出端还通过一条回流管(63)连接至所述液氮罐(1)，回流管(63)上设有用于启闭回流管(63)并调节流量的阀门。9.根据权利要求1所述的基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，其特征在于：所述液氮泵(11)与液氮罐(1)之间的管路上安装有第一低温安全阀(111)，所述液氮泵(11)输
出端下游的输液管(6)上安装有第二低温安全阀(64)，所述第一分流管(61)上安装有第三低温安全阀(612)。10.一种基于液氮增压的高温高压气体生产方法，其特征在于：采用上述权利要求1～9任意一项所述的生产系统生产高温高压气体，包含以下步骤；s1、关闭输液管(6)并打开直连加热床(2)的输送管(7)，将液氮罐(1)内的液氮通过输送管(7)直接注入加热床(2)中，使加热床(2)内形成氮气环境；s2、关闭输送管(7)，启动电加热管对加热床(2)内的液氮进行加热，完成加热床(2)的预热；s3、打开输液管(6)，利用液氮罐(1)内的液氮对液氮泵(11)以及加热床(2)的上游管道和气液混合装置(4)的上游管道进行预冷，随后打开第二分流管(62)和排气管(5)，将加热床(2)内加热后的气体在气液混合装置(4)内与第二分流管(62)输入的液氮混合冷却后通过排气管(5)排出；s4、打开第一分流管(61)，液氮经过液氮泵(11)增压后分为两路分别通过第一分流管(61)和第二分流管(62)进入加热床(2)以及气液混合装置(4)，并在气液混合装置(4)中进行气液混合，通过调节第二分流管(62)的液氮流量，从而调整通过排气管(5)排出的氮气的温度以及压力至预设范围；s5、当排气管(5)排出的氮气的温度和压力稳定在预设范围之内后，关闭排气管(5)同时打开出气管(43)，使温度和压力满足预设范围的高温高压气体被收集在收集罐(3)中，从而实现高温高压氮气的制备。
技术总结
本发明提出了一种基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统及方法，涉及气体制备技术领域。一方面，一种基于液氮增压的高温高压气体快速生产系统，包括液氮罐、液氮泵和加热床，上述液氮泵的输入端与液氮罐连通，输出端与加热床连通，上述加热床的出气口连通有收集罐；还包括气液混合装置，上述气液混合装置用于混合高温高压气体以及液氮；另一方面，还包括了一种高温高压气体的生产方法，本发明具有节省高温高压气体的制备时间以及降低高温高压气体的制备成本的效果。体的制备成本的效果。体的制备成本的效果。
技术研发人员：梁国锋 金滔 魏健健 陈煜尧
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/4/12