一种超高纯氮空分设备的制作方法

本发明涉及空气分离氮气技术领域，具体为一种超高纯氮空分设备。

背景技术：

工业上大规模生产氧气广泛采用液态空气分馏法。首先使空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质，进入压缩机压缩，再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小分子通过，起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压，当温度降至-170℃左右时，空气开始部分液化进入精馏塔，根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的沸点高，两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99％以上的纯氧，同时得到氮气和提取稀有气体的原料。这种方法工艺复杂。如果需用纯度不高的氧气，可用分子筛吸附法分离空气，制得氧气。特定的分子筛对氮的吸附能力比氧大，当空气通过分子筛床后，流出的气体含氧量较高，经多次吸附可得含氧70～80％的气体。这种方法是常温操作，循环周期短，易于实现自动化。另外，如需高纯度氧气，可采用电解水法生产，此法成本高，只适于小型生产。从空气中分离出的氧气，一般是加压贮存在天蓝色的钢瓶中，以供工业、医疗或其它方面使用。

以往的提纯氮气，依旧会有杂质，且在提纯之前没有将压缩后的空气中的水蒸气排出。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超高纯氮空分设备，具备进一步将氮气提纯的功能，解决背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：。

一种超高纯氮空分设备，包括空压机、吸附机和膜过滤机，所述空压机通过管道连接空气罐，所述空气罐通过管道连接气水分离器，所述气水分离器通过管道连接冷干机，所述冷干机通过管道连接除油机，所述除油机通过管道连接分离管道，所述分离管道通过管道连接吸附机一，所述吸附机一的一侧设有吸附机二，所述吸附机一和吸附机二的上方和下方均设有分离管道，所述吸附机一通过管道连接吸附机二，所述分离管道通过管道连接缓冲罐，所述缓冲罐通过管连接膜过滤机，所述吸附机二和吸附机二内部设有孔板，所述孔板下方设有缓冲层，所述缓冲层下方设有球型气流分布器，所述球型气流分布器固定在吸附机上，所述孔板和缓冲层之间充满碳分子筛。

优选的，所述冷干机和除油机之间的管道上连通有过滤器。

优选的，所述分离管道分为三层，分离管道上固定设有电动阀门，分离管道通过管道连接放气罐。

优选的，所述缓冲罐和膜过滤机之间设有纯度检测器，纯度检测器上设有检测探头，检测探头连通管道。

优选的，所述膜过滤机设有三个进出气口，膜过滤机内部填充有中控纤维膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：该种发明通过气水分离器将压缩后的液体排出，放置后续液体蒸发污染氮气纯度，通过在装置最后设置膜过滤机，两种方法除杂，有利于提高氮气纯度。

附图说明

图1为本发明一种超高纯氮空分设备的整体结构示意图；

图2为本发明一种超高纯氮空分设备中吸附机的结构示意图；

图3为本发明一种超高纯氮空分设备中膜过滤机的结构示意图。

图中：1-空压机，2-空气罐，3-冷干机，4-除油机，5-纯度检测器，6-膜过滤机，7-缓冲罐，8-吸附机二，9-吸附机一，10-过滤器，11-气水分离器，12-孔板，13-碳分子筛，14-缓冲层，15-气流分布器，16-中控纤维膜，17-电动阀门，18-分离管道，19-放气罐。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种超高纯氮空分设备，包括空压机1、吸附机8和膜过滤机6，所述空压机11通过管道连接空气罐2，所述空气罐2通过管道连接气水分离器11，所述气水分离器11通过管道连接冷干机3，所述冷干机3通过管道连接除油机4，所述除油机4通过管道连接分离管道18，所述分离管道18通过管道连接吸附机一9，所述吸附机一9的一侧设有吸附机二8，所述吸附机一9和吸附机二8的上方和下方均设有分离管道18，所述吸附机一9通过管道连接吸附机二8，所述分离管道18通过管道连接缓冲罐7，所述缓冲罐7通过管连接膜过滤机6，所述吸附机二8和吸附机二9内部设有孔板12，所述孔板12下方设有缓冲层14，所述缓冲层14下方设有球型气流分布器15，所述球型气流15分布器固定在吸附机上，所述孔板12和缓冲层14之间充满碳分子筛13。

冷干机3和除油机4之间的管道上连通有过滤器10。过滤器10用于除去空气中的粉尘。

分离管道18分为三层，分离管道18上固定设有电动阀门17，分离管道18通过管道连接放气罐19。在发现制造的氮气纯度不够时，通过放气罐19将氮气慢慢排出。

缓冲罐7和膜过滤机6之间设有纯度检测器5，纯度检测器5上设有检测探头，检测探头连通管道。纯度检测器5可以对最后的产品的纯度进行检查。

膜过滤机6设有三个进出气口，膜过滤机6内部填充有中控纤维膜16。中控纤维膜16可以通过膜对提纯的氮气进行进一步的提纯。

工作原理：空气经空压机1压缩，进入冷干机3进行冷冻干燥，以达到变压吸附制氮系统对原料空气的露点要求。再经过过滤器10除去原料空气中的油和水，进入空气罐2，以减少压力波动。最后，经调压阀将压力调至额定的工作压力，送至二台吸附器(内装碳分子筛13)，空气在此得到分离，制得氮气。原料空气进入其中一台吸附器，产出氮气，另一台吸附器，则减压解吸再生。二台吸附器交替工作，连续供给原料空气，连续产出氮气。氮气送至氮气缓冲罐，通过流量计计量，仪器分析检测，合格的氮气备用，不合格氮气放空(刚开制氮机时)。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。