一种撬装式小型氮气快速制备装置的制作方法

本实用新型属于气体制备设备技术领域，尤其涉及一种撬装式小型氮气快速制备装置。

背景技术：

氮气，化学式为N₂，通常状况下是一种无色无味的气体，而且一般氮气比空气密度小，氮气占大气总量的78.08％(体积分数)，是空气的主要成份，在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.8℃时，液态氮变成雪状的固体，氮气的化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应，所以常被用来制作防腐剂，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。

由于氮的化学惰性，常用作保护气体，如：瓜果，食品，灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存，液氮还可用作深度冷冻剂，作为冷冻剂在医院做除斑、包、豆等的手术时常常也使用，氮气也作为食品保鲜保护气体的用途。在化工行业，氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体，用作铝制品、铝型材加工，铝薄轧制等保护气体，用作回流焊和波峰焊配套的保护气体，提高焊接质量，用作浮法玻璃生产过程中的保护气体，防锡槽氧化。

现场制氮是指氮气用户自购制氮设备制氮，工业规模制氮有三类：即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮，利用各空气的沸点不同使用液态空气分离法，将氧气和氮气分离。

但是氮气的工业制法比较复杂，且花费巨大，对于不是工业大规模使用氮气，或者不需要高纯度氮气的情况，缺乏一种简单方便的快速制取氮气的设备。

因此，现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种撬装式小型氮气快速制备装置，旨在解决现有技术中存在的缺少简单实用、方便制取氮气的设备的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种撬装式小型氮气快速制备装置，包括底座，所述底座顶部固定设有空气进气装置，所述空气进气装置出气口通过管道连接初级过滤装置进气口，所述初级过滤装置出气口通过管道连接第一除氧装置进气口，所述第一除氧装置包括两个除氧箱，且两个所述除氧箱之间通过管道串联连接，所述第一除氧装置出气口管道连接第二除氧装置进气口，所述第二除氧装置出气口管道连接加压泵进气口，所述加压泵出气口管道连接干燥装置进气口，所述干燥装置出气口管道连接储气罐进气口，所述初级过滤装置、第一除氧装置、第二除氧装置、加压泵和干燥装置均固定安装在所述底座上，所述空气进气装置、初级过滤装置、第一除氧装置、第二除氧装置、加压泵、干燥装置和储气罐之间管道上均设有控制阀门。

优选的，还包括流量计、氧气检测仪和氢气罐，所述流量计和氧气检测仪均设于所述第一除氧装置和第二除氧装置之间的管道上，所述氢气罐通过管道连接所述第二除氧装置进气口且管道上设有流量计，所述氢气罐出气口设有控制阀门。

优选的，所述第二除氧装置包括脱氧箱体和HT-2型脱氧催化剂，所述脱氧箱体内设有HT-2型脱氧催化剂，所述HT-2型脱氧催化剂上下两侧均设有不锈钢网，所述脱氧箱体上下两端分别设有出气口和进气口。

优选的，所述除氧箱包括箱体、电加热器和铜管，所述箱体内底部设有电加热器，所述除氧箱的进气口和出气口之间固定安装有多根铜管。

优选的，所述初级过滤装置包括过滤箱体、碱石灰吸收层和活性炭层，所述过滤箱体内底部设有碱石灰吸收层，所述碱石灰吸收层上端设有活性炭层，所述碱石灰吸收层和活性炭层之间设有不锈钢隔网，所述过滤箱体上下两端分别设有出气口和进气口。

优选的，所述空气进气装置为气泵，所述干燥装置的箱体内填充有干燥硅胶。

本实用新型的有益效果在于：通过设置撬装式结构，方便设备安装固定，将多个过滤、除氧、干燥设备进行串联，方便进行氮气的制备；各设备采用市售产品或自己设计的相关结构，造价低，适用于对氮气纯度要求不高的氮气制备。本实用新型结构简单，使用方便，造价低，安装固定方便，纯化效率高，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的初级过滤装置的剖视图；

图3为本实用新型的除氧箱的剖视图；

图4为本实用新型的第二除氧装置的剖视图；

图中：1底座；2空气进气装置；3初级过滤装置；31过滤箱体；32碱石灰吸收层；33活性炭层；4第一除氧装置；41除氧箱；411箱体；412电加热器；413铜管；5第二除氧装置；51脱氧箱体；52HT-2型脱氧催化剂； 6加压泵；7干燥装置；8储气罐；9控制阀门；10流量计；11氧气检测仪； 12氢气罐。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1至4示出了本实用新型的一种撬装式小型氮气快速制备装置，包括底座1，所述底座1顶部固定设有空气进气装置2，所述空气进气装置2出气口通过管道连接初级过滤装置3进气口，所述初级过滤装置3出气口通过管道连接第一除氧装置4进气口，所述第一除氧装置4包括两个除氧箱41，且两个所述除氧箱41之间通过管道串联连接，所述第一除氧装置4出气口管道连接第二除氧装置5进气口，所述第二除氧装置5出气口管道连接加压泵6进气口，所述加压泵6出气口管道连接干燥装置7进气口，所述干燥装置7出气口管道连接储气罐8进气口，所述初级过滤装置3、第一除氧装置4、第二除氧装置5、加压泵6和干燥装置7均固定安装在所述底座1 上，所述空气进气装置2、初级过滤装置3、第一除氧装置4、第二除氧装置 5、加压泵6、干燥装置7和储气罐8之间管道上均设有控制阀门9。

更进一步的，还包括流量计10、氧气检测仪11和氢气罐12，所述流量计10和氧气检测仪11均设于所述第一除氧装置4和第二除氧装置5之间的管道上，所述氢气罐12通过管道连接所述第二除氧装置5进气口且管道上设有流量计10，所述氢气罐12出气口设有控制阀门9。通过流量计10来测定空气单位体积流动量，通过市售氧气检测仪11测定空气中单位体积的含氧量，从而计算出氢气需要的供应量，通过开启氢气罐12控制阀门为第二除氧装置5进行供氢，实现与氧气反应并除去氧气。

更进一步的，所述第二除氧装置5包括脱氧箱体51和HT-2型脱氧催化剂52，所述脱氧箱体51内设有HT-2型脱氧催化剂52，所述HT-2型脱氧催化剂52上下两侧均设有不锈钢网，所述脱氧箱体51上下两端分别设有出气口和进气口。具体的，空气中的氧气和氢气可以在HT-2型脱氧催化剂52常温催化下进行反应生成水，从而节约了能源的使用。

更进一步的，所述除氧箱41包括箱体411、电加热器412和铜管413，所述箱体411内底部设有电加热器412，所述除氧箱41的进气口和出气口之间固定安装有多根铜管413。具体的，通过在进气口和出气口上设置堵板，并将铜管413两端插设在两堵板之间，可使进入到除氧箱41内的空气必须经过铜管413向前传递，而不会出现泄漏到箱体411内的情况。通过在箱体 411内设置电加热器412，可对箱体411穿设的铜管413进行加热，使空气在铜管413中传输过程中，使空气中的氧气与加热后的铜进行反应生成氧化铜，从而使空气中的氧气被消耗除去。具体的，电加热器412对铜管413加热，使箱体411内温度维持在150℃状态为好，既能够节约电能，又能够达到较好的氧气吸收效果。

更进一步的，为了使进入的空气干净，需要在氮气制备之前将空气中的尘土、杂质等进行过滤除去。所述初级过滤装置3包括过滤箱体31、碱石灰吸收层32和活性炭层33，所述过滤箱体31内底部设有碱石灰吸收层32，所述碱石灰吸收层32上端设有活性炭层33，所述碱石灰吸收层32和活性炭层33之间设有不锈钢隔网，所述过滤箱体31上下两端分别设有出气口和进气口。其工作原理是，通过二氧化碳与碱石灰吸收层32进行反应，从而对空气中的二氧化碳进行去除；空气进一步向上进入到活性炭层33，通过活性炭层33将空气中的飞尘、杂质和水进行吸附除去。经过上述两个除杂的过滤层，可使空气达到基本干净的状态。

更进一步的，所述空气进气装置2为气泵，所述干燥装置7的箱体内填充有干燥硅胶。气泵采用市售产品，可直接将空气引入到氮气制备设备中；干燥装置7是在箱体内填充干燥硅胶，当氮气通过干燥装置7时，可通过干燥硅胶将氮气中水分吸收，干燥氮气。

本实用新型的使用原理如下：

空气通过空气进气装置2进入到氮气制备装置中进行制备，首先空气进入到初级过滤装置3中，使二氧化碳与碱石灰吸收层32反应而被吸收，使空气中飞尘等杂质被活性炭层33吸附，从而使空气得到初步的净化；进一步空气进入到第一除氧装置4中，使空气中的氧气在传送过程中与加热后的铜管413进行反应，使氧气被吸收，由于除氧箱41为两个串联设置，从而提高了除氧效果；进一步进入到第二除氧装置5中，使空气中剩余的氧气与通入的氢气进行反应生成水，从而进一步的实现了除氧过程；进一步通过加压泵6进行加压，并通过干燥装置7进行干燥除水，并最终储存在储气罐8 中。

本实用新型的有益效果在于：通过设置撬装式结构，方便设备安装固定，将多个过滤、除氧、干燥设备进行串联，方便进行氮气的制备；各设备采用市售产品或自己设计的相关结构，造价低，适用于对氮气纯度要求不高的氮气制备。本实用新型结构简单，使用方便，造价低，安装固定方便，纯化效率高，使用寿命长。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围之内。