一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统的制作方法

本申请涉及氮气制备，尤其是一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统。

背景技术：

1、雾化制粉工艺是当下前沿的制粉工艺，雾化制粉是以快速运动的流体(雾化介质)冲击或以其他方式将金属或合金液体破碎为细小液滴，继之冷凝为固体粉末的粉末制取方法。据统计，雾化法生产的金属粉末已达世界粉末总产量的80％。工业上可以使用雾化法生产的金属粉末种类很多，除了难熔金属钨、钼等和非常活泼的金属以外，几乎包含了所有常见金属及合金体系。

2、最广泛应用的是气雾化和水雾化法，气雾化制粉是指利用高速气流将液态金属流击碎形成小液滴，随后快速冷凝得到成形粉末。该方法制备的金属粉末粒度细小、球形度好、纯度高、氧含量低、成形速度快、环境污染小，是粉末冶金、金属注射成型、金属增材制造用金属粉末制备的主流方法。气雾化制粉则必须采用高压惰性气体，一般为氩气和氮气，因氩气价格昂贵，工业生产中更多的使用氮气进行雾化。气雾化用气的瞬时流量非常大，但雾化时间较短，一般为10-30min。每次雾化完成后，需要重新投入原料熔成合金钢液，这段时间大约为1-2h。即气雾化设备的用气特点是短时、大流量、大压力用气、间歇用气。氮气气源通常采用液氮，具体流程为：在雾化设备旁边建立一个液氮站，通过将液氮增压、汽化后储存到高压瓶组中，再输送到雾化设备上，液氮的来源则一般采用当地气体制备公司生产的液氮，通过槽罐车把液氮运输到液氮站。

3、采用气体制备公司生产的液氮，通过中转液氮站增压提供雾化用高压氮气，有如下不足之处：1、使用的氮气价格较贵，包括气体制备公司生产的液氮费用、运输槽罐车每车运费、中转液氮站的租金；2、液氮站维护麻烦，液氮站作为压力容器的特种设备，需要对应的特种设备操作证、管理证等，储存大容量的液氮，也是一种安全隐患，同时还需经常巡检压力容器储罐、增压器、汽化器、钢瓶组、安全阀、减压阀、压力表等；3、液氮站高度较高，只能放在室外露天场地，占地面积较大，会占用生产场地，场地选择受限，液氮站离雾化设备较远也会为操作带来麻烦；4、雾化设备用气的特点之一是用气不连续，每次用气间隔大约1-2h，这就导致液氮站要经常排空液氮来冷却管道和增压泵后，才能对液氮增压，这部分排空的液氮就产生了浪费。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，以解决现有技术存在的问题，提高氮气制备的效率。

2、本申请的一方面提供了一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，包括：依次连接的空压机、空气湿罐、第一过滤器、冷干机、第二过滤器、空气干罐、活性炭吸附塔、psa制氮机、氮气纯度检测装置、氮气工艺罐、增压机、高压存储装置以及减压阀；

3、其中，所述空压机用于获取空气并进行压缩，得到压缩空气；

4、所述空气湿罐，用于存储所述压缩空气；

5、所述第一过滤器，用于过滤所述压缩空气中的冷凝水、油以及固体颗粒；

6、所述冷干机，用于将所述压缩空气中的水蒸气冷凝为液态水，以使所述压缩空气中的固体颗粒和油附着在所述液态水上，并将夹带有固体颗粒和油的所述液态水排出机外；

7、所述第二过滤器，用于过滤所述压缩空气中残余的冷凝水、油以及固体颗粒；

8、所述空气干罐，用于存储过滤后的所述压缩空气；

9、所述活性炭吸附塔，用于去除所述压缩空气中的油和有机气体；

10、所述psa制氮机，用于从所述压缩空气中分离出纯度达到预设阈值的氮气；

11、所述氮气纯度检测装置，用于检测氮气的纯度；

12、所述氮气工艺罐，用于存储氮气；

13、所述增压机，用于对氮气进行增压；

14、所述高压存储装置，用于存储增压后的氮气；

15、所述减压阀，用于将增压后的氮气减压至预设气压范围内。

16、可选地，所述第一过滤器的过滤孔径大于所述第二过滤器的过滤孔径。

17、可选地，所述第一过滤器采用9级过滤器。

18、可选地，所述第二过滤器包括依次串联的7级过滤器、5级过滤器、3级过滤器以及1级过滤器；

19、其中，所述7级过滤器、5级过滤器、3级过滤器以及1级过滤器的过滤孔径依次降低。

20、可选地，所述psa制氮机包括两个内含碳分子筛的吸附塔和一个制氮机；

21、其中一个内含碳分子筛的吸附塔用于纯化氮气，另一个内含碳分子筛的吸附塔用于再生氮气。

22、可选地，所述系统还包括电化学式氧分析仪、流量计、压力表、氮气纯度声光报警系统以及电磁阀；

23、所述氮气纯度检测装置和所述电化学式氧分析仪、流量计、压力表、氮气纯度声光报警系统以及电磁阀安装在所述制氮机上。

24、可选地，所述系统还包括第一plc和第二plc；

25、所述制氮机、所述氮气纯度声光报警系统以及所述电磁阀由所述第一plc控制；

26、所述增压机由所述第二plc控制。

27、可选地，所述高压存储装置采用高压钢瓶组。

28、可选地，所述空气湿罐、所述氮气工艺罐以及所述高压存储装置上均设置有压力表、压力检测装置、压力报警装置、超压自动排气装置、安全阀以及爆破片。

29、可选地，所述系统还包括雾化设备；

30、所述雾化设备与所述减压阀的出气端连接，用于利用减压后的氮气进行气雾化制粉。

31、有益效果：

32、本申请针对气雾化设备采用液氮为气源时存在的不足，提供了一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，本申请的氮气供应系统使用成本低廉、操作简单或几乎不需要人操作、设备维护简单、占地面积小并可以放置在车间内部，不挑场地，可以与气雾化设备就近放置。

技术特征：

1.一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，包括：依次连接的空压机、空气湿罐、第一过滤器、冷干机、第二过滤器、空气干罐、活性炭吸附塔、psa制氮机、氮气纯度检测装置、氮气工艺罐、增压机、高压存储装置以及减压阀；

2.根据权利要求1所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述第一过滤器的过滤孔径大于所述第二过滤器的过滤孔径。

3.根据权利要求2所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述第一过滤器采用9级过滤器。

4.根据权利要求2所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述第二过滤器包括依次串联的7级过滤器、5级过滤器、3级过滤器以及1级过滤器；

5.根据权利要求1所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述psa制氮机包括两个内含碳分子筛的吸附塔和一个制氮机；

6.根据权利要求5所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述系统还包括电化学式氧分析仪、流量计、压力表、氮气纯度声光报警系统以及电磁阀；

7.根据权利要求6所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述系统还包括第一plc和第二plc；

8.根据权利要求1所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述高压存储装置采用高压钢瓶组。

9.根据权利要求1所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述空气湿罐、所述氮气工艺罐以及所述高压存储装置上均设置有压力表、压力检测装置、压力报警装置、超压自动排气装置、安全阀以及爆破片。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，其特征在于，所述系统还包括雾化设备；

技术总结
本申请公开了一种用于气雾化制粉设备的氮气供应系统，该系统通过空压机获取空气并压缩得到压缩空气；空气湿罐存储压缩空气；第一、第二过滤器过滤压缩空气中的冷凝水、油以及固体颗粒；冷干机，将压缩空气中的水蒸气冷凝为液态水并将夹带有固体颗粒和油的液态水排出机外；空气干罐存储过滤后的压缩空气；活性炭吸附塔去除压缩空气中的油和有机气体；PSA制氮机从压缩空气中分离出纯度达到预设阈值的氮气；氮气纯度检测装置检测氮气的纯度；氮气工艺罐存储氮气；增压机对氮气进行增压；高压存储装置存储增压后的氮气；减压阀将增压后的氮气减压至预设气压范围内。本申请可以提高氮气制备的效率，可广泛应氮气制备领域。

技术研发人员：龙红军,黎伟城,欧健文,陆峰,胡世华
受保护的技术使用者：龙门金南磁性材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15