[實用新型]高純氧除氮裝置

無效

• 申請號: 200820161981.8
• 申請日: 2008-10-24
• 公開（公告）號: CN201284373Y
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 金向華;劉志軍;蔣建新;周偉忠
• 申請（專利權）人: 蘇州市金宏氣體有限公司
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人: 周新亞

技術領域

本發明涉及一種氧氣中去處氮氣的裝置，特別涉及一種用電解工藝生產氧氣過程中去處氮氣得到更高純度氧氣的裝置。

背景技術

一般的高純氧制取都是以電解水獲得的氧氣經脫氫除水工藝獲得。由于電解水工藝采用的原料是經反滲透及離子交換所得的純凈水，所包含氣體雜質主要是溶解在水中的空氣，因此電解水產生的氧氣中主要雜質是氫氣、氮氣、水分，二氧化碳及甲烷等雜質，在所述雜質中氫氣、水分、二氧化碳及甲烷都是比較容易去除的，其中氮氣作為惰性氣體是比較難以去除的。經過電解凈化但沒有去除氮的氧氣目前已經可以達到99.5％以上，屬于高純氧中的優等標準。由于水中的溶解氮及管道系統的滲透空氣等因素，得到的高純氧中含氮量一般在20ppm左右，水分為環境溫度下的飽和蒸汽量。

電解水產生的氧氣根據其雜質特點，制取高純氧的純化工藝主要考慮脫氫、干燥及吸附部分二氧化碳等雜質，目前在這些方面是比較容易實現的。而含氮量是否達到高純氧標準，主要取決于原料水及管道系統，一般無法控制。經以上純化工藝制取的高純氧，其含氮量均在20ppm左右。目前還沒有比較理想的氧氣除氮工藝，使其達到幾個ppm級。也就是說一旦氮氣在氧氣中存在，消除是比較困難的。

目前也有部分氣體廠家采用低溫冷凍分餾氧氣中存在的氮氣雜質，這種方法設備投入大，運行成本高，效果也不是很理想。

發明內容

本發明為了克服上述缺點，提供了一種既能有效去除氧氣中含有的微量氮氣雜質，又能不改變現有生產工藝流程的氧氣布散系統，使原料水在進入電解系統前就有效減低溶解在其中的含氮量。

本發明的技術方案是：一種高純氧除氮裝置，包括水箱，水箱中設有電解系統，水箱下設有補水泵，水箱是貯存原料水的容器；補水泵將原料水注入電解槽以補充電解過程中損耗的原料水。電解過程是在密閉的設備管道系統中進行的，產生的氫氣和氧氣在電解槽中已被石棉隔膜隔離，該膜可以隔離分子但可以使離子穿過，分別形成氣液混合流，通過各自接口流入氣液分離器進行沉降分離，水箱內部設有布散管路，布散管路上設有小孔，還包括有氧氣集裝格通過減壓閥和軟管連接至布散管路，水箱頂部設有一個連通水箱內部與外部的小軟管，水箱底部還設有玻璃管液面計以防止斷水。

所述布散管路是在水箱內1/4的高度處橫向均布3根的分管，上面打有許多冒氣的小孔，3根管子貫穿整個水箱，在水箱外一側會合成總管。

原有水箱為一敞開式容器，上面有敞開的加料口用以補充KOH電解質，隨原料水一起補入電解系統，一個充滿普氧的集裝格通過一減壓氣及軟管連接到布散管的總管接口。為防止空氣從加料口大量進入水箱，對該加料口進行封閉處理，上面開一小口連接一細小的軟管，以便充入的氧氣排入大氣，而不至使水從玻璃管液面計的玻璃管中壓出。

本實用新型氧氣布散系統的運作方式如下：

每次電解設備啟動運行前1小時，打開氧氣集裝格供氣總閥，調節減壓器，看到水箱內整個氣體分布管小孔均有氣泡冒出，關嚴水箱加料口。將溶解在水中的氮氣充分置換，并使水箱上部空間充滿氧氣，保證完全隔離空氣。在啟動電解設備前，氣量應適當調大，以便置換充分，在設備運行時將氣量調至排氣管有氣排出即可，直至設備停機。

本實用新型主要是在現有通過電解獲得高純氧的設備中加入氧氣布散系統和普氧集裝格，在電解進行前，在水箱內充入普氧置換原料水中的氮氣等雜質，該氧氣布散保護系統，改造簡單，投入極低，操作方面，無能源消耗，僅消耗少量量普氧，且得到的電解氧氣含氮量在5ppm左右，解決了高端氣體市場的需要。

附圖說明

圖1為本實用新型結構圖；

圖2為圖1中布散管路的結構圖。

其中：1、氧氣集裝格，2、減壓閥，3、布散管路，4、水箱，5、補水泵，6、細小軟管，7、閥門，8、電解系統，21、分管，22、總管，23、小孔。

具體實施方式

如圖1、圖2所示的高純氧除氮裝置，包括水箱4，水箱中設有電解系統8，水箱下設有補水泵5，，補水泵5和水箱之間通過管路和閥門7連接，水箱是貯存原料水的容器；補水泵將原料水注入電解槽以補充電解過程中損耗的原料水。水箱內部設有布散管路3，布散管路上設有小孔23，布散管路是在水箱內1/4的高度處橫向均布3根的不銹鋼分管，上面打有許多冒氣的小孔23，布散管路在水箱內由三根不銹鋼分管21組成，在水箱外一側會合成總管22。氧氣集裝格1通過減壓閥2和軟管連接至布散管路，水箱頂部設有一個連通水箱內部與外部的細小軟管6。