[發明專利]氮氣系統

有效

• 申請號: 201310487740.8
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103539084A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 李德東;張雙杰;李廣學;孫國徽
• 申請（專利權）人: 山東金宇實業股份有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04;F17C5/06
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理事務所(普通合伙) 11304
• 代理人: 趙百令;劉大玲

技術領域

本發明涉及制氮設備技術領域，更具體地說，涉及一種氮氣系統。

背景技術

目前，在橡膠輪胎企業一般生產氮氣的系統有兩種，其中一種為PSA（Pressure?Swing?Adsorption，變壓吸附法）制氮系統，如圖1所示，其包括依次連通的空壓機01、PSA制氮機02以及增壓機03，進行制氮氣時，首先空壓機01制備壓縮空氣，然后壓縮空氣進入PSA制氮機02，PSA制氮機03通過分子篩分離氮氣和氧氣，在吸附動力學條件下，氧分子擴散到分子篩微孔隙中的速度比氮分子的擴散速度快得多，因此，通過適當的控制，在遠離平衡條件的時間內，使氧分子吸附于碳分子篩的固相中，而氮分子則在氣相中得到富集。同時，碳分子篩吸附氧分子的容量，因其分壓升高而增大，因其分壓下降而減少。這樣，碳分子篩在加壓時吸附氧分子使氮分子得到富集，減壓時解吸出氧分子排到空氣中，如此反復循環操作，達到制備氮氣的目的。然后PSA制氮機制備的氮氣，通過增壓機進行增壓，形成高壓氮氣，最終進入緩沖罐04，以供使用。另外一種生產氮氣的系統為液氮汽化系統，包括液氮儲罐以及液氮汽化器，其是將購買的液氮儲存在液氮儲罐中，當需要使用液氮時，將液氮儲罐打開，液氮進入液氮汽化器進行汽化后，進入緩沖罐04，以供使用。

現有技術中，橡膠輪胎企業一般僅選用一種系統進行氮氣的生產。其中，PSA制氮系統生產效率較高，但是其空壓機的耗電量較大，當一些工業地區實行分時電價時，電價收費較高的時間段使用PSA制氮系統進行制氮，會消耗較多的電量，相應的增加了制氮成本。液氮汽化系統需要向外界購買液氮，同樣使得制氮成本較高。

綜上所述，如何有效地降低制氮氣的成本，是目前本領域技術人員急需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種氮氣系統，該氮氣系統的結構設計可以有效地降低制氮氣的成本。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種氮氣系統，包括緩沖罐以及并聯設置的PSA制氮系統和液氮汽化系統，

所述PSA制氮系統包括依次連通的空壓機、PSA制氮機以及增壓機，所述增壓機的出氮口與所述緩沖罐的進氮口連通；

所述液氮汽化系統包括用于儲存液氮的液氮儲罐和與所述液氮儲罐連通的液氮汽化器，且所述液氮汽化器的出氮口與所述緩沖罐的進氮口連通；

且所述增壓機的出氮口、液氮汽化器的出氮口與所述緩沖罐的進氮口三者之間設置有切換裝置，所述切換裝置能夠使所述緩沖罐的進氮口僅與增壓機的出氮口連通或者僅與液氮汽化器的出氮口連通。

優選地，所述切換裝置具體包括第一氣動薄膜調節閥和第二氣動薄膜調節閥，所述第一氣動薄膜調節閥串接于所述增壓機的出氮口與所述緩沖罐的進氮口之間，所述第二氣動薄膜調節閥串接于所述液氮汽化器的出氮口與所述緩沖罐的進氮口之間。

優選地，所述切換裝置具體為三通閥，其具有兩個進口和一個出口，且所述三通閥的兩個進口分別與所述增壓機的出氮口和所述液氮汽化器的出氮口連通，所述三通閥的出口與所述緩沖罐的進氮口連通。

優選地，所述空壓機與PSA制氮機之間還設置有冷干機。

優選地，所述液氮汽化器具體為水浴式汽化器，且所述水浴式汽化器的進氮口與所述液氮儲罐的出氮口連通，所述水浴式汽化器的出氮口與所述緩沖罐的進氮口連通。

優選地，所述水浴式汽化器的罐體具有冷水出口和熱水進口，所述氮氣系統還包括水環式真空泵，且所述真空泵的循環水進口與所述冷水出口連通，且所述真空泵的循環水出口與所述熱水進口連通。

優選地，所述真空泵的循環水出口與所述熱水進口之間還串接有水泵。

優選地，還包括冷卻塔，且所述冷卻塔的進水口與所述真空泵的循環水出口連通，所述冷卻塔的出水口與所述真空泵的循環水進口連通。

優選地，所述液氮汽化器還包括與所述水浴式汽化器并聯設置的空浴式汽化器，且所述空浴式汽化器的出氮口與所述緩沖罐的進氮口連通，所述空浴式汽化器的進氮口與所述液氮儲罐的出氮口連通。

優選地，所述液氮汽化器具體為空浴式汽化器，且所述空浴式汽化器的進氮口與所述液氮儲罐的出氮口連通，所述空浴式汽化器的出氮口與所述緩沖罐的進氮口連通。