[发明专利]氮气系统

说明书

技术领域

本发明涉及制氮设备技术领域，更具体地说，涉及一种氮气系统。

背景技术

目前，在橡胶轮胎企业一般生产氮气的系统有两种，其中一种为PSA（Pressure Swing Adsorption，变压吸附法）制氮系统，如图1所示，其包括依次连通的空压机01、PSA制氮机02以及增压机03，进行制氮气时，首先空压机01制备压缩空气，然后压缩空气进入PSA制氮机02，PSA制氮机03通过分子筛分离氮气和氧气，在吸附动力学条件下，氧分子扩散到分子筛微孔隙中的速度比氮分子的扩散速度快得多，因此，通过适当的控制，在远离平衡条件的时间内，使氧分子吸附于碳分子筛的固相中，而氮分子则在气相中得到富集。同时，碳分子筛吸附氧分子的容量，因其分压升高而增大，因其分压下降而减少。这样，碳分子筛在加压时吸附氧分子使氮分子得到富集，减压时解吸出氧分子排到空气中，如此反复循环操作，达到制备氮气的目的。然后PSA制氮机制备的氮气，通过增压机进行增压，形成高压氮气，最终进入缓冲罐04，以供使用。另外一种生产氮气的系统为液氮汽化系统，包括液氮储罐以及液氮汽化器，其是将购买的液氮储存在液氮储罐中，当需要使用液氮时，将液氮储罐打开，液氮进入液氮汽化器进行汽化后，进入缓冲罐04，以供使用。

现有技术中，橡胶轮胎企业一般仅选用一种系统进行氮气的生产。其中，PSA制氮系统生产效率较高，但是其空压机的耗电量较大，当一些工业地区实行分时电价时，电价收费较高的时间段使用PSA制氮系统进行制氮，会消耗较多的电量，相应的增加了制氮成本。液氮汽化系统需要向外界购买液氮，同样使得制氮成本较高。

综上所述，如何有效地降低制氮气的成本，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氮气系统，该氮气系统的结构设计可以有效地降低制氮气的成本。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种氮气系统，包括缓冲罐以及并联设置的PSA制氮系统和液氮汽化系统，

所述PSA制氮系统包括依次连通的空压机、PSA制氮机以及增压机，所述增压机的出氮口与所述缓冲罐的进氮口连通；

所述液氮汽化系统包括用于储存液氮的液氮储罐和与所述液氮储罐连通的液氮汽化器，且所述液氮汽化器的出氮口与所述缓冲罐的进氮口连通；

且所述增压机的出氮口、液氮汽化器的出氮口与所述缓冲罐的进氮口三者之间设置有切换装置，所述切换装置能够使所述缓冲罐的进氮口仅与增压机的出氮口连通或者仅与液氮汽化器的出氮口连通。

优选地，所述切换装置具体包括第一气动薄膜调节阀和第二气动薄膜调节阀，所述第一气动薄膜调节阀串接于所述增压机的出氮口与所述缓冲罐的进氮口之间，所述第二气动薄膜调节阀串接于所述液氮汽化器的出氮口与所述缓冲罐的进氮口之间。

优选地，所述切换装置具体为三通阀，其具有两个进口和一个出口，且所述三通阀的两个进口分别与所述增压机的出氮口和所述液氮汽化器的出氮口连通，所述三通阀的出口与所述缓冲罐的进氮口连通。

优选地，所述空压机与PSA制氮机之间还设置有冷干机。

优选地，所述液氮汽化器具体为水浴式汽化器，且所述水浴式汽化器的进氮口与所述液氮储罐的出氮口连通，所述水浴式汽化器的出氮口与所述缓冲罐的进氮口连通。

优选地，所述水浴式汽化器的罐体具有冷水出口和热水进口，所述氮气系统还包括水环式真空泵，且所述真空泵的循环水进口与所述冷水出口连通，且所述真空泵的循环水出口与所述热水进口连通。

优选地，所述真空泵的循环水出口与所述热水进口之间还串接有水泵。

优选地，还包括冷却塔，且所述冷却塔的进水口与所述真空泵的循环水出口连通，所述冷却塔的出水口与所述真空泵的循环水进口连通。

优选地，所述液氮汽化器还包括与所述水浴式汽化器并联设置的空浴式汽化器，且所述空浴式汽化器的出氮口与所述缓冲罐的进氮口连通，所述空浴式汽化器的进氮口与所述液氮储罐的出氮口连通。

优选地，所述液氮汽化器具体为空浴式汽化器，且所述空浴式汽化器的进氮口与所述液氮储罐的出氮口连通，所述空浴式汽化器的出氮口与所述缓冲罐的进氮口连通。