[发明专利]一种用于汽车顶棚生产的氮气发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车生产领域，尤其涉及一种用于汽车顶棚生产的氮气发生装置。

背景技术

现有的汽车顶棚生产一般采用冷发生产工艺，其工艺步骤为：底部的无纺布—放卷—撒玻纤—撒胶粘粉—放PU板—撒玻纤—撒胶粘粉—预热加热复合冷却收板基板再与面饰一起冷模压—切割—压铆固定—安装附件—顶棚总成即可。

制备过程中需要纯净的氮气，现有氮气制备方法一般为三种，

1、电化学法制氮。在氢气电解池的阴极(产氢气一侧)通入高压空气，在催化剂作用下，氢气和氧气形成微观燃料电池，完成氧化还原反应生产水，宏观上表现即为空气中的氧气被除去，剩余氮气。这种方法可以产出最高99.995％的氮气，但有几个明显的缺陷：一需用到高浓度氢氧化钾溶液做电解液，这种强碱溶液与气体直接接触，对气体质量有潜在影响，并有随气路输出的可能性；二单位成本高，比如我公司生产的XYN-300型，标称产氮300ml/min，实际稳定使用150ml/min，不适合做大流量氮气发生器；三反应过程只去除了空气中的氧气，其它杂质气体并没有涉及，并且反应过程对电解池制作技术要求很高，不合适的电解池制作技术会造成氮气纯度数量级的降低。这类氮气发生器作为一种小流量氮气来源，总费用不过几千元，常被用于色谱载气和小容量保护，是一种低成本的解决方案；

2、膜分离制氮。高压空气通过中空纤维膜组件，氮气分子和氧气分子的扩散速度差别积累，在膜组件输出端形成高纯度的氮气，最终形成的产品气纯度最高可达99％，气体流量>5000ml/min，并且可以累加使用，不影响产品质量，在不考虑其它限制条件的情况下，气体装置可以无限扩充。这种制氮方法膜分离制氮在工业上有不少的应用，在实验室主要用于对气体纯度要求不特别高的吹扫、保护、对氧气的置换等。这类发生器的主要优点是流量大，实验室级别产品一般，在50L/min上下，并可随意扩充，同时寿命长，膜组件作为核心部件，在空气源稳定的情况下，寿命可达10年，且维护成本极低；缺点是氮气纯度不能达到高纯级，膜组件目前均为进口，国内不能提供，成本较高，仪器价格也相对高。

3、PSA变压吸附制氮。利用氮气与其它气体分子在分子筛中的吸附能力差异，形成浓度差异的积累，在分子筛柱末端产出高纯度氮气。同时利用两根分子筛柱，一根吸附的同时引出一部分产品气为另一根解析，实现分子筛在线再生，整体表现即为仪器持续输出高纯氮气。这类发生器可根据需要，调节氮气的纯度和流量，最高可生产99.999％的氮气产品，流量可从几百毫升到几十升到几立方每分钟，纯度大小配置灵活，可根据每个需求具体定制，我公司生产的型号末端带P的即为此类产品，如XYN-5LP。PSA变压吸附技术在工业中应用很广泛，已发展几十年，是很成熟的技术。技术难点主要是分子筛柱填装技术，分子筛填装不好，会造成分子筛在气体高低压频繁变化中互相摩擦碰撞粉化，微孔数量减少，分子筛性能急剧降低。上述制备工艺中第三种较为纯净，但是成本较大，且制备时需要经常对分子筛柱再生。另外两种的不易控制和纯净度不高。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于汽车顶棚生产的氮气发生装置，节省了成本，提高了氮气的纯度。

本发明所采用的技术方案是：一种用于汽车顶棚生产的氮气发生装置，包括有PSA变压吸附室，所述PSA变压吸附室的一侧设有前膜分离装置，所述PSA变压吸附室的另一侧设有后膜分离装置；所述前膜分离装置通过空气冷凝器与空压机相连接，所述后膜分离装置通过干燥器与储气罐相连接。

所述前膜分离装置包括前膜隔离室和前球形过滤膜；所述后膜分离装置包后膜隔离室和后球形过滤膜；

所述前球形过滤膜的一侧设有前入膜口，且所述前入膜口穿过所述前膜隔离室的一侧，且所述前入膜口与所述空气冷凝器的一侧相连接；所述前球形过滤膜的另一侧设有前出膜口，且所述前出膜口穿过所述前膜隔离室的另一侧；

所述PSA变压吸附室的一侧设有入气口，所述入气口与所述前出膜口相连接；

所述后球形过滤膜的一侧设有后入膜口，且所述后入膜口穿过所述后膜隔离室的一侧；所述后球形过滤膜的另一侧设有后出膜口，且所述后出膜口穿过所述后膜隔离室的另一侧，且所述后出膜口与所述干燥器相连接。

进一步地，所述PSA变压吸附室内设有至少一个分子筛柱，且所述分子筛柱的一端与所述后膜分离装置相连接。

进一步地，所述PSA变压吸附室内设有至少一个分子筛柱，且所述分子筛柱的一端设有出气口，且所述出气口与所述后入膜口相连接。