CN219231906U - 制氮机及制氮*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种制氮机及制氮***，制氮机包括缓存罐、分离机构、第一管路、取样阀和排气阀；分离机构用于从空气中分离出氮气；第一管路用于连通分离机构和缓存罐；取样阀设置于第一管路；排气阀设置于第一管路且位于取样阀与缓存罐之间。本申请提供的制氮机，取样阀和排气阀设置在第一管路上，在分离机构分离氮气之后，对流经第一管路的氮气进行检测，以排出不达标的氮气，也即在缓存罐之前不达标的氮气已经被排出，缓存罐内均为达标氮气，因此，在新开机或者启动备用机时，能够缩短到达到正常工作状态的时间，快速恢复氮气的供应，提高制氮效率，且节省能耗。

Description

制氮机及制氮***

技术领域

本申请涉及制氮技术领域，特别是涉及制氮机及制氮***。

背景技术

氮气是气体工业中最重要的产品之一，其来源广且经济实惠。氮气可以用作合成原料气，氮气还可以用作保护气氛应用于电池行业。

制氮机是以空气为原料，将氧气与氮气分离，获得所需高纯度氮气的制取设备。但是现有的制氮机的制氮效率较低，影响了氮气的生产效率。

实用新型内容

本申请提供一种制氮机及制氮***，旨在提高制氮机的制氮效率。

第一方面，本申请提出了一种制氮机，包括缓存罐、分离机构、第一管路、取样阀和排气阀；分离机构用于从空气中分离出氮气；第一管路用于连通分离机构和缓存罐；取样阀设置于第一管路；排气阀设置于第一管路且位于取样阀与缓存罐之间。

本申请提供的制氮机，包括缓存罐、分离机构、第一管路、取样阀和排气阀，第一管路连通分离机构和缓存罐，取样阀和排气阀设置在第一管路上，在分离机构分离氮气之后，对流经第一管路的氮气进行检测，以排出不达标的氮气，也即在缓存罐之前不达标的氮气已经被排出，缓存罐内均为达标氮气，因此，在新开机或者启动备用机时，能够缩短到达到正常工作状态的时间，快速恢复氮气的供应，提高制氮效率，且节省能耗。

根据本申请的一个实施例，分离机构包括第一分离器和第二分离器，第一分离器和第二分离器并联设置。

在这些可选的实施例中，分离机构包括第一分离器和第二分离器，二者并联设置，第一分离器和第二分离器交替工作，从而使得的分离机构稳定和持续的输出氮气。

根据本申请的一个实施例，制氮机还包括压缩气罐，设置于分离机构的上游，压缩气罐与分离机构连通，压缩气罐用于压缩空气。

在这些可选的实施例中，设置压缩气罐，使得流入分离机构内的空间具有一定的压力，具有一定压力的空气易于在分离机构内分离。

根据本申请的一个实施例，还包括第一阀门，第一阀门设置于第一管路且位于排气阀与缓存罐之间。

在这些可选的实施例中，制氮机还设有第一阀门，第一阀门设置于第一管路且位于排气阀与缓存罐之间，以降低未达标的氮气进入缓存罐内，污染缓存罐内的氮气。

根据本申请的一个实施例，制氮机为变压吸附式制氮机。

在这些可选的实施例中，变压吸附式制氮机相比其他类型的制氮设备，具有产气快捷、高效且制造成本低等优势。

第二方面，本申请提出了一种制氮***，包括多个制氮机和储氮器；多个制氮机并联设置；储氮器与多个制氮机连通，其中，制氮机为前述制氮机，制氮机用于制备氮气。

本申请提供的制氮***，其包括多个制氮机和储氮器，多个制氮机并联设置且与多个制氮机连通，可以根据氮气需要情况，控制多个制氮机的开启或者停止情况，提高制氮***的灵活度。此外，本申请的制氮机，在缓存罐之前能够将不达标的氮气排出，缓存罐内均为达标氮气，因此，在新开机或者启动备用机时，能够缩短到达到正常工作状态的时间，快速恢复氮气的供应，提高制氮效率。

根据本申请的一个实施例，制氮***还包括连通管路和多个第二阀门；连通管路与多个制氮机连通，且设置于制氮机的下游；各第二阀门设置于与各制氮机对应的连通管路上。

在这些可选的实施例中，制氮***设置连通管路和多个第二阀门，可均衡多个制氮机的缓存罐的压力，在制氮***因负荷不足增加备用机运行时，备用机的缓存罐具有达标的氮气，在开启备用机的分离机构时，分离机构与缓存罐之间存在较小的压力差，以使制氮机内的氮气以正常的工作流速流动，降低不达标氮气流入缓存罐，与设置在第一管路上的排气阀形成双重保护，从而有效提高缓存罐内氮气的指标。

根据本申请的一个实施例，制氮***还包括控制器，控制器与多个制氮机通讯连接，控制器用于控制制氮机的启动或停止。

在这些可选的实施例中，制氮***设置控制器，控制器与多个制氮机通讯连接，能够根据储氮器输出的氮气负载情况，控制制氮机的启动或停止，当负荷增大可增加制氮机运行的数量，当负荷减小则减少制氮机运行数量；如此设置，能够到快速响应负荷的变化，使得制氮***更加灵活高效。

根据本申请的一个实施例，制氮***还包括流量计，流量计设置于储氮器的下游，流量计与控制器通讯连接，流量计用于计量储氮器输出的氮气的流量。

在这些可选的实施例中，流量计与控制器通讯连接，流量计用于计量储氮器输出的氮气的流量，控制器根据接收流量计检测的流量信号，控制多个制氮机的启动和停止，流量计方便获知氮气的输出状态，确保制氮***输出的氮气满足使用要求。

根据本申请的一个实施例，制氮***还包括压力表，压力表设置于储氮器的下游，且位于流量计与储氮器之间，用于测量储氮器输出的氮气的压力。

在这些可选的实施例中，压力表用于测量储氮器输出的氮气的压力，以使得输出的氮气处于额定压力，以提供稳定的氮气。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1为本申请一些实施例提供的制氮机的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的制氮***的组成示意图；

图3为本申请一些实施例提供的制氮方法的流程图。

附图未必按照实际的比例绘制。

附图标记说明：

1000、制氮***；

100、制氮机；

10、缓存罐；

20、分离机构；21、第一分离器；22、第二分离器；

30、第一管路；

40、取样阀；

50、排气阀；

60、压缩气罐；

70、第一阀门；

200、储氮器；

300、连通管路；

400、第二阀门；

500、控制器；

600、流量计；

700、压力表。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中术语“和/或”，仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。

目前，随着环保和可再生要求的不断提升，能源领域中，对电池及其组合的兴趣日益增长。其中，常见的电池单体如锂离子电池单体、锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体，但不局限于此。虽然电池的种类繁多，但是受限于生产效率，市场上对电池的需求量仍然较大。故需要对电池的生产工艺进行改善，提高电池的生产效率。氮气是气体工业中最重要的产品之一，氮气可以用作保护气氛应用于电池行业，例如在制备电极浆料时利用氮气输送粉料原料，避免粉料燃烧***，又例如在生产电池单体时在注液之后向电池单体内部注入正压氮气。制氮机通常包括分离器和氮气缓存罐，分离器用于将空气中的氮气和氧气分离，以获得氮气，氮气缓存罐用于缓存从分离器中分离的氮气。但是发明人在制氮机实际的运行过程中发现，在新开机或者启动备用机时，会导致缓存罐中的氮气不纯，需要将缓存罐持续排空，但是缓存罐排空的时间较长，以8m³缓存罐为例，排空缓存罐耗时约45min，更大缓存罐需要更长时间，因此，仍然会导致缓存罐里面氮气不纯而持续排空，排空的时间较长，不能很及时的响应末端用气设备的需求，严重影响氮气正常供应，从而影响电池的生产效率。

鉴于以上问题，发明人经过深入研究，提出了一种制氮机，包括缓存罐、分离机构、第一管路、取样阀和排气阀，第一管路连通分离机构和缓存罐，取样阀和排气阀设置在第一管路上，在分离机构分离氮气之后，对流经第一管路的氮气进行检测，以排出不达标的氮气，也即在缓存罐之前不达标的氮气已经被排出，缓存罐内均为达标氮气，因此，在新开机或者启动备用机时，能够缩短到达到正常工作状态的时间，快速恢复氮气的供应，提高制氮效率，且节省能耗。

制氮机可用于合成氨、石灰氮、合成金属氰化物、合成金属氮化物、合成氮化硅等原料气。制氮机还可以用于制备电池单体，例如在制备电极浆料时利用氮气输送粉料原料，避免粉料燃烧***，又例如在生产电池单体时在注液之后向电池单体内部注入正压氮气。电池单体可以应用于车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。

图1为本申请一些实施例提供的制氮机的结构示意图。

如图1所示，本申请的一种制氮机100，包括缓存罐10、分离机构20、第一管路30、取样阀40和排气阀50。分离机构20用于从空气中分离出氮气。第一管路30用于连通分离机构20和缓存罐10。取样阀40设置于第一管路30。排气阀50设置于第一管路30且位于取样阀40与缓存罐10之间。

制氮机100是能够分离空气以得到高纯度氮气的设备，制氮机100可以为但不限于深冷空分制氮机、分子筛空分制氮机、膜空分制氮机。

分离机构20是以空气为原料，将空气中的氧气与氮气分离，也即从空气中分离出氮气，以获得高纯度氮气。

示例性地，分离机构20可包括一个分离器或多个分离器，多个分离器可并联设置，也可串联设置。多个分离器串联设置能够提高氮气提纯的纯度。多个分离器并联设置，多个分离器可交替使用，也可共同开启以提高供气能力。

可选地，分离机构20包括吸附塔或者高分子膜过滤器。

缓存罐10用于缓存氮气的容器。在对缓存罐10内的氮气或者对缓存罐10排出的氮气进行取样检测时，如若氮气未达到预设要求，为了使氮气满足预设要求，需要对缓存罐10内的氮气需要进行放空置换，不仅浪费氮气，且耗时较长。

在本申请的实施例中，缓存罐10和分离机构20之间通过第一管路30连通，通过第一管路30连通将分离机构20分离获得的氮气流入缓存罐10内。

取样阀40用于供采集氮气使用。在取样阀40打开状态下，能够向外泄漏氮气，泄漏的氮气被采集后，用于对氮气的纯度、露点等参数进行检测，以判断氮气是否达到预设要求。

可选地，取样阀40可以为双联开启阀、法兰夹片阀等。

在本申请的实施例中，取样阀40设置在第一管路30上，以将流经第一管路30内的氮气排出，进而实现对分离机构20分离出氮气进行采集检测。

排气阀50用于将氮气排出第一管路30，当第一管路30内的氮气纯度未达标时，可以打开排气阀50以排放不达标的氮气，也即不达标的氮气全部从排气阀50排出，不再向缓存罐10输送氮气。因此，未达标的氮气在流入缓存罐10之前已被排出，降低污染缓存罐10的风险，从而减小置换缓存罐10内的氮气的频率。此外，在制氮机100中断或者重新开启后，将未达标的氮气通过排气阀50在第一管路30位置处进行排出，能够缩短暂停供气时间，可在短时间内响应用气设备需要。

示例性地，在新开机或者启动备用机时，开启分离机构20，分离机构20分离氮气，打开取样阀40，采集氮气并进行检测，当检测的氮气的纯度未达到预设要求，开启排气阀50，将分离机构20分离氮气排出，持续采集氮气并进行检测，当检测的氮气的纯度达到预设要求，关闭排气阀50，将分离机构20分离氮气通入缓存罐10，使得缓存罐10装有满足预设要求的氮气。

本申请提供的制氮机100，包括缓存罐10、分离机构20、第一管路30、取样阀40和排气阀50，第一管路30连通分离机构20和缓存罐10，取样阀40和排气阀50设置在第一管路30上，在分离机构20分离氮气之后，对流经第一管路30的氮气进行检测，以排出不达标的氮气，也即在缓存罐10之前不达标的氮气已经被排出，缓存罐10内均为达标氮气，因此，在新开机或者启动备用机时，能够缩短到达到正常工作状态的时间，快速恢复氮气的供应，提高制氮效率，且节省能耗。

根据本申请的一个实施例，如图1所示，分离机构20包括第一分离器21和第二分离器22，第一分离器21和第二分离器22并联设置。

可选地，第一分离器21为第一吸附塔，第二分离器22为第二吸附塔，第一吸附塔和第二吸附塔并联设置，第一吸附塔处于工作状态，空气进入第一吸附塔，可选地为压缩空气，空气中的O₂、CO₂和H₂O被第一吸附塔中的吸附剂吸附，氮气由出口端输出，流入第一管路30，此时的第二吸附塔处于非工作状态。在第一吸附塔内吸附剂吸氧饱和的情况下，切换至第二吸附塔工作，空气进入第二吸附塔分离氮气，第一吸附塔卸压，且小部分氮气进入第一吸附塔，脱附已被吸附的O₂、CO₂和H₂O，实现第一吸附塔内的吸附剂脱氧再生。第一吸附塔和第二吸附塔交替进行吸附和再生，完成氮气分离。

在本申请的实施例中，制氮机100还包括并联接入第一管路30的第一支路和第二支路，第一支路与第一分离器21连通，且第一支路设有第一开关阀，第二支路与第二分离器22连通，且第二支路设有第二开关阀。

在本申请的实施例中，分离机构20包括第一分离器21和第二分离器22之外，还可包括第三分离器、第四分离器、……、等等，其中，第三分离器、第四分离器与第一分离器21、第二分离器22串联或者并联。

在这些可选的实施例中，分离机构20包括第一分离器21和第二分离器22，二者并联设置，第一分离器21和第二分离器22交替工作，从而使得分离机构20输出稳定和持续的氮气。

根据本申请的一个实施例，如图1所示，制氮机100还包括压缩气罐60，设置于分离机构20的上游，压缩气罐60与分离机构20连通，压缩气罐60用于压缩空气。

在本申请的实施例中，压缩气罐60能够压缩空气，空气通过压缩气罐60时被压缩气罐60压缩形成高压气体，高压气体流入分离机构20。

可选地，压缩气罐60与分离机构20通过第二管路连通。

可选地，制氮机100还包括干燥机，干燥机设置于压缩气罐60与分离机构20之间，且与压缩气罐60与分离机构20连通。干燥机用于干燥被压缩的气体。

在这些可选的实施例中，设置压缩气罐60，使得流入分离机构20内的空间具有一定的压力，具有一定压力的空气易于在分离机构20内分离。

根据本申请的一个实施例，制氮机100还包括第一阀门70，第一阀门70设置于第一管路30且位于排气阀50与缓存罐10之间。

在本申请的实施例中，第一阀门70设置在第一管路30上，且位于排气阀50与缓存罐10之间，打开取样阀40，采集氮气，当检测到的氮气未达标时，开启排气阀50，关闭第一阀门70，以将氮气排出，当检测到的氮气达标时，关闭排气阀50，开启第一阀门70，以将氮气通入缓存罐10。

具体地，第一阀门70选自截止阀、旋塞阀、球阀、闸阀或者蝶阀等。

在这些可选的实施例中，制氮机100还设有第一阀门70，第一阀门70设置于第一管路30且位于排气阀50与缓存罐10之间，以降低未达标的氮气进入缓存罐10内，污染缓存罐10内的氮气。

根据本申请的一个实施例，制氮机100还包括循环管路，循环管路的一端连通于排气阀50的出口，循环管路的另一端连通于分离机构20的入口。通过循环管路将未达标的氮气回收至分离机构20，降低氮气的浪费。

根据本申请的一个实施例，制氮机100为变压吸附式制氮机。

在本申请的实施例中，制氮机100为变压吸附式制氮机，变压吸附制法(简称PSA)是指利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开的方法，以空气为原料，利用高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮气和氧气分离出来。分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于氧气和氮气在分子筛表面的扩散速率不同，分子筛可以选用碳分子筛或者沸石分子筛。变压吸附式制氮机通常采用两个吸附塔并联(第一吸附塔和第二吸附塔)，交替进行加压吸附和解压再生，从而获取连续的氮气。

在这些可选的实施例中，变压吸附式制氮机相比其他类型的制氮设备，具有产气快捷、高效且制造成本低等优势。

图2为本申请一些实施例提供的制氮***的组成示意图。

第二方面，如图1和图2所示，本申请提出了一种制氮***1000，包括多个制氮机100和储氮器200。多个制氮机100并联设置。储氮器200与多个制氮机100连通，其中，制氮机100为前述制氮机100，制氮机100用于制备氮气。

储氮器200是用于储存氮气的容器，其具备气体入口和气体出口，气体入口与多个制氮机100连通，气体出口与用氮设备连通。储氮器200能够均衡从制氮机100分离的氮气，以提高连续供给的稳定性。

在本申请的实施例中，制氮***1000包括多个制氮机100，在实际工作过程中，制氮***1000需要至少一个制氮机100处于工作状态，其他制氮机100可处于非工作状态。可以理解为，在仅有一个制氮机100工作时，制氮机100产生的氮气流入储氮器200，再将储氮器200内的氮气输出至用氮设备；在两个制氮机100工作时，各制氮机100产生的氮气流入储氮器200中混合，再将储氮器200内的氮气输出至用氮设备。可以根据实际的氮气需要，判断开启几个制氮机100。通常情况下，开启制氮机100可以理解为开启分离机构。

本申请提供的制氮***1000，其包括多个制氮机100和储氮器200，多个制氮机100并联设置且与多个制氮机100连通，可以根据氮气需要情况，控制多个制氮机100的开启或者停止情况，提高制氮***1000的灵活度。此外，本申请的制氮机100，在缓存罐之前将不达标的氮气排出，缓存罐内均为达标氮气，因此，在新开机或者启动备用机时，能够缩短到达到正常工作状态的时间，快速恢复氮气的供应，提高制氮效率。

根据本申请的一个实施例，如图1和图2所示，制氮***1000还包括连通管路300和多个第二阀门400。连通管路300与多个制氮机100连通，且设置于制氮机100的下游。各第二阀门400设置于与各制氮机100对应的连通管路300上。

发明人进一步发现，在开启备用机，可以理解为将处于非工作状态的制氮机100切换至工作状态，分离机构20与缓存罐10之间存在较大的压力差，压力差的存在会导致分离机构20分离的气体快速的流入缓存罐10内，流速过快会导致流入缓存罐10内的氮气不达标。因此，通过设置连通管路300和第二阀门400，开启第二阀门400，使得处于工作状态的缓存罐10内的氮气通过连通管路300流入处于非工作状态的缓存罐10内，可以理解为备用机的缓存罐10，以平衡缓存罐10内的压力，可选地，缓存罐10内的压力达到工作压力，在开启非工作状态制氮机100时，分离机构20与缓存罐10之间压力差较小，分离机构20输出正常流速的氮气，不达标的氮气直接在流入缓存罐10之前排出，不流入缓存罐10内。

具体地，制氮***1000包括三个制氮机100、储氮器200、连通管路300和三个第二阀门400，三个制氮机100与储氮器200通过排气管路连通，三个制氮机100分别为第一制氮机、第二制氮机和第三制氮机，第一制氮机设有支路一，第二制氮机设有支路二，第三制氮机设有支路三，支路一、支路二和支路三并联设置并接入排气管路，连通管路300与支路一、支路二和支路三连通，各第二阀门400设置于与各支路对应的连通管路300上，在制氮***1000处于运行的情况下，第一制氮机处于工作状态，第二制氮机与第三制氮机处于非工作状态，也即第二制氮机与第三制氮机为备用机，或者，第一制氮机与第二制氮机处于工作状态，第三制氮机于非工作状态，第三制氮机备用机。

在本申请的实施例中，第二阀门400选自截止阀、旋塞阀、球阀、闸阀或者蝶阀等。

在这些可选的实施例中，制氮***1000设置连通管路300和多个第二阀门400，可均衡多个制氮机100的缓存罐10的压力，在制氮***1000因负荷不足增加备用机运行时，备用机的缓存罐10具有达标的氮气，在开启备用机的分离机构20时，分离机构20与缓存罐10之间存在较小的压力差，以使制氮机100内的氮气以正常的工作流速流动，降低不达标氮气流入缓存罐10，与设置在第一管路30上的排气阀50形成双重保护，从而有效提高缓存罐10内氮气的指标。

根据本申请的一个实施例，制氮***1000还包括控制器500，控制器500与多个制氮机100通讯连接，控制器500用于控制制氮机100的启动或停止。

示例性地，制氮***1000包括第一制氮机、第二制氮机、第三制氮机、储氮器200和控制器500。在制氮***1000处于运行的情况下，控制器500制氮第一制氮机处于工作状态，第二制氮机与第三制氮机处于非工作状态，当检测储氮器200输出的氮气负载增加或者第一制氮机出现故障时，控制器500控制第二制氮机和/或第三制氮机开启。

示例性地，制氮***1000包括第一制氮机、第二制氮机第三制氮机、储氮器200和控制器500。在制氮***1000处于运行的情况下，控制器500制氮第一制氮机和第二制氮机处于工作状态，第三制氮机处于非工作状态，当检测储氮器200输出的氮气负载增加或者第一制氮机和第二制氮机一者出现故障，控制器500控制第三制氮机开启。

示例性地，制氮***1000包括第一制氮机、第二制氮机、第三制氮机、储氮器200和控制器500。在制氮***1000处于运行的情况下，控制器500制氮第一制氮机和第二制氮机处于工作状态，第三制氮机处于费工作状态，当检测储氮器200输出的氮气负载减小，控制器500控制第二制氮机停止工作。

可选地，控制器500为可编程逻辑控制器500(PLC)。

在这些可选的实施例中，制氮***1000设置控制器500，控制器500与多个制氮机100通讯连接，能够根据储氮器200输出的氮气负载情况，控制多个制氮机100的启动或停止，当负荷增大可增加制氮机100运行的数量，当负荷减小则减少制氮机100运行数量；如此设置，能够到快速响应负荷的变化，使得制氮***1000更加灵活高效。

根据本申请的一个实施例，如图2所示，制氮***1000还包括流量计600，流量计600设置于储氮器200的下游，流量计600与控制器500通讯连接，流量计600用于计量储氮器200输出的氮气的流量。

在这些可选的实施例中，流量计600与控制器500通讯连接，流量计600用于计量储氮器200输出的氮气的流量，控制器500根据接收流量计600检测的流量信号，控制多个制氮机100的启动和停止，流量计600方便获知氮气的输出状态，确保制氮***1000输出的氮气满足使用要求。

根据本申请的一个实施例，制氮***1000还包括压力表700，压力表700设置于储氮器200的下游，且位于储氮器200与压力表700之间，用于测量储氮器200输出的氮气的压力。

在这些可选的实施例中，压力表700用于测量储氮器200输出的氮气的压力，以使得输出的氮气处于额定压力，以提供稳定的氮气。

图3为本申请一些实施例提供的制氮方法的流程图。

如图3所示，一种制氮方法，包括前述制氮***，方法包括：

S1、开启N个制氮机，其中，N为大于等于1的整数；

S2、获取储氮器输出的氮气状态信息；

S3、若氮气状态信息大于阈值，再开启至少一个制氮机。

在本申请的实施例中，步骤S1中开启N个制氮机，N为大于等于1的整数，在制氮***运行时，需要满足至少一个制氮机处于工作状态。

可选地，N为2、3或者4。

在本申请的实施例中，步骤S2中获取储氮器输出的氮气状态信息，其中，氮气状态信息可以为流量值，流量计用于计量储氮器输出的氮气的流量。具体地，控制器根据获得的氮气状态信息，判断氮气状态信息大于或者小于阈值。

具体地，氮气状态信息为实时流量，阈值为N个制氮机最大总流量的80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％中的一种。

在本申请的实施例中，步骤S3中控制器判断氮气状态信息大于阈值时，控制至少一个制氮机开启，以处于工作状态。

在本申请的实施例中，制氮方法还包括：若氮气状态信息小于阈值，且制氮机的数量为大于等于2的整数，至少一个制氮机停止。

示例性地，开启第一制氮机，在第一制氮机运行的情况下，检测储氮器输出的氮气的流量，若流量大于第一制氮机的最大流量的85％(第一制氮机的最大流量为500m³/h)，开启第二制氮机，在第一制氮机和第二制氮机运行的情况下，检测储氮器输出的氮气的流量，若流量大于第一制氮机和第二制氮机的最大总流量的95％(第一制氮机的最大流量为500m³/h、第二制氮机的最大流量为500m³/h)，开启第三制氮机。

示例性地，开启第一制氮机和第二制氮机，在第一制氮机和第二制氮机运行的情况下，检测储氮器输出的氮气的流量，若流量小于第一制氮机和第二制氮机的最大总流量的93％，且大于第一制氮机或第二制氮机的最大流量的85％(第一制氮机的最大流量为500m³/h、第二制氮机的最大流量为500m³/h)，保持第一制氮机和第二制氮机正常工作，若流量小于第一制氮机或第二制氮机的最大流量的85％，第二制氮机停机。

本申请提供的制氮方法，可实现制氮机的自动增减，最大限度按需供气，以节约能耗。

根据本申请的一个实施例，开启N个制氮机具体包括：开启分离机构；获取分离机构输出的氮气纯度；若氮气纯度小于预设纯度，开启排气阀，以排出氮气；若氮气纯度大于预设纯度，将氮气输入至缓存罐。

在这些可选的实施例中，开启分离机构，检测分离机构输出的氮气纯度，在缓存罐之前将不达标的氮气排出，使得缓存罐内均为达标氮气。因此，在新开机或者启动备用机时，能够缩短制氮机到达到正常工作状态的时间，快速恢复氮气的供应，提高制氮效率，且节省能耗。

根据本申请的一个实施例，开启至少一个制氮机具体包括：将连通管路导通，以使N个制氮机中的氮气经由连通管路流向至少一个制氮机的缓存罐；开启分离机构。

在这些可选的实施例中，先将连通管路导通，以使N个制氮机中的氮气经由连通管路流向至少一个制氮机的缓存罐，从而可均衡多个制氮机的缓存罐的压力，在制氮***因负荷不足增加备用机运行时，备用机的缓存罐具有达标的氮气，在开启备用机的分离机构时，分离机构与缓存罐之间存在较小的压力差，以使制氮机内的氮气以正常的工作流速流动，降低不达标氮气流入缓存罐，从而有效提高缓存罐内氮气的指标。

根据本申请的一些实施例，参见图1和图2，本申请提供一种制氮***1000，其包括三个制氮机100、储氮器200、连通管路30、三个第二阀门400、控制器500、流量计600和压力表700；三个制氮机100与储氮器200通过排气管路连通，三个制氮机100分别为第一制氮机、第二制氮机和第三制氮机，第一制氮机设有支路一，第二制氮机设有支路二，第三制氮机设有支路三，支路一、支路二和支路三并联设置并接入排气管路，连通管路300与支路一、支路二和支路三连通，各第二阀门400设置于与各支路对应的连通管路300上。流量计600设置于排气管路，流量计600与控制器500通讯连接，压力表700设置于排气管路且位于流量计600与储氮器200之间。控制器500与第一制氮机、第二制氮机和第三制氮机通讯连接。第一制氮机包括缓存罐10、分离机构20、第一管路30、取样阀40、排气阀50、压缩气罐60和第一阀门70。分离机构20用于从空气中分离出氮气。第一管路30用于连通分离机构20和缓存罐10。取样阀40设置于第一管路30。排气阀50设置于第一管路30且位于取样阀40与缓存罐10之间。分离机构20包括第一吸附塔和第二吸附塔，第一吸附塔和第二吸附塔并联设置。压缩气罐60设置于分离机构20的上游，压缩气罐60与分离机构20连通。第一阀门70设置于第一管路30且位于排气阀50与缓存罐10之间。

本申请提供的制氮***1000，其包括多个制氮机100和储氮器200，多个制氮机100并联设置且与多个制氮机100连通，可以根据氮气需要情况，控制多个制氮机100的开启或者停止情况，提高制氮***1000的灵活度。此外，本申请的制氮机100，在缓存罐10之前能够将不达标的氮气排出，缓存罐10内均为达标氮气，因此，在新开机或者启动备用机时，能够缩短到达到正常工作状态的时间，快速恢复氮气的供应，提高制氮效率。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种制氮机，其特征在于，包括：

缓存罐；

分离机构，用于从空气中分离出氮气；

第一管路，用于连通所述分离机构和所述缓存罐；

取样阀，设置于所述第一管路；

排气阀，设置于所述第一管路且位于所述取样阀与所述缓存罐之间。

2.根据权利要求1所述的制氮机，其特征在于，

所述分离机构包括第一分离器和第二分离器，所述第一分离器和所述第二分离器并联设置。

3.根据权利要求1或2所述的制氮机，其特征在于，

还包括压缩气罐，设置于所述分离机构的上游，所述压缩气罐与所述分离机构连通，所述压缩气罐用于压缩空气。

4.根据权利要求1或2所述的制氮机，其特征在于，

还包括第一阀门，所述第一阀门设置于所述第一管路且位于所述排气阀与所述缓存罐之间。

5.根据权利要求1或2所述的制氮机，其特征在于，

所述制氮机为变压吸附式制氮机。

6.一种制氮***，其特征在于，包括：

多个制氮机，多个所述制氮机并联设置；

储氮器，所述储氮器与多个所述制氮机连通，

其中，所述制氮机如权利要求1至5中任一项所述的制氮机，所述制氮机用于制备氮气。

7.根据权利要求6所述的制氮***，其特征在于，还包括：

连通管路，所述连通管路与多个所述制氮机连通，且设置于所述制氮机的下游；

多个第二阀门，各所述第二阀门设置于与各所述制氮机对应的所述连通管路上。

8.根据权利要求6或7所述的制氮***，其特征在于，

还包括控制器，所述控制器与多个所述制氮机通讯连接，所述控制器用于控制所述制氮机的启动或停止。

9.根据权利要求8所述的制氮***，其特征在于，

还包括流量计，所述流量计设置于所述储氮器的下游，所述流量计与所述控制器通讯连接，所述流量计用于计量所述储氮器输出的氮气的流量。

10.根据权利要求9所述的制氮***，其特征在于，

还包括压力表，所述压力表设置于储氮器的下游，且位于所述储氮器和所述流量计之间，用于测量所述储氮器输出的氮气的压力。

Images