ГЕНЕРАТОР АЗОТА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИНЕРТНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ

Полезная модель относится к системам генерирования инертной газовой среды из азота для создания безопасных условий труда и обеспечения технологических процессов в нефтедобывающей, газовой, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, лакокрасочной, фармацевтической и пищевой промышленности, а также к системам, используемым для защиты объектов различного назначения от загорания и для подавления очагов открытого огня.
В настоящее время используются различные системы для генерирования инертной среды из азота.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является генератор азота для создания инертной технологической газовой среды, описанный в заявке РСТ WO 02/26359 А1, В01D 53/22 от 04.04.2002. Известный генератор азота содержит входной нагнетательный блок, оснащенный осевым компрессором, к выходу которого через блок фильтрации подключен газоразделительный блок с полупроницаемой мембраной, выходной нагнетательный блок повышения давления очищенного азота, подсоединенный к надмембранной полости газоразделительного блока, и систему управления и контроля, включающую в себя датчики загрязнения очищенного азота кислородом.
Недостатками известного устройства, являются отсутствие систем ограничения скорости нарастания давления в полости газоразделительной мембраны в момент запуска процесса газоразделения и обеспечения оптимальной величины давления воздуха, поступающего в газоразделительный блок, что ведет к неустойчивости процесса газоразделения и преждевременному выходу газоразделительных мембран из строя.
Задачей настоящей полезной модели является разработка генератора азота для создания инертной технологической газовой среды, обеспечивающего эффективную его работу при выработке инертной среды с требуемой концентрацией азота с широким диапазоном изменения выходных характеристик по давлению и объемному расходу азота.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение постоянства оптимальной величины давления воздуха поступающего в мембрану, в том числе в момент запуска процесса газоразделения.
Кроме того, генератор позволяюет обеспечить дополнительный источник сжатого воздуха для нужд предприятия.
Первая задача достигается тем, что в генераторе азота для создания инертной технологической газовой среды, содержащем входной нагнетательный блок, к выходу которого через систему подготовки воздуха подключен газоразделительный блок с полупроницаемой мембраной, согласно полезной модели к магистрали связывающей нагнетательный блок и систему подготовки воздуха подключены вентиль с управляемым приводом и сбросный настраиваемый клапан.
Выходы вентиля с управляемым приводом и сбросного клапана могут быть присоединены к введенному в генератор ресиверу, выход которого предназначен для соединения с системой обеспечения потребителя сжатым воздухом.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Представленная система газоразделения атмосферного воздуха (выделения азота) состоит из следующих элементов:
1. Нагнетательный блок (воздушный компрессор)
2. Вентиль с приводом
3. Сбросной настраиваемый клапан
4. Воздушный ресивер
5.Система подготовки воздуха
6. Газоразделительный блок с полупроницаемой мемраной.
Работает генератор следующим образом.
Атмосферный воздух сжимается в компрессоре 1 и через систему подготовки воздуха 5 подается в полость газоразделительной мембраны, где часть молекул кислорода, паров воды, и других атмосферных газов просачиваются сквозь поверхность мембраны и выбрасываются в атмосферу, а молекулы азота проходят в полости мембраны и поступают в азотный трубопровод. Для благоприятного и устойчивого процесса газоразделения необходимо выполнения нескольких условий, два наиболее важных:
1. Ограничение скорости нарастания давления в полости газоразделительной мембраны в момент запуска процесса газоразделения.
2. Обеспечение постоянства оптимальной величины давления воздуха поступающего в мембрану.
В описываемом генераторе для выполнения этих условий применяется вентиль с приводом 2, через который в момент пуска происходит сброс воздуха из компрессора с последующим плавным закрытием вентиля и направлением всего воздушного потока на газоразделение. Кроме того, эти условия обеспечиваются установкой сбросного настраиваемого клапана 3. Сбросной настраиваемый клапан 3 сбрасывает часть воздуха, не давая компрессору 1 отключаться при повышении давления воздуха выше оптимального значения.
В описываемом генераторе сброс воздуха, как с помощью вентиля с приводом 2, так и сбросного настраиваемого клапана 3 происходит через ресивер 4, при этом выход из ресивера 4 присоединяется к воздушной сети предприятия, что позволяет получать пригодный для дальнейшего использования сжатый воздух, как во время работы газоразделительной установки, так и при ее остановке, сохранив определенный запас его в ресивере.
Таким образом обеспечивается эффективная работа генератора азота при выработке инертной среды с требуемой концентрацией азота с широким диапазоном изменения выходных характеристик по давлению и объемному расходу азота. При этом предприятие получает дополнительный источник сжатого воздуха для своих нужд.