Генератор азота

Авторы патента:

B01D53/22 - диффузией (изготовление полупроницаемых мембран B01D 67/00; форма, структура или свойства полупроницаемых мембран B01D 69/00; материал для полупроницаемых мембран B01D 71/00)

B01D53/00 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2674204:

Акционерное общество "Грасис" (RU)

Изобретение относится к технике производства азота из сжатого атмосферного воздуха и может быть использовано в различных областях, в том числе в системах производства азота и подачи чистых газов (азота и углекислоты) и их смесей для розлива напитков. Генератор азота содержит компрессор 1, линию 4 подачи воздуха, на которой установлен фильтр 8 и с которой соединен мембранный блок 5, соединенный с линией 10 подачи азота, и блок 24 управления. Компрессор 1 соединен с ресивером 3 воздуха через клапан 2. Ресивер 3 воздуха соединен с линией 4 подачи воздуха, на которой установлено реле 7 давления и клапан 9. Линия 10 подачи азота соединена с ресивером 11 азота и на ней установлено второе реле 13 давления и клапан 12. Блок 24 управления связан с первым и вторым реле 7 и 13 давления, а также с компрессором 1 с возможностью включения и выключения питания компрессора 1 и с клапанами 2, 9 и 12 с возможностью их переключения. Изобретение обеспечивает повышение надежности и устойчивости работы в условиях изменения характеристик компрессора и генератора с течением времени. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике производства азота из сжатого атмосферного воздуха и может быть использовано в различных областях, в том числе, в системах производства азота и подачи чистых газов (азота и углекислоты) и их смесей для розлива напитков.

Известен генератор азота в системе подачи газированных напитков, содержащий компрессор, соединенный с клапаном сброса воздуха и через фильтры с мембранным блоком, выход которого соединен с линией подачи азота, на которой установлен клапан подачи азота и с которой соединен клапан сброса азота, емкость с углекислым газом соединена с линией подачи углекислого газа, на которой установлен клапан подачи углекислого газа, обе линии подачи азота и углекислого газа соединены с линией подачи газов в смеситель, который подсоединен к емкости с напитком, на линии подачи газов в смеситель установлен датчик давления, соединенный с блоком управления с возможностью передачи в него измеренных значений давления, также с блоком управления соединены все указанные выше клапаны с возможностью передачи на них сигналов управления их закрытием и открытием (JPH 09173802 A, 08.07.1997). Блок управления предназначен для соединения линии подачи азота с атмосферой и сброса из нее азота в течение определенного времени после включения в работу мембранного блока, чтобы исключить подачу в смеситель загрязненного азота.

В известном генераторе азота система управления не обеспечивает устойчивую работу компрессора и мембранного блока в условиях изменения их характеристик с течением времени.

Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в обеспечении устойчивой работы компрессора и мембранного блока в условиях изменения их характеристик с течением времени.

Технический результат, достигаемый изобретением и позволяющим решить указанную проблему, заключается в обеспечении возможности регулирования давления воздуха, закачиваемого компрессором, и давления азота, генерируемого мембранным блоком.

Технический результат достигается генератором азота, содержащим компрессор, линию подачи воздуха, на которой установлен фильтр и с которой соединен мембранный блок, соединенный с линией подачи азота, на которой установлен первый клапан, и блок управления, отличающийся тем, что он снабжен ресивером воздуха и ресивером азота, компрессор соединен с ресивером воздуха через второй клапан, ресивер воздуха соединен с линией подачи воздуха, на которой установлено реле давления и третий клапан, линия подачи азота соединена с ресивером азота и на ней установлено второе реле давления, а блок управления связан с первым и вторым реле давления с возможностью контроля давления в ресиверах воздуха и азота, а также с компрессором с возможностью включения выключения питания компрессора, и с первым, вторым и третьим клапанами с возможностью их переключения.

Кроме того, ресивер воздуха и фильтр могут быть соединены с четвертым клапаном слива конденсата, при этом блок управления соединен с электрическими выводами четвертого клапана.

На чертеже представлена схема предложенного генератора азота.

Генератор азота содержит воздушный компрессор 1, соединенный через второй клапан 2 с ресивером 3 воздуха. Ресивер 3 воздуха соединен с линией 4 подачи воздуха, соединенной с входом мембранного блока 5. На линии 4 установлен первый манометр 6, первое реле 7 давления, фильтр 8 очистки воздуха и третий клапан 9. Выход мембранного блока 5 соединен линией 10 подачи азота с ресивером 11 азота. На линии 10 подачи азота установлены первый клапан 12, второе реле 13 давления и второй манометр 14. Ресивер азота соединен с линией 15 выхода азота, на которой установлен ротаметр 16, третий манометр 17, регулятор 18 давления и выпускной вентиль 19. На выходе компрессора 1, а также на ресиверах 3 и 11 воздуха и азота установлены предохранительные клапаны 20, 21 и 22. Ресивер 3 воздуха и фильтр 8 соединены с четвертым клапаном 23 сброса конденсата.

Блок 24 управления соединен с электрическими выводами компрессора 1, реле 7 и 13 давления и клапанов 2, 9, 12 и 23.

Управление работой генератора азота осуществляется следующим образом. При включении блока 24 управления кнопкой START/STOP проверяется давление сжатого воздуха в ресивере 3 и давление азота в ресивере 11 (реле 7 и 13 давления). Все последующие команды на компрессор 1 и клапаны 2, 9, 12, 23 подаются блоком 24 управления в соответствии с программой в зависимости от сигналов, поступающих с реле 7 и 13 давления.

При недостаточном давлении сжатого воздуха в ресивере 3 подается питание на воздушный компрессор 1, переключается второй клапан 2 и сжатый воздух от компрессора 1 поступает в ресивер 3. При достижении максимального давления в ресивере 3 воздуха, реле 7 давления переключается, питание с компрессора 1 снимается и компрессор выключается. Одновременно происходит переключение клапана 2, и воздух непосредственно с выхода компрессора 1 сбрасывается в атмосферу через второй клапан 2, чтобы обеспечить разгрузку компрессора 1 и возможность его пуска. При падении давления воздуха в ресивере 3 реле 7 давления переключается и снова включается компрессор 1, переключается второй клапан 2, обеспечивая таким образом поддержание давления в ресивере 3 воздуха на заданном по реле 7 давления уровне.

При недостаточном давлении азота в ресивере 11 (контроль по реле 13 давления) переключается третий клапан 9, обеспечивая подачу сжатого воздуха в мембранный модуль 5. В мембранном модуле 5 происходит разделение воздуха на азот, который через первый клапан 12 направляется в ресивер 11 азота и обогащенный кислородом воздух, который сбрасывается в атмосферу. Как только давление азота в ресивере 11 достигнет заданного уровня, переключаются клапаны 9 и 12, обеспечивая прекращение подачи воздуха на мембранный модуль 5 и выработки азота. При снижении давления азота в ресивере 11 ниже установленного значения снова включается в работу мембранный модуль 5, обеспечивая таким образом поддержание давления в ресивере 11 азота на заданном уровне. Азот из ресивера 11 азота через регулятор 18 давления подается потребителю.

При работе компрессора 1 и мембранного модуля 5 сжатый воздух охлаждается в трубопроводах и ресивере 3, и из него возможно выпадение конденсата. Для его удаления из системы предусмотрен фильтр 8 и клапан 23 слива конденсата из ресивера 3 и фильтра 8, который при работе системы обеспечивает периодический сброс конденсата. Расход азота на выходе можно проконтролировать ротаметром 16.

В предложенном генераторе азота дополнительно предусмотрены следующие возможности, которые реализуются с помощью блока 24 управления.

Подача азота в ресивер 11 через клапан 12 осуществляется с некоторой задержкой после подачи воздуха в мембранный модуль 5 (включения клапана 9), что обеспечивает сброс некондиционного азота в атмосферу и подачу в ресивер 11 только азота с требуемой высокой концентрацией.

Периодический сброс конденсата через клапан 23 осуществляется только при работающем компрессоре 1.

Клапан 2 переключается на подачу воздуха от компрессора 1 в ресивер 3 с некоторой задержкой после подачи питания на компрессор 1, которая обеспечивает гарантированный пуск компрессора 1 при отсутствии нагрузки (давления на выходе компрессора 1)

Аварийные и предупредительные сигналы обеспечиваются лампой ALARM блока 24 управления, при этом разные сигналы индицируются миганием лампы разной частоты. В текстовом виде сообщения о причинах аварийных и предупредительных сигналов выводятся на экран блока 24 управления.

При работе компрессора 1 его наработка контролируется счетчиком моточасов блока 24 управления для проведения своевременного обслуживания, при этом в зависимости от наработки формируются предупредительный и аварийный сигналы.

В предложенном генераторе азота реализовано техническое решение, заключающееся в наличии двух контуров управления: компрессором, накачивающим ресивер воздуха, и мембранным модулем, заполняющим ресивер азота. Такое решение обеспечивает повышение надежности и устойчивости работы в условиях изменения характеристик компрессора и генератора с течением времени. Это приводит к экономии моторесурса компрессора и отсутствию потерь сжатого воздуха при производительности компрессора по сжатому воздуху большей, чем требуется для мембранного модуля и производства азота.

1. Генератор азота, содержащий компрессор, линию подачи воздуха, на которой установлен фильтр и с которой соединен мембранный блок, соединенный с линией подачи азота, на которой установлен первый клапан, и блок управления, отличающийся тем, что он снабжен ресивером воздуха и ресивером азота, компрессор соединен с ресивером воздуха через второй клапан, ресивер воздуха соединен с линией подачи воздуха, на которой установлено реле давления и третий клапан, линия подачи азота соединена с ресивером азота и на ней установлено второе реле давления, а блок управления связан с первым и вторым реле давления с возможностью контроля давления в ресиверах воздуха и азота, а также с компрессором с возможностью включения и выключения питания компрессора и с первым, вторым и третьим клапанами с возможностью их переключения.

2. Генератор азота по п. 1, отличающийся тем, что ресивер воздуха и фильтр соединены с четвертым клапаном слива конденсата, а блок управления соединен с электрическими выводами четвертого клапана.

Изобретение относится к мембранному разделению с использованием микропористого материала. Способ разделения текучих сред включает пропускание входящего потока текучей среды, содержащего первый компонент текучей среды и второй компонент текучей среды, через мембрану, содержащую частицы кристаллического цеолита ITQ-55, с образованием получаемого потока пермеата текучей среды и получаемого потока непринятой текучей среды.

Способ получения керамики для извлечения гелия из газовых смесей // 2671379

Изобретение относится к способам получения функциональной керамики, которая может использоваться для извлечения гелия из газовых смесей, включая природный газ, и разделения его изотопов.

Способ получения керамики для извлечения гелия из газовых смесей // 2671379

Модуль для отделения азота из воздуха посредством половолоконных мембран // 2668908

Изобретение относится к половолоконной мембране для селективного отделения азота из потока сжатого воздуха. Модуль для отделения азота из воздуха посредством половолоконных мембран, содержащий пучок половолоконных мембран для отделения азота из потока сжатого воздуха, направленного на первый входной конец пучка половолоконных мембран, при этом пучок половолоконных мембран расположен внутри внешнего кожуха, выполненного с по меньшей мере одним входным отверстием для потока сжатого воздуха, по меньшей мере одним вторым промежуточным отверстием для выхода фильтратных газов и третьим отверстием для выхода отделенного азота, применяемого для выполнения покраски посредством пневматических систем, причем это отверстие расположено на противоположном относительно входного отверстия конце кожуха, причем упомянутый пучок волокон образует свободное пространство между входным отверстием и первым концом пучка, согласно изобретению содержит отражатель, сообщающийся с входным отверстием и предназначенный для отклонения потока сжатого воздуха внутри упомянутого пространства вдоль траекторий движения потока, не направленных непосредственно на упомянутый первый входной конец пучка волокон.

Модуль для отделения азота из воздуха посредством половолоконных мембран // 2668908

Система и способ регулирования температуры в реакторе на основе кислородпроводящих мембран // 2661581

Изобретение относится к реактору и способу регулирования температуры в многоступенчатом реакторе на основе реактивных кислородпроводящих мембран. Способ включает в себя этапы, на которых вводят нагретый кислородсодержащий питательный поток в реактор, пропускают поток по поверхностям множества элементов из кислородпроводящих мембран в первой ступени реактора, где извлекают часть кислорода из потока с получением первого остаточного потока, вводят поток дополнительного охлаждающего воздуха в первый остаточный поток в реакторе, смешивают поток дополнительного охлаждающего воздуха с первым остаточным потоком в реакторе с получением смешанного потока, пропускают смешанный поток по поверхностям второго множества элементов из кислородпроводящих мембран во второй ступени реактора, где извлекают часть кислорода из смешанного потока с получением второго остаточного потока, выпускают поток, содержащий часть или весь второй остаточный поток, из реактора.

Способ мембранного газоразделения и установка для его осуществления // 2645140

Заявляемая группа технических решений относится к области мембранного газоразделения. Способ мембранного газоразделения, включающий сжатие исходной газовой смеси в ступенях компрессора, подачу газа из промежуточной ступени сжатия в газоразделительное устройство с мембранными элементами, разделение потока газовой смеси на пермеат и ретентат, повышение давление пермеата, покинувшего газоразделительное устройство и подачу пермеата в промежуточную ступень сжатия, предшествующую газоразделительному устройству, при этом давление пермеата повышают первым запорно-регулирующим устройством, часть пермеата, покинувшего газоразделительное устройство, отводят через второе запорно-регулирующее устройство, часть ретентата после газоразделения подают на вход газоразделительного устройства.

Способ мембранного газоразделения и установка для его осуществления // 2645140

Мембранный модуль разделения газов и способ замены элемента из полых волокон // 2637329

Изобретение относится к мембранному разделению газоразделения газов. Мембранный модуль разделения газов, содержащий: элемент из полых волокон, имеющий пучок полых волокон, состоящий из нескольких полых волоконных мембран, и трубную решетку, расположенную на конце пучка полых волокон для скрепления полых волоконных мембран; корпус, имеющий отверстие, предназначенное для вставления или извлечения через него элемента из полых волокон; защитный элемент, имеющий образованный в нем выпуск газа и прикрепленный для укрывания отверстия корпуса; и перфорированную плиту, имеющую несколько сквозных отверстий для образования в ней газовых каналов, при этом перфорированная плита установлена между трубной решеткой и защитным элементом; при этом мембранный модуль разделения газов предназначен для разделения газов посредством подачи смешанного газа в полые волоконные мембраны, причем перфорированная плита имеет: (a) плоский участок на поверхности вблизи защитного элемента, при этом после установки плоский участок выполнен с возможностью, в общем, контакта с защитным элементом; и (b) образующий канал углубленный участок, который образован на участке поверхности ближе к защитному элементу, чем плоский участок, для образования газового канала; (c) сквозное отверстие, продолжающееся на плоском участке и углубленном участке для образования канала на виде сверху перфорированной плиты, так чтобы сквозное отверстие имело возможность сообщения с образующим канал углубленным участком.

Полимеры, полимерные мембраны и способы их получения // 2632205

Изобретение относится к полимеру, к способу его получения, к мембране для разделения газов, а также к способу разделения компонентов жидкости. Полимер содержит повторяющиеся звенья следующих формул I-III: ; ; и где формула I может быть связана с формулой II или III, но не может быть связана сама с собой; формула II может быть связана с формулой I или III, но не может быть связана сама с собой; и формула III может быть связана с формулой I или II, или сама с собой, в которых Ar1 представляет собой ; Ar2 представляет собой ;Ar1' представляет собой двухвалентную группу, полученную из Ar1; Ar1'' представляет собой трехвалентную группу, полученную из Ar1; X и Y выбирают из О, S и N-фенила.

Способ получения металлообменных цеолитов посредством ионного обмена в твёрдом состоянии при низких температурах // 2674152

Настоящее изобретение относится к способу получения металлообменных цеолитных материалов посредством воздействия на физическую смесь оксида металла и цеолитного материала, имеющего ионообменную способность, атмосферой, содержащей аммиак, при температуре 150-250°С, а также к способам для каталитического восстановления NOx, например, в выхлопах электрических станций или в выхлопах дизельных двигателей, в присутствии полученного цеолитного материала.

Способ рекуперации тепла от разделения углеводородов // 2674035

Изобретение относится к способу разделения углеводородов с рекуперацией тепла во фракционной колонне. Поток, содержащий углеводороды, подают в первую зону разделения на головной поток и кубовый поток.

Состав ловушки для nox // 2674020

Изобретение относится к способу получения состава ловушки NOx, содержащему: (a) нагрев железосодержащего цеолита в присутствии инертного газа, содержащего менее 1 об.% кислорода, и органического соединения для получения прокаленного в восстановительной атмосфере железа/цеолита; (b) добавление соединения палладия в прокаленный в восстановительной атмосфере железо/цеолит с образованием Pd-Fe/цеолита; и (c) прокаливание Pd-Fe/цеолита при 400-600°C в присутствии кислородсодержащего газа для получения состава ловушки NOx; где органическое соединение представляет собой органический полимер и/или биополимер.

Способ сбора и смешения потоков криптоноксенонового концентрата // 2673513

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Способ сбора и смешения потоков криптоноксенонового концентрата включает подачу по линиям отдельных потоков криптоноксенонового концентрата из группы источников 1-3 и 4-5, их смешение соответственно в коллекторе 13, 12 с образованием суммарного потока криптоноксенонового концентрата в линии 17 и подачу его в устройство получения криптоноксеноновой смеси III, при этом дополнительно осуществляют сбор и смешение в коллекторе 18, 10 по крайней мере одного отдельного потока криптоноксенонового концентрата группы источников 6-7 и 8-9, удаленных от устройства получения криптоноксеноновой смеси III, с образованием общего потока криптоноксенонового концентрата, который инжектируют с помощью инжектора 22, дожимают в компрессоре 23, транспортируют по линии 24 к устройству получения криптоноксеноновой смеси III и перед подачей в устройство III смешивают в инжекторе 25 с суммарным потоком криптоноксенонового концентрата в линии 17, образуя итоговый поток криптоноксенонового концентрата 26, направляя общий поток криптоноксенонового концентрата в качестве рабочего потока, а суммарный поток криптоноксенонового концентрата - в качестве инжектируемого потока.

Катализаторы очистки выхлопного газа // 2673344

Изобретение относится к катализатору для очистки выхлопного газа от дизельного двигателя, содержащему: (а) 0,1-10% мас. переходного металла групп 8-11; и (b) 90-99,9% мас.

Композиция на основе оксидов циркония, церия, ниобия и олова, способы получения и применение для катализа // 2673295

Изобретение относится к каталитической композиции для обработки выхлопных газов. Композиция представляет собой композицию на основе оксидов циркония, церия, ниобия и олова с массовым содержанием оксида церия 5-50%, оксида ниобия - 5-20%, оксида олова – 1-10% и с содержанием оксида циркония, составляющим остальное количество.

Устройство для сепарации газа и жидкости, а также соответствующий способ // 2673054

Обеспечено устройство для сепарации многофазной среды, которое формирует поток в трубопроводе формирования потока, содержащем множество витков с последовательно уменьшающимся диаметром.

Сужающиеся трубчатые каналы для реакторов // 2672752

Изобретение относится к области контакта частиц с текучей средой. Устройство, направляющее текучую среду 116 в радиальный реактор 110, содержит вертикально удлиненный трубчатый канал, продолжающийся вокруг окружности наружной стенки указанного радиального реактора 110, причем расстояние, измеренное от одной стороны указанного вертикально удлиненного трубчатого канала до противоположной стороны указанного удлиненного трубчатого канала вверху указанного удлиненного трубчатого канала, отличается от расстояния, измеренного внизу указанного вертикально удлиненного трубчатого канала, при этом указанный вертикально удлиненный трубчатый канал дополнительно содержит верхний участок со стояком 114, имеющий более широкое сечение, которое по меньшей мере такое же широкое, как и отверстие в указанном стояке.

Способ абсорбции и утилизации парниковых газов и способ удаления пахучих химических веществ и микроорганизмов // 2672738

Группа изобретений относится к области газообработки. Для абсорбции и утилизации парниковых газов пропускают поток газов через алкализированный жидкий абсорбирующий реагент, содержащий гумино-фульвиновое вещество, с образованием отработанного алкализированного жидкого фильтрующего реагента.

Способ извлечения жирных газов из смеси углеводородных газов и установка для его осуществления // 2672713

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для извлечения жирных газов из смеси углеводородных газов. Установка содержит, по меньшей мере, струйный аппарат, для сжатия смеси углеводородных газов, колонну стабилизации и блок абсорбции.