氮氣硫化工藝的供氣裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化工工藝及裝置，具體地說，涉及利用氮氣進(jìn)行硫化過程中使用的供氣裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硫化是橡膠制品生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝之一，不同的硫化方法各有不同的硫化裝置以提供硫化介質(zhì)保證硫化過程的順利進(jìn)行。目前工業(yè)上主要有過熱水硫化工藝和氮氣硫化工藝。
[0003]氮氣硫化系統(tǒng)是一種新型的硫化工藝，其由于不需用蒸汽對水加熱，也不需熱水循環(huán)泵，所用設(shè)備比較簡單，比熱水硫化系統(tǒng)節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。同時氮氣是資源廣、制備容易、無污染的氣體，其使用清潔、安全和簡便。當(dāng)前國外已經(jīng)廣泛采用氮氣硫化工藝，國內(nèi)的一些大中型橡膠制造企業(yè)也正在逐步改革原有硫化工藝，采用氮氣硫化。
[0004]對于氮氣硫化系統(tǒng)所需的氮氣供氣裝置，目前工業(yè)上主要有液氮汽化法裝置、膜制氮裝置等。液氮汽化法一般是外購深冷法制得的液氮，加熱汽化后得到高純氮氣，再經(jīng)穩(wěn)壓閥組穩(wěn)壓后形成穩(wěn)定的氮氣進(jìn)入氮氣硫化系統(tǒng)供使用。該方法的汽化效果受到環(huán)境溫度的影響，同時外購氮氣價格受到市場波動的影響較大。膜制氮主要利用高分子膜將空氣中的氧氮分離，得到一定純度的氮氣，但是其制得的氮氣純度不足以滿足氮氣硫化的要求，需要額外加氫對氮氣進(jìn)行純化，因此硫化現(xiàn)場需要貯存氫氣，增加了安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)行成本低、穩(wěn)定性和可靠性高的氮氣硫化工藝所需的供氣裝置及方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種氮氣硫化工藝的供氣裝置，用于為橡膠制品制造中的氮氣硫化系統(tǒng)提供所需氮氣，所述的供氣裝置包括具有進(jìn)口和出口的氮氣發(fā)生系統(tǒng)，所述的氮氣發(fā)生系統(tǒng)為變壓吸附制氮系統(tǒng)。
[0007]優(yōu)選的，所述的氮氣發(fā)生系統(tǒng)包括兩只交替進(jìn)行吸附和再生的吸附塔、氮氣緩沖罐和若干個氣動調(diào)節(jié)閥，所述的吸附塔中設(shè)置有分離氮氧的分子篩，所述的吸附塔連接有由空氣輸入管路和氮氣輸出管路構(gòu)成的吸附管路、由再生氣輸入管路和再生氣輸出管路構(gòu)成的再生管路，所述的進(jìn)口位于所述的空氣輸入管路的首端，所述的出口位于所述的氮氣輸出管路的末端，所述的氣動調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置于所述的吸附管路和所述的再生管路上；所述的吸附塔采用氣缸式壓緊結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選的，所述的再生氣輸出管路的末端設(shè)置有與外界相連的消音器從而形成所述的氮氣發(fā)生系統(tǒng)的放空口。
[0009]優(yōu)選的，所述的氮氣發(fā)生系統(tǒng)的上游設(shè)置有對空氣進(jìn)行凈化處理而得到潔凈空氣的空氣預(yù)處理系統(tǒng)，所述的空氣預(yù)處理系統(tǒng)具有空氣進(jìn)口和空氣出口，所述的空氣進(jìn)口與外界大氣相連接，所述的空氣出口與所述的氮氣發(fā)生系統(tǒng)的進(jìn)口相連接。
[0010]優(yōu)選的，所述的空氣預(yù)處理系統(tǒng)包括依次連接的空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)和空氣預(yù)處理吸附器。
[0011]優(yōu)選的，所述的氮氣發(fā)生系統(tǒng)的下游設(shè)置有對氮氣進(jìn)行調(diào)壓后送入所述的氮氣硫化系統(tǒng)中相應(yīng)位置的氮氣處理系統(tǒng)。
[0012]優(yōu)選的，所述的氮氣處理系統(tǒng)包括與所述的氮氣生成系統(tǒng)相連接的用于對氮氣進(jìn)行增壓的氮氣增壓系統(tǒng)、與所述的氮氣增壓系統(tǒng)相連接的用于調(diào)節(jié)氮氣的壓力至合適值的氮氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0013]優(yōu)選的，所述的氮氣增壓系統(tǒng)包括依次相連接的氮氣增壓機(jī)、高壓氮緩沖罐；所述的氮氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括若干條調(diào)節(jié)管路以及一一對應(yīng)設(shè)置于所述的調(diào)節(jié)管路上的若干個自力式壓力調(diào)節(jié)閥。
[0014]優(yōu)選的，所述的氮氣增壓機(jī)為變頻式氮氣增壓機(jī)。
[0015]一種上述氮氣硫化工藝的供氣裝置采用的供氣方法，用于為氮氣硫化系統(tǒng)提供所需氮氣，該方法為:將空氣經(jīng)過所述的變壓吸附制氮系統(tǒng)生成的氮氣送入所述的氮氣硫化系統(tǒng)中使用。
[0016]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本發(fā)明的氮氣硫化工藝的供氣裝置采用變壓吸附制氮系統(tǒng)為氮氣硫化系統(tǒng)提供所需氮氣，其具有運(yùn)行成本低、可靠性和穩(wěn)定性高的優(yōu)點，其工藝流程簡單，可隨時啟動或停機(jī)，自動化程度高。因此，無論從技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面，本發(fā)明均具有較高的水平和價值。
【附圖說明】
[0017]附圖1為本發(fā)明的氮氣硫化工藝的供氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]以上附圖中:1、空氣預(yù)處理系統(tǒng)；1_1、空氣壓縮機(jī)；1_2、冷干機(jī)；1_3、空氣預(yù)處理吸附器；2、氮氣發(fā)生系統(tǒng)；2-1、吸附塔；2-2、吸附塔；2-3、氮氣緩沖罐；2-4、消音器；2_5、氣動調(diào)節(jié)閥；2-6、氣動調(diào)節(jié)閥；2-7、氣動調(diào)節(jié)閥；2-8、氣動調(diào)節(jié)閥；2-9、氣動調(diào)節(jié)閥；2_10、氣動調(diào)節(jié)閥；2-11、氣動調(diào)節(jié)閥；2-12、氣動調(diào)節(jié)閥；3、氮氣增壓系統(tǒng)；3-1、氮氣增壓機(jī)；
3-2、高壓氮緩沖罐；4、氮氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)；4-1、調(diào)節(jié)管路；4-2、自力式壓力調(diào)節(jié)閥。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖所示的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0020]變壓吸附是一種新型的氣體分離技術(shù)，其利用分子篩對氮氧的吸附差異制得高純度的氮氣，變壓吸附制氮裝置的最大優(yōu)點是不需要加氫純化，無需在現(xiàn)場制備氫氣和儲存氫氣，使現(xiàn)場更加安全，其占地面積小，投資少，工藝流程較簡單，隨時可啟動或停機(jī)，自動化程度高，運(yùn)行成本低。
[0021]實施例一:如附圖1所示，一種用于為輪胎的氮氣硫化系統(tǒng)提供所需氮氣的氮氣硫化工藝的供氣裝置，包括空氣預(yù)處理系統(tǒng)1、氮氣發(fā)生系統(tǒng)2和氮氣處理系統(tǒng)。
[0022]空氣預(yù)處理系統(tǒng)I設(shè)置在氮氣發(fā)生系統(tǒng)2的上游?？諝忸A(yù)處理系統(tǒng)I用于對空氣進(jìn)行凈化處理而得到潔凈空氣，該空氣預(yù)處理系統(tǒng)I具有空氣進(jìn)口 a和空氣出口，空氣進(jìn)口a與外界大氣相連接，空氣出口與氮氣發(fā)生系統(tǒng)2的進(jìn)口相連接。空氣預(yù)處理系統(tǒng)I包括依次連接的空氣壓縮機(jī)1-1、冷干機(jī)1-2和空氣預(yù)處理吸附器1-3。
[0023]氮氣發(fā)生裝置用于制取氮氣。氮氣發(fā)生系統(tǒng)2采用變壓吸附制氮系統(tǒng)，其具有進(jìn)口和出口。具體的，氮氣發(fā)生系統(tǒng)2包括兩只吸附塔2-1~2-2、氮氣緩沖罐2-3和若干個氣動調(diào)節(jié)閥。每只吸附塔2-1、2-2中均設(shè)置分離氮氧的分子篩，兩只吸附塔2-1、2-2用于交替進(jìn)行吸附和再生。每只吸附塔2-1、2-2均連接有由空氣輸入管路和氮氣輸出管路構(gòu)成的吸附管路、由再生氣輸入管路和再生氣輸出管路構(gòu)成的再生管路。兩只吸附塔2-1、2-2的每段管路均由同一管路分支為兩條支管路并分別連接至兩只吸附塔2-1、2-2而形成。氮氣發(fā)生系統(tǒng)2的進(jìn)口位于空氣輸入管路的首端，氮氣發(fā)生系統(tǒng)2的出口位于氮氣輸出管路的末端。氣動調(diào)節(jié)閥2-5~2-12分別設(shè)置于吸附管路和再生管路上，通過PLC控制系統(tǒng)對其開閉的控制，就可以實現(xiàn)