[发明专利]燃氢制氮工艺方法

说明书

本发明涉及提取氮气的方法，特别是一种燃氢制氮工艺方法。

空气主要是由氧气和氮气组成。在干燥的空气中，氮气的体积占空气的78.03％，氧气的体积占空气的20.9％。因此空气是制取氮气的最大原料库。目前制取氮气的方法，如有低温精馏法(深冷法)，它是将空气气源在极低的温度下，通过各种换热装置，进行分馏、膨胀等复杂工艺过程分离氮气。制取氮气还有变压吸附法，它是把空气源净化后，通过加压或减压设备改变其压力，经过碳分子筛组成的多极吸附塔将空气中的氧吸附氮分离排出的方法。制取氮气也有薄膜渗透法，它是利用中空纤维膜装置，使高压力(12Mpa以上)空气中的氧分子，通过膜微孔排出，剩余为通过的氮分子来分离制取氮气。此外制取氮气还有化学吸附法，这种方法是将含富氮分子的化合物中，通过化合分解的化学反应分离制取氮气。上述方法虽然很多，但各有不足之处。其主要问题就是工艺复杂，成本高。

本发明的目的旨在提出一种通过燃烧氢气，消耗空气中的氧气，来制取高纯氮气的无污染、工艺简单、安全可靠的燃氢制氮工艺方法。

本发明的目的可以通过下述方案实现。

燃氢制氮工艺方法，其特征在于所说的工艺方法的流程是：①以2H₂∶O₂的比例，从空压机取得的空气，从氢气发生器取得的氢气进行混合；②空气、氢气混合气进入燃烧器燃烧；③燃烧后对过剩氢气催化除氢除水处理，制成高纯度氮气。

以下结合本发明的实施例和附图，对燃氢制氮工艺方法予以详细叙述。

图1燃氢制氮工艺方法流程示意图。

本发明的燃氢制氮工艺方法依据对氮气需要量和纯度设定燃氢制氮工艺装置。首先以2H₂∶O₂的比例或氢气大于2H₂∶O₂的比例，从空压机1取得的空气，从氢气发生器5取得的氢气，再在氢氧气混合器2中进行混合；然后空气和氢气的混合气进入温度为400℃--650℃的空气、氢气混合燃烧化合反应器3(燃烧器)中燃烧；燃烧后的气体进入氮气、水分离器4对过剩氢气催化，进行除氢除水处理，从而制成氮气，氮气纯度可达99.999％。

本发明的原理是：由于氧气和氮气的化学性质不同，利用氧气和氢气在400℃--650℃条件下燃烧生成水的化合反映理论，以及氮气在此条件下不和氢气反应的原理，使具有一定比例的空气中的氧气与氢气，在对外密封并能承受0.6Mpa热容器内燃烧消耗掉，再经过分离燃烧中生成的水，而取得高纯度氮气。

本发明利用氢气在空气中燃烧成水，分离制取高纯氮气，具有原理科学可靠、投资少、收益大、无污染、工艺简单、安全性高等特点。本发明直接从空气中分离制取高纯氮气工艺方法简捷，为中小型用户使用氮气提供了方便。