氮气和臭氧联合制备系统的制作方法

本发明氮气和臭氧联合制备系统，属于煤矿安全和环保技术领域。

背景技术：

国家规定，煤矿企业开采容易自燃煤层和自燃煤层时，必须对采空区进行注氮防灭火。目前，制氮装置广泛应用于煤矿企业，其制氮方法一般采用变压吸附、膜分离和深冷空气制氮等。然而，目前市场上制氮装置均以制氮作为唯一目的，合格氮气（含氮率不低于97%）作为成品储存并利用，不合格氮气（成分以氧气为主）作为废气放空排放，以氧气为主的废气直接排放甚为浪费，氧气源在煤矿企业有诸多利用之处。

近年来随着国家日趋重视环保问题，大部分煤矿企业面临矿井水处理站提标改造和锅炉烟气脱硫脱硝改造，常利用臭氧的强氧化性来保证氮氧化物、voc、cod、氨氮等指标达标。臭氧发生装置的气源常采用空气或氧气。空气源常利用空压机供气，氧气源常利用液氧储罐或制氧机供气。利用空气源制备的臭氧浓度比较低，同时还会衍生氮化物；利用氧气源制备的臭氧浓度高，但是能耗很大，液氧储存条件苛刻。

目前市场上的制氮装置和臭氧发生器均以氮气或臭氧为单一制备目的，导致目标成品之外的氮气或氧气浪费，因此，可以考虑利用制氮装置废弃的氧气作为臭氧发生装置的氧气源，对氮气和臭氧进行联合制备。为此，本专利提出一种新型的氮气和臭氧联合制备装置。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种结构简单，使用方便，可以联合制备氮气和臭氧的系统，可以有效的帮助煤炭企业实现节能减排同时兼顾环保问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：氮气和臭氧联合制备系统，包括进气系统，制氮装置和臭氧发生器，进气系统与制氮装置相连，制氮装置与臭氧发生器相连，制氮装置与臭氧发生器之间设置有氧气缓冲罐，制氮装置氮气出口处设置有氮气缓冲罐，制氮装置上设置有氮气出口和非氮气出口，所述的氮气出口与氮气缓冲罐相连，所述的非氮气出口与氧气缓冲罐相连。

所述的进气系统包括空压机、空气净化装置、空气缓冲罐，所述的空压机出口与空气净化装置进口相连，所述的空气净化装置出口与空气缓冲罐入口相连，所述的空气缓冲罐的出口与制氮装置进口相连。

所述的制氮装置为变压吸附制氮装置。

所述的臭氧发生器一侧设置有控制器，所述的控制器与臭氧发生器和制氮装置相连。

所述的制氮装置与氧气缓冲罐相连的管道上设置有余氧排放口。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：通过将制氮装置与臭氧发生器进行有机的结合，可以有效的将制氮装置废弃的氧气进行回收利用，并结合环保现状，将废弃排放的氧气极性进一步制备成臭氧，利用臭氧的强氧化性来氧化降解cod、vod、氮氧化物等指标，可回收利用矿井水处理站指标改造和锅炉脱硫脱硝改造等工程中，可以有效的邦之煤矿企业减少环保方面的重复投资，降低能耗，废弃利用，达到节能减排的目的，同时使用控制器，可以有效的根据需求量进行氮气和臭氧的制备，提高工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图中1为进气系统、2为制氮装置、3为臭氧发生器、4为氧气缓冲罐、5为氮气缓冲罐、6为空压机、7为空气净化装置、8为空气缓冲罐、9为余氧排放口、10为控制器。

具体实施方式

如图1所示，本发明氮气和臭氧联合制备系统，包括进气系统1，制氮装置2和臭氧发生器3，进气系统1与制氮装置2相连，制氮装置2与臭氧发生器3相连，制氮装置2与臭氧发生器3之间设置有氧气缓冲罐4，制氮装置2氮气出口处设置有氮气缓冲罐5，制氮装置2上设置有氮气出口和非氮气出口，所述的氮气出口与氮气缓冲罐5相连，所述的非氮气出口与氧气缓冲罐4相连，进气系统1包括空压机6、空气净化装置7、空气缓冲罐8，所述的空压机6出口与空气净化装置7进口相连，所述的空气净化装置7出口与空气缓冲罐8入口相连，所述的空气缓冲罐8的出口与制氮装置2进口相连，制氮装置2为变压吸附制氮装置，臭氧发生器3一侧设置有控制器10，所述的控制器10与臭氧发生器3和制氮装置2相连，制氮装置2与氧气缓冲罐4相连的管道上设置有余氧排放口9。

本发明在使用时，空气通过空压机进入空气净化装置中，将空气中的颗粒物、水分子以及油污等微小杂质去除，使空气的洁净度达到99.9%，洁净的空气存储至空气缓冲罐中，然后进入变压吸附制氮装置中，通过制氮装置将制出的氮气倒入氮气缓冲罐中，产品氮气纯度在97~99.99%，氮气压力约0.05~1.0mpa，制氮装置产生的废气进入氧气缓冲罐中，然后作为氧气源进入臭氧发生器中制作臭氧，氧气纯度约95%，所制备的臭氧产量约1kg/(h·10nm³)，臭氧浓度约80～120g/m³，在各个连通管道上设置有开关阀门，可以根据需求调节产量，灵活性高，利用臭氧的强氧化性可以有效的氧化降解cod、vod、氮氧化物等指标，可以达到节能减排的效果，余氧排放口可以在氧气较多的情况下排出，提高系统的安全性，控制器可以有效的控制制备氮气和臭氧的产量。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

技术总结
本发明公开了氮气和臭氧联合制备系统，属于煤矿安全和环保领域；所要解决的技术问题是提供了一种结构简单，使用方便，可以联合制备氮气和臭氧的系统，可以有效的帮助煤炭企业实现节能减排同时兼顾环保问题；解决该技术问题采用的技术方案为：氮气和臭氧联合制备系统，包括进气系统，制氮装置和臭氧发生器，进气系统与制氮装置相连，制氮装置与臭氧发生器相连，制氮装置与臭氧发生器之间设置有氧气缓冲罐，制氮装置氮气出口处设置有氮气缓冲罐，制氮装置上设置有氮气出口和非氮气出口，所述的氮气出口与氮气缓冲罐相连，所述的非氮气出口与氧气缓冲罐相连；本发明可广泛应用于煤矿安全领域。

技术研发人员：刘浩;李明;李政;王钢;宗保东;钱保娴
受保护的技术使用者：煤炭工业太原设计研究院集团有限公司
技术研发日：2019.06.14
技术公布日：2019.08.23